《电源电路学习》课件

电源电路学习欢来习课课础迎到电源电路学程！本程旨在帮助您系统地掌握电源电路的基识计应过课习将独知、设方法、仿真技巧以及实际用通本程的学，您能够计调试为职坚立完成各种电源电路的设、和优化，您的电子工程业生涯打下础实的基课程简介与目标课程简介课程目标课绍论识践础课将本程全面介电源电路的理知和实技能，涵盖电路基完成本程后，您能够场应稳压开关、二极管、三极管、效管、集成器、电源、电源保计计测试内课内浅•理解电源电路的基本原理和工作方式护、EMC设、PCB设、仿真等容程容深入计论践结过践•掌握各种电源电路的设方法出，注重理与实相合，通案例分析和实操作，帮助您术练软进掌握电源电路的核心技•熟运用仿真件行电路分析独测试调试•立完成电源电路的与问题•解决实际工程中遇到的电源电源电路的重要性核心地位性能关键组电源电路是电子设备的核心成电源电路的性能直接影响电子设为稳稳计部分，整个系统提供定可靠备的定性和可靠性一个设来证的能量源任何电子设备，无良好的电源电路可以保设备在论简单还杂是的家用电器是复的各种工况下正常运行，并延长设开工业设备，都离不电源电路的备的使用寿命支持节能环保问题节计来随着能源的日益突出，高效能的电源电路设变得越越重要过计费现通优化电源电路的设，可以降低设备的功耗，减少能源浪，实绿环色保课程内容概述电路基础二极管与三极管场效应管与集成稳压器开关电源顾压习习场应应习开关结回电、电流、电阻等基本学二极管和三极管的特性及学效管的特性及用，深入学电源的原理和习欧应滤稳压术概念，学姆定律和基尔霍用，掌握整流电路、波电了解集成器的原理和使用构，掌握PWM控制技，了稳压计开关夫定律，掌握电路分析的基本路和电路的设方法方法解各种电源拓扑方法预备知识要求电路理论基础电子元件基础12压需要掌握电、电流、电阻等需要了解电阻、电容、电感、欧基本概念，理解姆定律和基二极管、三极管等常用电子元进简单应尔霍夫定律，能够行的件的特性和用电路分析高等数学基础3积线数数识为续需要掌握微分、性代等基本学知，后的电路分析和仿础真打下基电路基础回顾电压、电流、电阻电压电流电阻压导单导对单电是电路中两点之间的电位差，是电电流是电荷在体中的定向移动，位电阻是体电流的阻碍作用，位是场对现单规为欧导力电荷做功的表，位是伏特（V是安培（A）电流的方向定正电荷姆（Ω）电阻的大小取决于体的材压产驱单时积）电是电路中生电流的动力，移动的方向，电流的大小表示位间料、长度和截面，电阻越大，电流越压内过导电越高，电流越大通体截面的电荷量小欧姆定律与基尔霍夫定律欧姆定律基尔霍夫电流定律（KCL）欧压姆定律描述了电、电流和电关节关阻之间的系V=IR，其中V是KCL描述了电路中点电流的压欧节节电，I是电流，R是电阻姆系流入点的电流等于流出础定律是电路分析的基，可以用点的电流KCL是电路分析的重来计压来计算电路中的电、电流和电要工具，可以用算电路中的节压阻点电基尔霍夫电压定律（）KVL压关压数KVL描述了电路中回路电的系回路中所有电的代和等于零来计KVL是电路分析的重要工具，可以用算电路中的回路电流电路元件电阻、电容、电感电阻电容电感储储场电阻是电路中常用的元件，用于限制电流电容是电路中常用的元件，用于存电荷电感是电路中常用的元件，用于存磁现压现滤现滤储压的大小，实电分配和电流分配，实波、耦合、退耦等功能能量，实波、能、变等功能电路分析方法节点分析法、回路分析法节点分析法节压为节节以点电变量，根据KCL列出点电流方程，求解点电压压，从而得到电路中的电和电流回路分析法为压以回路电流变量，根据KVL列出回路电方程，求解回路电压流，从而得到电路中的电和电流戴维宁定理与诺顿定理戴维宁定理1线络压任何一个性有源二端网都可以用一个电源和一个电阻来维简杂串联的等效电路代替戴宁定理化了复电路的分析诺顿定理2线络任何一个性有源二端网都可以用一个电流源和一个电阻来诺顿简杂并联的等效电路代替定理同样化了复电路的分析二极管及其应用二极管应用单导导结组应检稳压开关二极管是一种具有向电性的半体器件，由一个PN成二极管广泛用于整流、波、、等电路中例如，整导压较压较将转换为稳压稳压二极管的正向通电低，反向截止电高流电路交流电直流电，二极管用于定电二极管的特性正向特性反向特性击穿特性123当压时当压时当压过击压二极管两端施加正向电，二二极管两端施加反向电，二反向电超二极管的穿电导时击极管通，电流迅速增大极管截止，只有很小的反向电流，二极管会发生穿，反向电流迅速增大整流电路半波整流、全波整流、桥式整流全波整流21半波整流桥式整流3将转换为应整流电路是交流电直流电的电路常见的整流电路有半波整流、全波整流和桥式整流桥式整流效率最高，用最广泛滤波电路电容滤波、电感滤波、滤波LC滤波LC1电感滤波2电容滤波3滤压纹压质滤滤滤滤滤波电路用于消除整流后直流电中的波成分，提高直流电的量常见的波电路有电容波、电感波和LC波LC波效较果最好，但成本高稳压电路稳压二极管、串联稳压、并联稳压并联稳压1串联稳压2稳压二极管3稳压稳压压负载稳压稳压稳压稳压稳压电路用于定输出电，使其不受输入电和变化的影响常见的电路有二极管、串联和并联串联稳压较应较和并联精度高，用广泛三极管及其应用三极管应用导结组应开关荡三极管是一种具有放大作用的半体器件，由两个PN成三极管广泛用于放大、、振等电路中例如，放大电路开关断三极管有NPN型和PNP型两种类型用于放大信号，电路用于控制电路的通三极管的特性放大特性开关特性12为开关三极管具有电流放大作用，可三极管可以作使用，通过来以放大微弱的信号控制基极电流控制集电极断电流的通饱和特性3当时进饱状态基极电流足够大，三极管入和，集电极电流达到最大值共射极放大电路共射极放大电路特点较压压共射极放大电路是一种常用的放大电路，具有高的电增益和•电增益高较较电流增益，但输入阻抗低，输出阻抗高•电流增益高•输入阻抗低•输出阻抗高共集电极放大电路共集电极放大电路特点称较较压共集电极放大电路又射极跟随器，具有高的输入阻抗和低•电增益接近于1压较的输出阻抗，但电增益接近于1，电流增益高•电流增益高•输入阻抗高•输出阻抗低共基极放大电路共基极放大电路特点较较压压共基极放大电路具有低的输入阻抗和高的输出阻抗，电增•电增益高较益高，但电流增益接近于1•电流增益接近于1•输入阻抗低•输出阻抗高场效应管及其应用场效应管应用场应压过栅压来场应应开关荡场应效管是一种电控制型器件，通极电控制漏极电流效管广泛用于放大、、振等电路中例如，效场应场应开关效管具有输入阻抗高、噪声低等优点管放大电路用于放大信号，效管电路用于控制电路的通断场效应管的特性电压控制特性输入阻抗高12场应栅场应栅效管的漏极电流由极电效管的极输入阻抗很高压线欧控制，具有良好的性特性，可以达到几兆姆甚至更高噪声低3场应较对较效管的噪声低，适用于噪声要求高的电路场效应管放大电路场效应管放大电路常见类型场应应效管放大电路具有输入阻抗高、噪声低等优点，广泛用于•共源极放大电路栅各种放大电路中•共极放大电路•共漏极放大电路集成稳压器集成稳压器常见类型稳压将稳压压稳压集成器是一种电路集成到一块芯片上的器件，具有体•固定输出电器积调压稳压小、性能好、使用方便等优点•可输出电器系列稳压器78XX系列稳压器应用78XX稳压压稳压稳压应为稳78XX系列器是一种常用的固定输出电器，例如780578XX系列器广泛用于各种电子设备中，电路提供定压压稳压压输出5V电，7812输出12V电78XX系列器具有使用方的直流电便、价格低廉等优点可调稳压器LM317可调稳压器应用LM317调压稳压过调节应调压LM317是一种常用的可输出电器，可以通外部LM317广泛用于各种需要可电的电子设备中，例如电源来压压围宽电阻改变输出电LM317具有输出电范、精度高等适配器、充电器等优点开关电源原理开关电源工作原理开关开关开关过开关电源是一种利用器件（电源通控制器件的通进转换断时来调节压开关如MOSFET）行能量的电间输出电电积频较源，具有效率高、体小、重量源的工作率通常高，可以减轻储积等优点小能元件的体和重量应用开关应计电源广泛用于各种电子设备中，例如算机、电视机、手机等开关电源的基本结构整流滤波开关管变压器将转换为开关交流电直流电利用MOSFET等器隔离输入和输出，并实进滤进转换现压换，并行波处理件行能量电变控制电路开关断时控制管的通间调节压，输出电控制技术PWM控制技术优点PWM宽调术过宽来调节调节PWM（脉制）控制技是一种通改变脉冲的度•精度高压术术应开关应输出电的控制技PWM控制技广泛用于电源中•响速度快•效率高升压电路（）Boost升压电路工作原理压将压压压压过储开关导时储开关时释升电路是一种输入电升高到输出电的电路升电路广升电路通能电感在管通能，在管截止应压压泛用于各种需要高的电子设备中放能量，从而提高输出电降压电路（）Buck降压电路工作原理压将压压压压过开关断时来调节压开关导时降电路是一种输入电降低到输出电的电路降电路广降电路通管的通间输出电管通应压压开关时压储泛用于各种需要低的电子设备中，输入电直接加到输出端；管截止，输出电由能电感提供升降压电路（）Buck-Boost升降压电路工作原理压压压压过储开关导时储开关时升降电路是一种既可以升高电又可以降低电的电路升降升降电路通能电感在管通能，在管截止压压压释现压压电路的输出电可以是高于或低于输入电放能量，从而实升或降的功能反激式变换器（）Flyback反激式变换器工作原理换开关结简单换过压过开关断反激式变器是一种常用的隔离型电源拓扑，具有构反激式变器通变器隔离输入和输出，并通管的通时来调节压、成本低廉等优点间输出电正激式变换器（）Forward正激式变换器工作原理换开关换过压过开关断正激式变器是一种常用的隔离型电源拓扑，具有效率高、正激式变器通变器隔离输入和输出，并通管的通时来调节压换换开输出功率大等优点间输出电与反激式变器不同，正激式变器在关导时传管通递能量谐振变换器LLC谐振变换器应用LLC谐换开关压开关谐换应LLC振变器是一种高效的电源拓扑，具有零电（LLC振变器广泛用于高功率、高效率的电源中，例如服务开关开关损驱ZVS）和零电流（ZCS）的特性，可以降低耗，提高器电源、LED动电源等效率电源保护电路电源保护电路过压过过电源保护电路用于保护电源免受、流、短路、温等故障的影响证，保电源的可靠运行重要性计组电源保护电路是电源设的重要成部分，可以有效提高电源的可靠性和安全性过压保护过压保护过压压压过损负载过压稳压保护用于防止输入电或输出电高，坏电源或常见的保护方法有二极管、TVS管等过流保护过流保护过过损负载过流保护用于防止输出电流大，坏电源或常见的丝检测流保护方法有保险、电流电阻等短路保护短路保护损负载断短路保护用于防止输出端发生短路，坏电源或短路保护通常采用限流电路或路器等方法过温保护过温保护过过损过温保护用于防止电源温度高，坏电源器件常见的温热开关保护方法有敏电阻、温度等电源电路的设计EMC设计EMC计环EMC（电磁兼容性）设是指使电子设备在电磁境中能够正常工作，对产计并且不其他设备生干扰的设重要性计对良好的EMC设可以提高电子设备的可靠性和安全性，并减少其他设备的干扰电磁干扰（）的来源EMI传导干扰1过导线传通播的电磁干扰辐射干扰2过传通空间播的电磁干扰电磁兼容性（）的基本概EMC念1EMI2EMS产对电磁干扰，指电子设备生的电磁敏感度，指电子设备电干扰信号磁干扰的敏感程度3EMC对产电磁兼容性，指电子设备既不其他设备生干扰，又不受其他设备干扰的能力滤波器的设计与应用滤波器应用滤滤滤应传导波器用于抑制电磁干扰，提高电磁兼容性常见的波器有低波器广泛用于电源输入端、输出端等位置，抑制干扰滤滤带滤通波器、高通波器、通波器等屏蔽与接地屏蔽接地挡辐辐将屏蔽用于阻电磁射，减少射干扰屏蔽通常采用金属外壳接地用于电磁干扰引入大地，减少干扰良好的接地可以提高或屏蔽罩等方法电磁兼容性电源电路的设计PCB设计重要性PCB计计组计热稳PCB（印刷电路板）设是电源电路设的重要成部分PCB设直接影响电源的电磁兼容性、散性能、定性等计良好的PCB设可以提高电源的性能和可靠性方面布局布线原则PCB布局布线12线线线元件布局要合理，避免信号信号要短而直，电源和地环积线交叉，减少路面要粗，减少阻抗接地3采用多点接地，提高接地效果元件的选择与放置元件选择元件放置选择满虑热合适的元件，足电路的性能要求元件放置要考散、信号完整性等因素热设计考虑热设计散热方法热计计组热计证热热热设是电源电路设的重要成部分良好的设可以保常见的散方法有自然散、强制风冷、散器等环电源在高温境下正常工作电源电路的仿真仿真计环节过验证计仿真是电源电路设的重要通仿真可以电路设的正确性数，优化电路参仿真软件软常用的仿真件有PSPICE、MATLAB等仿真软件介绍PSPICE特点PSPICE软进PSPICE是一种常用的电路仿真件，可以行直流分析、交流PSPICE具有仿真精度高、功能强大、使用方便等优点态分析、瞬分析等电源电路的仿真步骤建立电路模型设置仿真参数运行仿真分析仿真结果仿真结果分析与验证仿真结果分析1结断满计分析仿真果，判电路是否足设要求仿真结果验证2将结测试结进对验证仿真果与实际果行比，仿真模型的正确性电源电路的测试与调试测试与调试测试调试计环节过测试调试现与是电源电路设的重要通与可以发电路问题进进中的，并行改重要性测试调试证与可以保电源电路的性能和可靠性测试仪器的使用示波器、万用表示波器万用表观压测压用于察电路中的电波形用于量电路中的电、电流、电阻数等参调试方法与技巧逐步调试1简单杂调试从到复，逐步电路分段调试2将别调试电路分成几个部分，分参数调整3调数整电路参，使电路达到最佳性能常见故障分析与排除无输出输出电压不稳定12检丝开关检稳压滤查电源输入、保险、查电路、波电路等管等输出电压过高或过低3检馈查反电路、采样电阻等实际案例分析案例分析过巩识问题通实际案例分析，固所学知，提高解决实际的能力案例选择选择具有代表性的案例，涵盖各种电源电路类型案例一驱动电源设计LED驱动电源设计要点LED驱为稳驱LED动电源是一种LED提供定电流的电源LED动电源•恒流输出计虑的设需要考LED的特性、效率、可靠性等因素•高效率纹•低波案例二开关电源设计开关电源设计设计要点开关应开关电源是一种高效的电源，广泛用于各种电子设备中•高效率计虑积积电源的设需要考效率、体、可靠性等因素•小体•低成本。