开关电源课件

第三章电源电路本章要点：•熟悉稳压电源工作原理。•掌握串联型稳压电源电路工作原理。•掌握掌握开关电源的特点与分类。•掌握开关电源的基本工作原理。•掌握开关稳压电源的故障分析。第三章电源电路第三章电源电路第一节开关电源要使电视机正常工作，就要为各部分电路提供所需的直流电压，这一任务由直流电源承担。在黑白电视机中，直流电源通常采用串联型直流稳压电源，这种电源虽然稳压精度高，纹波小，但有稳压范围窄、效率低、体积大和笨重等缺点。由于彩色电视机消耗的功率较大，考虑到节能和降低使用成本等，一般都采用开关型直流稳压电源，又称开关稳压电源或开关电源。第三章电源电路开关电源：它是将50Hz交流电压直接变换成直流电压后，由脉冲振荡器将直流电压变换成高频脉冲，再经变压、整流、滤波后，得到所需的多路直流电压。1.电源电路作用：向各部分电路提供工作所需直流电压。2.两种常见电源：串联稳压电源：具有自身功耗大、频率低、机内温升高、体积大、效率低等缺点，而且稳压范围窄，用在要求不高的设备中。（黑白电视中采用）一、开关稳压电源～220v/50Hz＋－Vo电源变压器整流电路滤波电路稳压电路第三章电源电路3.开关稳压电源的特点（1）功耗小、效率高：其效率通常可达80%～90%左右；（2）稳压范围宽：稳压范围在130～260V之间变化；（3）滤波电容容量小：开关电源的工作频率为行振荡频率；（4）重量轻、体积小：省去了体积庞大的电源变压器；（5）机内温升低：因晶体管工作在开关状态。（6）可靠性高。开关电源的电路结构便于引入各种保护电路，因而工作稳定、可靠。总之，开关稳压电源性能好、体积小、重量轻、可靠性和稳定性高等，但电路结构复杂。第三章电源电路二、开关电源的组成对于自激式开关电源一般由低频整流滤波电路、开关管、储能电路（兼顾脉冲变压）、稳压控制电路和二次整流滤波电路5部分组成，它的一般结构框图如图3.1所示。图3.1自激式开关直流稳压电源一般结构框图第三章电源电路三、开关稳压电源的分类1.按开关晶体管的连接方式分有串联式、并联式、变压器式三种。（1）串联型开关稳压电源：串联式稳压电源的开关管串联在输入电压VI与输出负载之间，电路组成框图如图3.2所示。RL开关管～220V高频储能整流滤波脉冲振荡脉冲控制低频整流滤波取样电路基准电压误差放大VI+300V图3.2串联型开关电源组成框图第三章电源电路(2)并联型开关稳压电源：并联型开关稳压电源的开关管与负载相并联，电路组成框图如图2.50所示。工作过程与串联型不同的是：开关管饱和导通时，UI对负载不供电，开关管截止时，UI对负载供电。图3.3并联型开关稳压电源框图第三章电源电路～220VRL开关管整流滤波脉冲振荡脉冲控制低频整流滤波取样电路基准电压误差放大VI+300V(3)脉冲变压器耦合并联型开关稳压电源用脉冲变压器取代串联型或并联型开关电源中的储能电感，就得到变压器耦合并联型开关电源。它的原理框图如图3.4所示。第三章电源电路2.按开关电源的稳压控制方式分类(1)脉冲宽度控制式：保持开关脉冲的频率不变，通过改变开关管导通时间Ton的方式来调节输出电压达到稳压。(2)频率控制：通过控制开关脉冲频率（周期），相应调节脉冲占空比使输出电压达到稳定。3.按开关电源激励方式分类(1)它激控制式：需附加一个振荡器来产生开关脉冲。开关脉冲作用于开关管使电源电路有输出，待电视机正常工作后可由行频脉冲作为开关脉冲，振荡器就可以停振。(2)自激控制式：自激式电路是利用开关管、脉冲变压器等构成正反馈环路形成自激振荡，使开关稳压电源有电压输出，电视机正常工作时自激振荡受行频脉冲的同步，解决了开关电源的独立工作能力。第三章电源电路图中：V为开关管（调整管）；T是脉冲变压器（又称储能变压器或开关变压器）；VD是脉冲整流二极管（又称续流二极管）；C是滤波电容，也有储能作用；RL为电源的负载。四、开关电源的基本工作原理下面以变压器并联自激调宽式稳压电源为例说明开关电源的原理：第三章电源电路1）工作原理：正脉冲TOn到来时:可见:TOn越宽，V导通时间越长，则i1越大，T储能越多。V饱和形成电流i1L2中产生上－下+的感应动势VD截止。L1中产生上+下－的感应电动势tLVi1i1=其中：第三章电源电路当正脉冲再一次输入开关管Ｖ基极时，开关管Ｖ又一次饱和导通，二极管VD又截止，负载所需要的电流由电容器Ｃ放电来供给。负脉冲时:V截止i1约零L2中产生上＋下－的感应电动势VD导通i2向C充电，并为RL提供直流电压Vo。L1中产生上－下＋的感应电动势第三章电源电路由经上分析可知，输出电压VO与输出入电压Vi之间的关系如下：ioon12VTTnnV上式说明，输出电压UO与输入电压Ui成正比，与变压器匝数比成正比，与开关脉冲占空比Ton/T成正比。调宽型开关稳压电源受行频同步，即周期Ｔ＝TＨ为64μs，是固定不变的，输出电压UO通过控制Ton/T比值（实际调整Ton）来实现，即控制脉宽来调节，达到稳定输出电压的目的。2）稳压原理：第三章电源电路当Vo↑同理，可分析Vo↓的情况。Vx↑(Vz不变)Vp↑Vb的脉宽↓Vo↓Tr与C中的储能↓V导通时间↓下面分析稳压过程：第三章电源电路开关电源实物图:第三章电源电路五、开关稳压电源常见的故障开关稳压电源的一般故障现象主要有：1.无光栅，无伴音（三无）2.不能遥控开机或关机3.光栅与伴音时有时无4.光栅上有水平亮线滚动或图像有严重的横条干扰5.光栅、图像两边出现S形左右扭动6.光栅行幅不足或忽大忽小