高效率开关稳压电源的设计--演示文稿

概述1.开关稳压电源的发展趋势2.开关稳压电源的优缺点3.开关稳压电源的分类4.开关稳压电源的基本工作原理5.数据的测量6.小结1.开关稳压电源的发展状况开关电源是利用现代电力电子技术，采用功率半导体器件作为开关，通过控制开关晶体管和关断的时间比率（占空比），调整输出电压，维持输出稳定的一种电源。早在20世纪80年代计算机电源全面实现的开关电源化，率先完成计算机电源换代，进入90年代开关电源已广泛应用子各种电子、电器设备，程控交换机，通讯、电力监测设备电源和控制设备电源之中。开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。开关电源高频化是其发展的方向，高频化使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了高技术产品的小型化、轻便化。另外开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。2.开关稳压电源的优缺点优点：内部功耗小转换效率高；体积小，重量轻；稳压范围宽，线性调整率高；滤波效率大为提高，滤波电容的容量和体积大为减小；缺点：存在着较为严重的开关噪声和干扰；电路结构复杂，不便于维修；成本高、可靠性低。3.开关电压的分类开关电源可分为AC/DC和DC/DC两大类，也有AC/ACDC/AC如逆变器DC/DC变换器现已实现模块化，且设计技术及生产工艺在国内外均已成熟和标准化，并已得到用户的认可。但AC/DC的模块化，因其自身的特性使得在模块化的进程中，遇到较为复杂的技术和工艺制造问题。以下分别对两类开关电源的结构和特性作以阐述。DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为直流斩波。斩波器的工作方式有两种，一是脉宽调制方式Ts不变，改变ton(通用)，二是频率调制方式，ton不变，改变Ts（易产生干扰）。其具体的电路由以下几类：（1）Buck电路——降压斩波器，其输出平均电压U0小于输入电压Ui，极性相同。（2）Boost电路——升压斩波器，其输出平均电压U0大于输入电压Ui，极性相同。（3）Buck－Boost电路——降压或升压斩波器，其输出平均电压U0大于或小于输入电压Ui，极性相反，电感传输。（4）Cuk电路——降压或升压斩波器，其输出平均电压U0大于或小于输入电压Ui，极性相反，电容传输。还有Sepic、Zeta电路。AC/DC变换是将交流变换为直流，其功率流向可以是双向的，功率流由电源流向负载的称为“整流”，功率流由负载返回电源的称为“有源逆变”。AC/DC变换按电路的接线方式可分为，半波电路、全波电路。按电源相数可分为，单相、三相、多相。按电路工作象限又可分为一象限、二象限、三象限、四象限。4.开关稳压电源的基本工作原理开关电源是用通过电路控制开关管进行高速的导通与截止．将直流电转化为高频率的交流电提供给变压器进行变压，从而产生所需要的一组或多组电压。它的输入端直接将交流电整流变成直流电，再在高频震荡电路的作用下，用开关管控制电流的通断，形成高频脉冲电流。在电感（高频变压器）的帮助下，输出稳定的低压直流电。以下是其原理框图：图4-1开关控制稳压原理框图图4-2降压型开关稳压电源原理电路图4-3基本系统设计框图5.数据的测量条件：R2=1KΩILOAD=1AF=150KHZR2=R1(VOUT/VREF-1)其中VREF=1.23V6.小结从以上类容介绍可知，现代高频开关电源技术所涉及的内容是十分复杂与广泛的，它横跨三个学科：即微电子学的智能化专用集成电路芯片快速高性能的功率半导体开关器件和磁性器件如变压器电感器所用磁心材料及绕制工艺等。开关电源已经广泛地应用在国民经济和人类生活的各个领域，将来对开关电源使用的要求越来越严格。