开关电源实训报告

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,开关电源各功能电路分析,串联型稳压电源,调整管工作在放大区,7.5开关稳压电源,开关稳压电源基本原理,调整器件,储能电路,取样,基准电压,方波发生,比较,脉冲调宽,U,I,U,O,R,L,一、组成：,调整管工作在开关状态,二、工作原理：,（调宽式）,1、,输入和输出之间接开关调整管和储能电路。调整管周期性开、关，,将能量输入储能电路，经均衡滤波后成为电压输出，输出电压的大,小，取决于调整管开关时间的长短。,2、,调整管的开关状态受脉冲电压的控制，脉冲电压则由方波发生电路,产生，并经脉冲调宽电路调制后得到。,3、,取样比较电路将一部分输出电压和基准电压进行比较，当输出电压,偏离正常值时，输出误差信号，对开关脉冲宽度进行调制。,1,2,3,例如：输出电压升高，脉宽变窄（即占空比D减小），调整管开启时间缩短，输入储能电路的能量减小，输出电压降低。,反之亦然。,三、一个具体的开关,稳压电源工作原理：,储能电路：,即续流滤波电路,储能电路组成：,续流二极管,储能电感,储能滤波电容,四、储能电路：,1、,串联型：储能电感,和负载相串联,、,V,饱和导通时，,VD截止，U,I,经V在L中产生电流,i,L,向电容C充电。,、,V截止,时，,L中的电流不能突变，产生左负,右正,的自感电动,势，VD导通，续流电流,i,Z,向电容C充电,，将L中的磁能转换为电,容C中的电能,。,总之，调整管,V,导通期间，,L,储存磁能，并给电容,C,充电，同时向负载供电；,调整管,V,截止期间，,L,释放磁能，转变为,C,的电能，同时向负载供电。,根据储能电感的连接方式可分为：,串联型并联型并联独立输出型,2、并,联型：储能电感,和负载相并联,、,V,饱和导通时，,VD截止，U,I,经V在L中产生电流,i,L,，L储能。,、,V截止,时，,L中的电流不能突变，产生上负,下,正,的自感电动,势，VD导通，续流电流,i,Z,向电容C充电,，将L中的磁能转换为电,容C中的电能,。,总之，调整,管V导通期间，L储存磁能，负载由电容C供电；,调整管V截止期间，L释放磁能，转变为C的电能，同时向负载供电。,并联型电路中，调整管承受的反峰电压为2,U,I,，为串联型的两倍。,3、并,联独立输出型：通过续流电感的电磁耦合，实现隔离输出。,（电源输入端不使用变压器、实现多种电压输出）,应用最多的一种电路形式,三极管,V可使用功率场效应管,脉冲调宽、脉冲发生及误差信号的产生等可集成化例如,TOP221,TOP227,三端单片开关,集成稳压器及其应用,一、,TOPSwitch简介：,（,TOP221,TOP227）,二、TOPSwitch工作原理：,详见P.215,216,三端器件,DIP8或SMT8封装,三、TOPSwitch的应用电路：,并联独立输出型,详见P.216,217,工作原理说明：,1、,单激型反激式开关电源：开关管导通时储能，开关管截止时，储能释放给负载。,开关管和脉宽调制采用三端单片集成稳压器,TOP221P，当221P内开关功率管导,通时，N,1,上产生上正下负电压，N1储存能量。开关功率管截止时，N,1,上产 生上,负下正电压，N,2,产生上正下负电压，VD,2,导通，经C,2,、L、C,3,滤波后提 供5V,输出电压。,U,O1,U,Z,U,F,（LED正向压降）,2、,N,3,上感应的交流电压经VD,3,整流、C,4,滤波，获12V电压为IC,2,中的光,电三极管供电。,稳压原理：,例U,O1,I,F,（LED正向电流）I,C,（IC,1,控制电流),D（占空比）U,O1,3、保护电路：,R,3,、C,1,和VD,1,4、自动启动时间控制：,C,5,0.83S,另一种并联独立输出型开关电源,开关由一个,功率场效应管,构成（兼脉冲发生），也称为单激型。,脉宽调制等由集成电路,c3842,完成,。,开关管导通时储能，开关截止时，储能释放给负载，称为单激型反激式。开关管导通时间长，传输电能多，变压器次级绕组输出电压高、电流大。,用,PWM,控制功率开关管，就可以改变次级绕组输出的电压和电流，同时，,使用闭环反馈可以稳定电压、电流或限制功率。,单激型反激式电路结构及工作原理：,D1：续流二极管,C：滤波电容,V,导通时，电流,I,通过,L1,，电流逐渐增加，产生变化磁场，,L1,中自感电动,势上正下负，在次级绕组,L2,产生感应电压为上负下正，,D1,截止,L1.,储能,V截止时L1中电流不能突变，产生自感电动势下正上负，经电磁耦合，在,L2中产生感应电压为上正下负，D1导通，感生电流从D1、RL构成闭合回路，,L1储能得到释放。,三端单片脉宽调制开关集成稳压器综述,1.1994年一代 TOPSwitch,型号：TOP100,104200 204/214,209/210,封装：,DIP8SMD,8,开关频率：100KHz,工作电压：110V230V,DIP8或SMT8封装,2.1994年二代TOPSwitch,型号：TOP221,227,封装：,TO,220（TOP221Y,227,Y）,DIP8 （TOP221P,224P,）,SMD,8 (TOP221G,227G,）,开关频率：100KHz,工作电压：85V,265V,三端器件,DIP8或SMT8封装,3.2000年初三代TOPSwitchFX,灵活（Flexible),型号：TOP232/P/G/Y TOP233/P/G/Y,TOP234/P/G/Y,封装：TO,220,7B 有5个引脚,C控制端,M多功能端,S源极,F开关频率选择,D漏极,过压保护,欠压保护,遥控,外同步,若采用DIP8和SMD8封装时无F端，等效为四端器件,若M、F端均接S极，相当于TOPSwitch,若F与S相接，开关频率130KHz,若F与C相接，开关频率 65KHz,控制原理：Uo反馈电流IcD Uo,4.2000年11月四代TOPSwitchGX,型号：TOP242,249,封装：TO,2207C 有6个引脚,即XLCSFD,相当于TOPSwitchFX的M端分为,X（设定极限电流端）,L（线路检测端）,Tiny Switch系列：,将控制IC和MOSFET功率管集成于一体，依负载自动调整开关频率，提高效率，4个引脚。,D功率管漏极,BP旁路（外接滤波电容）,S源极,EN使能控制端（高电平时MOSFET导通）,Tiny Switch系列：,TNY264P/G TNY266P/G,TNY268P/G,实际引出端有7个,型号：TNY253,255,脉宽调制集成电路,c3842简介,3脚为最大电流限制，调整输出最大电流,7脚为电源正极,5脚为电源负极,6脚为脉冲输出直接驱动场效应管,2、4脚为电压反馈，,可调节输出电压,4、8脚外接振荡电阻和振荡电容,单极反激式开关电源的应用,智能型充电器（36V）,附图2智能型充电器（36V）,T0：双向滤波抑制干扰，,D1：整流C11：滤波,IC1：c3842脉宽调制集成电路。,其5脚为电源负极，,7脚为电源正极，,6脚为脉冲输出直接驱动场,效应管Q1(K1358),3脚为最大电流限制，调整,R25(2.5欧姆)的阻值可以调,整充电器的最大电流。,2脚为电压反馈，可以调节,充电器的输出电压。,4脚外接振荡电阻R1,和振荡,电容C1。,T1为高频脉冲变压器，其作用有三个：,第一是把高压脉冲降压为低压脉冲。,第二是起到隔离高压的作用，以防触电。,第三是为c3842提供工作电源。,D4：高频整流管（16A60V）,C10：低压滤波电容，,D5：12V稳压二极管，,IC3：(TL431)为精密基准电压源，配合IC2(光电耦合器4N35),起到自动调节充电器电压的作用。,调整w2(微调电阻)可以细调充电器的电压。,D6：充电指示灯，,D10：电池浮充（充满）指示灯。,R27：电流取样电阻（0.1欧姆，5w）,改变W1的阻值可以调整充电器转浮充的拐点电流（200300mA）。,通电开始时，C11上有300v左右电压。此电压一路经T1加载到Q1。第二路经,R5,C8,C3,达到IC1的第7脚。强迫IC1启动。,IC1的6脚输出方波脉冲，Q1工作，,电流经R25到地。,同时T1副线圈产生感应电压，经D3、R12给IC1提供可靠电源。,T1输出线圈的电压经D4、C10整流滤波得到稳定的电压。,此电压一路经D7（D7起到防止电池的电流倒灌给充电器的作用）给电池充电。,第二路经R14、D5、C9,为LM358(双运算放大器，1脚为电源地，8脚为电源正)及,其外围电路提供12V工作电源。,D9为LM358提供基准电压，经R26、R4分压达到,LM358的第2脚和第5脚。,正常充电时，R27上端有0.150.18V左右电压，此电压经R17加到LM358第3,脚，从1脚送出高电压。,此电压一路经R18，强迫Q2导通，D6（红灯）点亮，第,二路注入LM358的6脚，7脚输出低电压，迫使Q3关断，D10(绿灯)熄灭，充电器,进入恒流充电阶段。,当电池电压上升到44.2V左右时，充电器进入恒压充电阶,段，输出电压维持在44.2V左右。,充电器进入恒压充电阶段，电流逐渐减小。,当充电电流减小到200mA300mA时，R27上端的电压下降，LM358的3脚电压,低于2脚，1脚输出低电压，Q2关断，D6熄灭。,同时7脚输出高电压，此电压一,路使Q3导通，D10点亮。另一路经D8、W1到达反馈电路，使电压降低。充电器,进入涓流充电阶段。12小时后充电结束。,谢,谢,观,赏！,