开关电源里元件的类型和用途

开关电源里元件的类型和用途
开关电源里元件的类型和用途

开关电源里元件的类型和用途---深圳市森树强电子科技有限公司

开关电源里元件的类型和用途

一、特种二极管:

1. 快恢复二极管(FRD)----快恢复二极管的反向恢复时间一般为几百纳秒,正向压降为0.6V~1V,正向电流为几安培至几千安培,反向峰值电压可达几百伏特至几千伏特,可用作开关电源中的输出整流管、一次侧钳位保护电路的阻塞二极管。

2. 超快恢复二极管(SRD)----超快恢复二极管则是在快恢复二极管基础上发展而成的,其反向恢复电荷进一步减小,反向恢复时间可低至几十纳秒,可用作开关电源适配器输出整流管、阻塞二极管、反馈电路中的整流管。

3. 肖特基二极管(SBD)----全称为肖特基势垒二极管,它属于低电压、低功耗、大电流、超高速半导体功率器件,其反向恢复时间可小到几纳秒,正向导通压降仅为0.4V左右,整流电流可达几十至几百安培。特别适合做开关电源充电器低压输出电路中的整流二极管、续流二极管。

4. 瞬变变压抑制二极管(TVS)----亦称瞬态电压抑制器,其响应速度极快、钳位电压稳定,是一种新型过电压保护器件,可用来保护开关电源PWM集成电路、MOS 功率器件以及其他对电压敏感的半导体器件。

5. 双向触发二极管(DIAC)----亦称二端交流器件,常与晶闸管配套使用,构成开关电源变压器输出过电压保护电路。

二、特种电阻器:

1. 熔断电阻器(FR)----熔断电阻器亦称保险电阻器或可熔断电阻器,它兼有电阻器和熔断器的功能,熔断电流从几十毫安到几十安培,熔断时间为几秒至几十秒。

2. 自恢复熔丝管(RF)----亦称自恢复保险丝,具有可自动复原的性能,反复使用,不需要维修更换。

3. 软启动电阻----它属于负温度系数热敏电阻(NTCR),其特点时标称阻值低(仅为1Ω~47Ω)、额定功率高(10~500W)、工作电流大(1~10A),适合作开关电源

适配器的启动保护元件。

4. 压敏电阻器(VSR)----工作电压范围宽(6V~3000V,分若干档),对过电压脉冲响应速度快(几纳秒至几十纳秒),耐冲击电流的能力很强(可达100A~20Ka),漏电流小(低于几微安至几十微安),电阻温度系数低(小于0.05%/℃),价格低廉。可构成开关电源适配器的过电压保护电路、防雷击保护电路、消除火花电路、浪涌电

压吸收回路等。

5. 数字电位器(DCP)----与可调式开关稳压器配套使用,构成可编程开关稳压器。

三、晶闸管:

1. 单向晶闸管(SCR)----与双向触发二极管配套使用,构成过开关电源适配器的电压保护电路。

2. 双向晶闸管(TRIAC)----可构成开关电源交流输入侧的过电压保护电路。

四、光耦合器:线性光耦合器的电流传输比(CTR)与直流输入电流(If)的特性曲线具有良好的线性度。在传输小信号时,能使输出与输入呈线性关系,适合构成精

密开关电源中的光藕反馈电路,并实现二次侧与一次侧的隔离。

五、滤波器:亦称EMI滤波器,它属于双向射频滤波器,一方面能滤除从交流线引入的外部电磁干扰;另一方面还可避免开关电源适配器向外部发出噪声干扰,能显

著提高开关电源适配器的抗干扰能力,并使开关电源符合电磁兼容性(EMC)标准。

六、可调式精密并联稳压器:例如TL431,NCP100,可广泛用于精密开关电源适

配器、充电器中,还能构成电压比较器、电源电压监视器、延时电路、精密恒流源等。

七、磁珠:有管状、片状磁珠及磁珠阵列,能抑制开关电源适配器、充电器的开关噪声和尖峰干扰。有管状、片状磁珠及磁珠阵列,能抑制开关电源适配器、充电器的

开关噪声和尖峰干扰。

开关电源入门必读:开关电源工作原理超详细解析

开关电源入门必读:开关电源工作原理超详细解析 第1页:前言:PC电源知多少 个人PC所采用的电源都是基于一种名为“开关模式”的技术,所以我们经常会将个人PC电源称之为——开关电源(Sw itching Mode P ow er Supplies,简称SMPS),它还有一个绰号——DC-DC转化器。本次文章我们将会为您解读开关电源的工作模式和原理、开关电源内部的元器件的介绍以及这些元器件的功能。 ●线性电源知多少 目前主要包括两种电源类型:线性电源(linear)和开关电源(sw itching)。线性电源的工作原理是首先将127 V或者220V市电通过变压器转为低压电,比如说12V,而且经过转换后的低压依然是AC交流电;然后再通过一系列的二极管进行矫正和整流,并将低压AC交流电转化为脉动电压(配图1和2中的“3”);下一步需要对脉动电压进行滤波,通过电容完成,然后将经过滤波后的低压交流电转换成DC直流电(配图1和2中的“4”);此时得到的低压直流电依然不够纯净,会有一定的波动(这种电压波动就是我们常说的纹波),所以还需要稳压二极管或者电压整流电路进行矫正。最后,我们就可以得到纯净的低压DC直流电输出了(配图1和2中的“5”) 配图1:标准的线性电源设计图

配图2:线性电源的波形 尽管说线性电源非常适合为低功耗设备供电,比如说无绳电话、PlayStation/W ii/Xbox等游戏主机等等,但是对于高功耗设备而言,线性电源将会力不从心。 对于线性电源而言,其内部电容以及变压器的大小和AC市电的频率成反比:也即说如果输入市电的频率越低时,线性电源就需要越大的电容和变压器,反之亦然。由于当前一直采用的是60Hz(有些国家是50Hz)频率的AC市电,这是一个相对较低的频率,所以其变压器以及电容的个头往往都相对比较大。此外,AC市电的浪涌越大,线性电源的变压器的个头就越大。 由此可见,对于个人PC领域而言,制造一台线性电源将会是一件疯狂的举动,因为它的体积将会非常大、重量也会非常的重。所以说个人PC用户并不适合用线性电源。 ●开关电源知多少 开关电源可以通过高频开关模式很好的解决这一问题。对于高频开关电源而言,AC输入电压可以在进入变压器之前升压(升压前一般是50-60KHz)。随着输入电压的升高,变压器以及电容等元器件的个头就不用像线性电源那么的大。这种高频开关电源正是我们的个人PC以及像VCR录像机这样的设备所需要的。需要说明的是,我们经常所说的“开关电源”其实是“高频开关电源”的缩写形式,和电源本身的关闭和开启式没有任何关系的。 事实上,终端用户的PC的电源采用的是一种更为优化的方案:闭回路系统(closed loop system)——负责控制开关管的电路,从电源的输出获得反馈信号,然后根据PC的功耗来增加或者降低某一周期内的电压的频率以便能够适应电源的变压器(这个方法称作PW M,Pulse W idth Modulation,脉冲宽度调制)。所以说,开关电源可以根据与之相连的耗电设备的功耗的大小来自我调整,从而可以让变压器以及其他的元器件带走更少量的能量,而且降低发热量。 反观线性电源,它的设计理念就是功率至上,即便负载电路并不需要很大电流。这样做的后果就是所有元件即便非必要的时候也工作在满负荷下,结果产生高很多的热量。 第2页:看图说话:图解开关电源 下图3和4描述的是开关电源的PW M反馈机制。图3描述的是没有PFC(P ow er Factor Correction,功率因素校正)电路的廉价电源,图4描述的是采用主动式PFC设计的中高端电源。 图3:没有PFC电路的电源 图4:有PFC电路的电源 通过图3和图4的对比我们可以看出两者的不同之处:一个具备主动式PFC电路而另一个不具备,前者没有110/220V转换器,而且也没有电压倍压电路。下文我们的重点将会是主动式PFC电源的讲解。

开关电源中的磁性元件

安森美半导体 Magnetics in Switched-Mode Power Supplies 开关电源中的磁性元件

Outline 纲要
Block Diagram of a Typical AC-DC Power Supply 一个典型的交流-直流电源的框图 Specification of the Power Supply 电源的技术规格 Key Magnetic Elements in a Power Supply 电源中的关键磁性元件 Review of Magnetic Concepts 磁概念的回顾 Magnetic Materials 磁性材料 Inductors and Transformers 电感和变压器 References 参考文献

Block Diagram of an AC-DC Power Supply 交流-直流电源框图
Input Filter 输入滤波器 Rectifier 整流器 PFC 功率因数
AC Input 交流 输入
Power Stage 原边电源
TransFormer 变压器
Output Circuits 输出电路
DC Outputs (to loads) 直流输出 (至负载)

Specifications (Abbreviated) 技术规格(精简版)
100-Watt Three-Output Power Supply 100瓦3输出电源
Input Voltage: 输入电压: Input Current: 输入电流: Input Harmonics: 输入谐波: Hold-up Time: 保持时间: Inrush Current: 浪涌电流: Outputs: 输出:
OUTPUT VOLTAGE (V) 输出电压(v) 5 3.3 12
90 – 264 Vac, 47-63 Hz 90-264V交流,47-63Hz 2 A maximum. 最大2A。 Meets IEC1000-3-2 A14 for all load conditions. 在所有负载条件下均符合IEC1000-3-2 A14。 20 ms minimum. 最少20ms。 40 A peak at 264 V (cold start) 在264V时40A峰值(冷启动)
OUTPUT CURRENT (A) 输出电流(v) MIN.最小值 MAX.最大值 1.5 10 0.3 5 0.3 3 TOTAL REGULATION 总调整率 2.0% 2.0% 2.0%
RIPPLE (mV pp) 纹波(mV pp) 50 50 100

开关电源的分类及运用

开关电源的分类及运用 1.开关电源的分类 开关电源可分为AC/DC和DC/DC两大类,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。 1.1DC/DC变换 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Uo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Uo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Uo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Uo大于或小于输入电压UI,极性相反,电容传输。 当今软开关技术使得DC/DC发生了质的飞跃,美国VICOR公司设计制

造的多种ECI软开关DC/DC变换器,其最大输出功率有300W、600W、800W等,相应的功率密度为(6、2、10、17)W/cm3,效率为(80-90)%。日本NemicLambda公司最新推出的一种采用软开关技术的高频开关电源模块RM系列,其开关频率为(200~300)kHz,功率密度已达到27W/cm3,采用同步整流器(MOS-FET代替肖特基二极管),是整个电路效率提高到90%。 1.2AC/DC变换 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变换器输入为50/60Hz的交流电,因必须经整流、滤波,因此体积相对较大的滤波电容器是必不可少的,同时因遇到安全标准(如UL、CCEE等)及EMC指令的限制(如IEC、FCC、CSA),交流输入侧必须加EMC滤波及使用符合安全标准的元件,这样就限制AC/DC电源体积的小型化,另外,由于内部的高频、高压、大电流开关动作,使得解决EMC电磁兼容问题难度加大,也就对内部高密度安装电路设计提出了很高的要求,由于同样的原因,高电压、大电流开关使得电源工作消耗增大,限制了AC/DC变换器模块化的进程,因此必须采用电源系统优化设计方法才能使其工作效率达到一定的满意程度。 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,单项、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。

开关电源之软开关技术在开关电源中的应用阐述

开关电源之软开关技术在开关电源中的应用阐述 开关电源中的硬开关和软开关是针对开关晶体管而言的。硬开关是不管 开关管上的电压或电流,强行接通或关断开关管。当开关管(漏极和源极之间,或者集电极和发射极之间)的电压及电流较大时,切换开关管,由于开关管状态间的切换(由导通到截止,或由截止到导通)需要一定的时间,这样就会造 成在开关管状态切换的某一段时间内,电压和电流有一个交越区域,这个交 越造成的开关管损耗(开关管的切换损耗)随开关频率的提高而急速增加。 ?若是感性负载,在开关晶体管关断时会感应出尖峰电压。开关频率越高, 关断越快,该感应电压越高。此电压加在开关器件两端,容易造成器件击穿。 ?若是容性负载,在开关晶体管导通瞬间的尖峰电流大。因此,当开关晶体 管在很高的电压下接通时,储存在开关晶体管结电容中的能量将以电流形式 全部耗散在该器件内。频率越高,开通电流尖峰越大,从而会引起开关管的 过热损坏。 ?另外,在次级高频整流回路中的二极管,在由导通变为截止时,有一个反 向恢复期,开关晶体管在此期间内接通时,容易产生很大的冲击电流。显然 频率越高,该冲击电流也越大,对开关晶体管的安全运行造成危害。 ?最后,做硬开关运用的开关电源中,开关晶体管会产生严重的电磁骚扰。 随着频率的提高和电路中的di/dt和du/dt增大,所产生的电磁骚扰也在增大,影响开关电源本身和周围电子设备的正常工作。 ?上述问题严重阻碍了开关器件(开关晶体管和高频整流二极管)工作频率的 提高。近年来开展的软开关技术研究为克服上述缺陷提供了一条有效的途径。和硬开关工作原理不同,理想的软关断过程是电流先降小到零,电压在缓慢

[工作]开关电源原理与维修开关电源原理图

[工作]开关电源原理与维修开关电源原理图开关电源原理与维修开关电源原理图 电源是各种电子设备必不可缺的组成部分,其性能优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠地工作。由于开关电源内部关键元器件工作在高频开关状态,功耗小,转化率高,且体积和重量只有线性电源的20%—30%,故目前它已成为稳压电源的主流产品。电子设备电气故障的检修,本着从易到难的原则,基本上都是先从电源入手,在确定其电源正常后,再进行其他部位的检修,且电源故障占电子设备电气故障的大多数。故了解开头电源基本工作原理,熟悉其维修技巧和常见故障,有利于缩短电子设备故障维修时间,提高个人设备维护技能。 二(开关电源的组成 开关电源大至由主电路、控制电路、检测电路、辅助电源四大部份组成,见图1。 1( 主电路 冲击电流限幅:限制接通电源瞬间输入侧的冲击电流。输入滤波器:其作用是过滤电网存在的杂波及阻碍本机产生的杂波反馈回电网。 整流与滤波:将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电。逆变:将整流后的直流电变为高频交流电,这是高频开关电源的核心部分。 输出整流与滤波:根据负载需要,提供稳定可靠的直流电源。 2( 控制电路 一方面从输出端取样,与设定值进行比较,然后去控制逆变器,改变其脉宽或脉频,使输出稳定,另一方面,根据测试电路提供的数据,经保护电路鉴别,提供控制电路对电源进行各种保护措施。 3( 检测电路 提供保护电路中正在运行中各种参数和各种仪表数据。 4( 辅助电源

实现电源的软件(远程)启动,为保护电路和控制电路(PWM等芯片)工作供电。 开关电源原理图 三(开关电源的工作原理 开关电源就是采用功率半导体器件作为开关元件,通过周期性通断开关,控制开关元件的占空比来调整输出电压。开关元件以一定的时间间隔重复地接通和断开,在开关无件接通时输入电源Vi通过开关S和滤波电路向负载RL提供能量,当开关S断开时,电路中的储能装置(L1、C2、二极管D组成的电路)向负载RL释放在开关接通时所储存的能量,使负载得到连续而稳定的能量。 VO=TON/T*Vi VO 为负载两端的电压平均值 TON 为开关每次接通的时间 T 为开关通断的工作周期

开关电源集成电路种类介绍

开关电源集成电路种类介绍 开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器、整流滤波电路、功率变换电路以及各种辅助电路组成。那么这些开关电源电路的工作原理及其作用是什么呢?下面华强北IC代购网总结了开关电源基本原理介绍以及常见电路设计参考。 开关短路保护电路 在输出端短路的情况下,PWM控制电路能够把输出电流限制在一个安全范围内,它可以用多种方法来实现限流电路,当功率限流因短路而不起作用时,我们就只有另增设一部分电路,以保证开关电源的正常运作。我们通常将短路保护电路分为两种,小功率短路保护电路和中功率保护电路,这里以中功率保护电路为例,其原理简述如下: 当输出短路时,UC3842脚电压上升,U1脚电位高于脚时,比较器翻转脚输出高电位,给C1充电。当C1两端电压超过⑤脚基准电压时U1⑦脚输出低电位,UC3842①脚低于1V,UC3842停止工作。R2、C1是充放电时间常数,阻值不对时,短路保护不起作用。

推完式功率变换电路 是一种输出直流电压小于或等于输入直流电压的单管非隔离式变换电路,其原理简述如下: 其中T2为驱动变压器,T1为开关变压器,TR1为电流环。 输出端限流保护电路

上图是常见的输出端限流保护电路,其工作原理如下:当输出电流过大时,RS两端电压上升,U1脚电压高于脚基准电压,U1①脚输出高电压,Q1导通,光耦发生光电效应,UC3842①脚电压降低,输出电压降低,从而达到过载限流的目的。 输出限压保护电路 开关电源的输出限压保护电路如下图:

当输出电压升高时,稳压管导通光耦,Q1基极因具有驱动电压而导通。当UC3842电压升高时,输出降低,稳压管不导通;当UC3842的电压降低时,输出电压升高。周而复始,输出电压将稳定在一定范围内。 输入过欠压保护电路

开关电源中的光耦的作用

开关电源中的光耦的作用 开关电源的光耦主要是隔离、提供反馈信号和开关作用。开关电源电路中光耦的电源是从高频变压器次级电压提供的,当输出电压低于稳压管电压是给信号光耦接通,加大占空比,使得输出电压升高;反之则关断光耦减小占空比,使得输出电压降低。旦高频变压器次级负载超载或开关电路有故障,就没有光耦电源提供,光耦就控制着开关电路不能起振,从而保护开关管不至被击穿烧毁。 通常光耦与TL431一起使用。下面是led电源驱动芯片(开关电源芯 片)TMG0321/TMG0165/TMG0265/TMG03655的部分电路。两电阻串联取样到431R端与内部比较器进行比较.然后根据比出的信号再控制431K端(阳极接光耦那一端)对地的电阻,然后达到控制光耦内部发光二极管的亮度.(光耦内部一边是一发光二极管,一边是一光敏三极管)通过发光的强度.控制另一端三极管的CE端的电阻也就是改变了led电源驱动芯片(开关电源芯 片)TMG0321/TMG0165/TMG0265/TMG0365检测脚的电流(1脚:电压反馈引脚,通过连接光耦到地来调整占控比).根据电流的大小,led电源驱动芯片(开关电源芯 片)TMG0321/TMG0165/TMG0265/TMG0365就会自动调整输出信号的占空比,达到稳压的目的 TMG0321/TMG0165/TMG0265/TMG0365芯片是一款高集成度、高性能的PWM+MOSFET 管二合一的电流型离线式开关电源控制器。适用于充电器、电源适配器、LED驱动电源等各类小功率的开关电源。采用DIP8 封装,无需加散热器可输出0~36W 的功率(加散热可以做到更大)。电路结构简单,成本低。具有完善的保护功能,包括过压、欠压、过温、过载及短路等保护。固定振荡频率及抖频功能,可以降低EMI。待机功率低,在待机时进入跳周期模式,符合“能源之星”等待机功耗标准要求。 光耦在开关电源中有两个作用。 1;隔离,把进线220V的强电和电路板电路隔离开来,也就是常说的…冷底板?。 2;同时把后面工作电路中变化的电压信号通过光耦的原端发光二极管转变成光信号照射到次端的光敏二极管从而改变光敏二极管的电阻,在通过这个电阻的变化去控制开关电源,完成了隔离和反馈控制的作用。

开关电源工作原理详细解析

开关电源工作原理详细解析 个人PC所采用的电源都是基于一种名为―开关模式‖的技术,所以我们经常会将个人PC电源称之为——开关电源(Switching Mode Power Supplies,简称SMPS),它还有一个绰号——DC-DC转化器。本次文章我们将会为您解读开关电源的工作模式和原理、开关电源内部的元器件的介绍以及这些元器件的功能。 ●线性电源知多少 目前主要包括两种电源类型:线性电源(linear)和开关电源(switching)。线性电源的工作原理是首先将127 V或者220 V市电通过变压器转为低压电,比如说12V,而且经过转换后的低压依然是AC交流电;然后再通过一系列的二极管进行矫正和整流,并将低压AC 交流电转化为脉动电压(配图1和2中的―3‖);下一步需要对脉动电压进行滤波,通过电容完成,然后将经过滤波后的低压交流电转换成DC直流电(配图1和2中的―4‖);此时得到的低压直流电依然不够纯净,会有一定的波动(这种电压波动就是我们常说的纹波),所以还需要稳压二极管或者电压整流电路进行矫正。最后,我们就可以得到纯净的低压DC 直流电输出了(配图1和2中的―5‖) 配图1:标准的线性电源设计图

配图2:线性电源的波形 尽管说线性电源非常适合为低功耗设备供电,比如说无绳电话、PlayStation/Wii/Xbox等游戏主机等等,但是对于高功耗设备而言,线性电源将会力不从心。 对于线性电源而言,其内部电容以及变压器的大小和AC市电的频率成反比:也即说如果输入市电的频率越低时,线性电源就需要越大的电容和变压器,反之亦然。由于当前一直采用的是60Hz(有些国家是50Hz)频率的AC市电,这是一个相对较低的频率,所以其变压器以及电容的个头往往都相对比较大。此外,AC市电的浪涌越大,线性电源的变压器的个头就越大。 由此可见,对于个人PC领域而言,制造一台线性电源将会是一件疯狂的举动,因为它的体积将会非常大、重量也会非常的重。所以说个人PC用户并不适合用线性电源。 ●开关电源知多少 开关电源可以通过高频开关模式很好的解决这一问题。对于高频开关电源而言,AC输入电压可以在进入变压器之前升压(升压前一般是50-60 KHz)。随着输入电压的升高,变压器以及电容等元器件的个头就不用像线性电源那么的大。这种高频开关电源正是我们的个人PC以及像VCR录像机这样的设备所需要的。需要说明的是,我们经常所说的―开关电源‖其实是―高频开关电源‖的缩写形式,和电源本身的关闭和开启式没有任何关系的。

开关电源的分类及应用

开关电源的分类及应用 1引言 随着电力电子技术的告诉发展,电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切,而电子设备都离不开可靠的电源,进入80年代计算机电源全面实现了开关电源化,率先完成计算机的电源换代,进入90年代开关电源相继进入各种电子、电器设备领域,程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源,更促进了开关电源技术的迅速发展。开关电源是利用现代电力电子技术,控制开关晶体管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源,开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。开关电源和线性电源相比,二者的成本都随着输出功率的增加而增长,但二者增长速率各异。线性电源成本在某一输出功率点上,反而高于开关电源,这一成本反转点。随着电力电子技术的发展和创新,使得开关电源技术在不断地创新,这一成本反转点日益向低输出电力端移动,这为开关电源提供了广泛的发展空间。 开关电源高频化是其发展的方向,高频化使开关电源小型化,并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,推动了高新技术产品的小型化、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开关电源的分类 人们的开关电源技术领域是边开发相关电力电子器件,边开发开关变频技术,两者相互促进推动着开关电源每年以超过两位数字的增长率向着轻、

小、薄、低噪声、高可靠、抗干扰的方向发展。开关电源可分为AC/DC和DC/DC两大类,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。 2.1 DC/DC变换 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)。其具体的电路有以下几类: (1) Buck电路——降压斩波器,其输出平均电压Uo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Uo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Uo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Uo 大于或小于输入电压UI, 极性相反,电容传输。 当今软开关技术使得DC/DC发生了质的飞跃,美国VICOR公司设计制造的多种ECI软开关DC/DC变换器,其最大输出功率有300W、600W、800W

开关电源器件选型

开关电源元器件选型 A:反激式变换器: 1.MOS管:Id=2Po/Vin; Vdss=1.5Vin(max) 2.整流:Vr>Vin+(Ns/Np)*Vin(max); If≧Iout 一般取Vr=8Vout 3.缺点:就是输出纹波较大,故不能做大功率(一般≦150W),所以输出电容的容量要大. 4.优点:输入电压范围较宽(一般可做到全电压范围90Vac-264Vac),电路简单. 5.最佳控制方法:应选择电流型IC幷采用电流型控制. B:正激式变换器: 6.MOS管:Id=1.5Po/Vin; Vdss=2Vin(max) 7.整流:Vr>Vin+(Ns/Np)*Vin(max); If≧Iout 一般取Vr=3Vout 8.缺点:成本上升,如要全电压得加PFC,电路稍比反激复杂. 9.优点:纹丝小,功率可做到0~200W. 10.最佳控制方法:应选择电流型IC幷采用电流型控制. C:推挽式变换器: 11.MOS管: Id=1.2Po/Vin; Vdss=2Vin(max) 12.整流:Vr>Vin+(Ns/Np)*Vin(max); If≧Iout 一般取Vr=2Vout 13.缺点: 成本上升,如要全电压得加PFC,电路稍复杂.不太合适离线式. 14.优点: 功率可做到100W~1000W.DC-DC用此电路很好! 15.最佳控制方法:应选择电流型IC幷采用电流型控制. D:半桥式变换器: 16.MOS管: Id=1.5Po/Vin; Vdss=Vin(max) 17.整流: Vr>Vin+(Ns/Np)*Vin(max); If≧Iout 一般取Vr=2Vout 18.缺点: 成本上升,如要全电压得加PFC,电路稍复杂. 19.优点: 功率可做到100W~500W. 20.最佳控制方法:应选择电流型IC幷采用电流型控制. E:全桥式变换器: 21.MOS管: Id=1.2Po/Vin; Vdss=Vin(max) 22.整流: Vr>Vin+(Ns/Np)*Vin(max); If≧Iout 一般取Vr=2Vout 23.缺点: 成本上升,如要全电压得加PFC,电路稍复杂. 24.优点: 功率可做到400W~2000W以上. 25.最佳控制方法:应选择电流型IC幷采用电流型控制.

开关电源中MOSFET的驱动电路设计

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开关电源各模块原理实图讲解

开关电源原理 一、 开关电源的电路组成: PWM

①防雷电路:当有雷击,产生高压经电网导入电源时,由MOV1、MOV2、MOV3:F1、F2、 F3、FDG1组成的电路进行保护。当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时,其阻值降低,使高压能量消耗在压敏电阻上,若电流过大,F1、F2、F3会烧毁保护后级电路。 ②输入滤波电路:C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂 波信号进行抑制,防止对电源干扰,同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。当电源开启瞬间,要对C5充电,由于瞬间电流大,加RT1(热敏电阻)就能有效的防止浪涌电流。因瞬时能量全消耗在RT1电阻上,一定时间后温度升高后RT1阻值减小(RT1是负温系数元件),这时它消耗的能量非常小,后级电路可正常工作。 ③整流滤波电路:交流电压经BRG1整流后,经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。若C5 容量变小,输出的交流纹波将增大。

① 输入滤波电路:C1、L1、C2组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制,防止对电源干扰,同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。C3、C4为安规电容,L2、L3为差模电感。 ② R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7组成抗浪涌电路。在起机的瞬间,由于C6的存在Q2不导通,电流经RT1构成回路。当C6上的电压充至Z1的稳压值时Q2导通。如果C8漏电或后级电路短路现象,在起机的瞬间电流在RT1上产生的压降增大,Q1导通使Q2没有栅极电压不导通,RT1将会在很短的时间烧毁,以保护后级电路。 三、 功率变换电路: 1、 MOS 管的工作原理:目前应用最广泛的绝缘栅场效应管是MOSFET (MOS 管),是利用半导 体表面的电声效应进行工作的。也称为表面场效应器件。由于它的栅极处于不导电状态,所以52、 常见的原理图: 3、工作原理: R4、C3、R5、R6、C4、D1、D2组成缓冲器,和开关MOS 管并接,使开关管电压应力减少,EMI 减少,不发生二次击穿。在开关管Q1关断时,变压器的原边线圈易产生尖峰电压和尖峰电流,这些元件组合一起,能很好地吸收尖峰电压和电流。从R3测得的电流峰值信号参与当前工作周波的占空比控制,因此是当前工作周波的电流限制。当R5上的电压达到1V 时,UC3842停止工作,开关管Q1立即关断 。

开关电源过载保护的几种类型

深圳市森树强电子科技有限公司告诉你开关电源过载保护的几种类型 开关电源过载保护的几种类型 1. 超功率延时关断保护 在延时跳闸型系统中,短时瞬变电流的要求是被容许的,只有在电流应力长时间 超过安全值时才将电源关断。短瞬变电流的提供将不会危害电源的可靠性,也不会给 电源的成本带来很大的影响。只有长期持续电流的要求才会影响电路的成本和体积。 电源输出大的瞬变电流时,其性能将会有一定的降低,可能超过规定的电压误差和纹 波值。这种易受大而短的瞬变电流影响的负载的典型实例是软盘驱动器和螺线管驱动器。 2. 逐个脉冲的超功率或过电流限制 这是个非常有用的保护技术,在附加副边限流保护中经常采用此技术。 在以前的开关设备中,输入电流是要实时监视的。如果这个电流超过了规定的限制电流值,导通脉冲就会终止。在不续反激变换器中,其最大的电流决定着电路的功率,这种类型的保护电路就变成了实实在在的功率限制保护电路。对于正激变换器的开关 电路,它的输入功率是输入功率是输入电流与输入电压的函数。这种电路采用的保护 类型提供了一个原边限流的保护技术,在输入电压恒定的情况下,这种技术也提供了 一种有效的功率限制保护的检测方法。 逐个快速脉冲限流的主要优点是为在不正常的瞬变应力如变压器的阶梯饱和效应作用下的原边开关器件提供了保护。 电流型控制规定了此原边逐个脉冲限流作为控制技术的标准功能,这也是它的一个主要优点。 3. 恒功率限制

恒定输入功率限制通过限制最大传输功率来保护原边电路。但是在反激变换器中,这种技术几乎不能保护副边输出元件。例如在不连续反激变换器中,原边峰值电流已经受到限制,也就是给出了限制的传递功率。当负载电阻减少、负载超过它的限定值时,输出电压开始下降。正是因为规定输入和相应输出的电压电流乘积,当输出电压开始下降时,输出电流将会上升。在短路时,副边电流将会变得很大,在开关电源中消耗全部的功率。这种形式的功率限制一般只作为某些限制补充形式,如副边限流这种补充限制的电路中。 4. 反激超功率限制 这种形式是上速形式的一种扩展,在这种形式中有一个电路来监视原边电流和副边电压,在输出电压降低时减少功率。通过这种方法,当负载电阻下降时使输出电流减小,防止副边元器件受到过强的应力损害,其缺点是用于非线性负载时会发生锁定现象。

开关电源工作原理解析

开关电源工作原理解析 个人PC所采用的电源都是基于一种名为研关模式旧勺技术,所以我们经常会将个 人PC电源称之为------ 开关电源(Switching Mode Power Supplies,简称SMPS),它还有一 个绰号一一DC-DC转化器。本次文章我们将会为您解读开关电源的工作模式和原理、开关电源内部的元器件的介绍以及这些元器件的功能。 ?线性电源知多少 目前主要包括两种电源类型:线性电源(linear)和开关电源(switching )。线性 电源的工作原理是首先将127 V或者220 V市电通过变压器转为低压电,比如说12V ,而且 经过转换后的低压依然是AC交流电;然后再通过一系列的二极管进行矫正和整流,并将低压AC交流电转化为脉动电压(配图1和2中的一3)11 ;下一步需要对脉动电压进行滤波,通过电容完成,然后将经过滤波后的低压交流电转换成DC直流电(配图1和2中的一4)11 ; 此时得到的低压直流电依然不够纯净,会有一定的波动(这种电压波动就是我们常说的纹波),所以还需要稳压二极管或者电压整流电路进行矫正。最后,我们就可以得到纯净的低 压DC直流电输出了(配图1和2中的一5)11

配图2:线性电源的波形 尽管说线性电源非常适合为低功耗设备供电,比如说无绳电话、 PlayStati on/Wii/Xbox 等游戏 主机等等,但是对于高功耗设备而言,线性电源将会力不从心。 对于线性电源而言,其内部电容以及变压器的大小和 AC 市电的频率成反比:也 即说如果输入市电的频率越低时, 线性电源就需要越大的电容和变压器, 反之亦然。由于当 前一直采用的是 60Hz (有些国家是50Hz )频率的AC 市电,这是一个相对较低的频率,所 以其变压器以及电容的个头往往都相对比较大。此外, AC 市电的浪涌越大,线性电源的变 压器的个头就越大。 由此可见,对于个人PC 领域而言,制造一台线性电源将会是一件疯狂的举动, 因 为它的体积将会非常大、重量也会非常的重。所以说个人 PC 用户并不适合用线性电源。 ?开关电源知多少 开关电源可以通过高频开关模式很好的解决这一问题。对于高频开关电源而言, AC 输入电压可以在进入变压器之前升压(升压前一般是 50-60 KHz )。随着输入电源的升 高,变压器以及电容等元器件的个头就不用像线性电源那么的大。 这种高频开关电源正是我 们的个人PC 以及像VCR 录像机这样的设备所需要的。需要说明的是,我们经常所说的 子 关电源I 其实是—高频开关电源I 的缩写形式,和电源本身的关闭和开启式没有任何关系的。

开关电源的基本原理与分类方法

开关电源的基本原理与分类方法 开关电源是指调整功率管以开关方式进行工作的稳压电源。缩写为SPS(Switching Power Supply),开关电源的核心部分是一个直流变换器。目前开关电源向着高频、高可靠性、低功耗、低噪声、抗干扰和模 块化方向发展。开关电源现在在社会上应用越来越广泛,需求也越来越大。 电源在一个典型系统中或者在一台机器中担当十分重要的角色,电源给系统的电路提供持续、稳定的 能量,使得系统或者机器能够正常地工作。电源的好坏直接影响了系统能否正常工作。随着电源的应用和 需求越来越广泛,人们对于电源的要求也越来越高。人们对电源的效率、体积、重量、稳定性和可靠性等 方面都有了更高的要求。 开关电源正是以其效率高、体积小、重量轻、稳定性高、零负载消耗低等多方面的优势逐步取代了效 率低、又笨又重的线性电源。现在社会上出现的需要应用开关电源的仪器、机器越来越多;利用开关电源作为驱动电源的产品也层出不穷,例如LED驱动开关电源的需求量越来越多。而现代电力电子技术的发展, 特别是大功率器件IGBT和MOSFET、各类电源芯片的迅速发展,将开关电源的工作频率提高到相当高的水平,使得开关电源的转换效率不断提高。人们对于转换效率的不断要求也促使开关电源的开发技术将越来 越高。 开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器(EMI)、整流滤波电路、功率变换电路、PWM控制器电路、输出整流滤波电路组成。辅助电路有输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输 出短路保护电路等部分构成。 开关带能源的工作原理: 首先是将交流输入电源经整流滤波成脉动直流;然后通过高频PWM(脉冲宽度调制)信号控制开关管,将那个直流加到开关变压器初级上;接着开关变压器次级感应出高频电压,经整流滤波供给负载;最后,输出 部分通过一定的电路反馈给控制电路,控制PWM占空比,以达到稳定输出的目的。 常见的开关电源的分类方法有下列几种: 1.按激励方式的不同可以划分为他激式和自激式。他激式开关电源电路中专设激励信号振荡器;自激式开关功率管兼作振荡管。该形式的开关电源电路结构简单, 元器件少, 可以做成低成本的开关电源。 2.按调制方式的不同可以划分为脉宽调制型、频率调整型和混合调整型。脉宽调制型保持振荡频率保 持不变, 通过调节脉冲宽度来改变输出电压的大小;频率调整型保持占空比保持不变(脉冲宽度保持不变) , 通过改变振荡频率来改变输出电压大小;混合调整型是脉冲宽度和振荡频率均可进行调节的开关电源。 3.按开关管电流的工作方式的不同可以划分为开关型和谐振型。开关型用开关晶体管把直流变成高频 标准方波, 其电路形式类似于他激式;谐振型用开关晶体管与LC谐振回路将直流变成标准正弦波, 其电路 形式类似于自激式开关电源。 4.按开关晶体管的类型的不同可以划分为晶体管型和可控硅型。晶体管型采用晶体管(包括场效应管) 作为开关功率管;可控硅型采用可控硅作为开关功率管。这种电路的特点是直接输入交流电压, 不需要一次整流部分。

开关电源里元件的类型和用途

开关电源里元件的类型和用途---深圳市森树强电子科技有限公司 开关电源里元件的类型和用途 一、特种二极管: 1. 快恢复二极管(FRD)----快恢复二极管的反向恢复时间一般为几百纳秒,正向压降为0.6V~1V,正向电流为几安培至几千安培,反向峰值电压可达几百伏特至几千伏特,可用作开关电源中的输出整流管、一次侧钳位保护电路的阻塞二极管。 2. 超快恢复二极管(SRD)----超快恢复二极管则是在快恢复二极管基础上发展而成的,其反向恢复电荷进一步减小,反向恢复时间可低至几十纳秒,可用作开关电源适配器输出整流管、阻塞二极管、反馈电路中的整流管。 3. 肖特基二极管(SBD)----全称为肖特基势垒二极管,它属于低电压、低功耗、大电流、超高速半导体功率器件,其反向恢复时间可小到几纳秒,正向导通压降仅为0.4V左右,整流电流可达几十至几百安培。特别适合做开关电源充电器低压输出电路中的整流二极管、续流二极管。 4. 瞬变变压抑制二极管(TVS)----亦称瞬态电压抑制器,其响应速度极快、钳位电压稳定,是一种新型过电压保护器件,可用来保护开关电源PWM集成电路、MOS 功率器件以及其他对电压敏感的半导体器件。 5. 双向触发二极管(DIAC)----亦称二端交流器件,常与晶闸管配套使用,构成开关电源变压器输出过电压保护电路。 二、特种电阻器: 1. 熔断电阻器(FR)----熔断电阻器亦称保险电阻器或可熔断电阻器,它兼有电阻器和熔断器的功能,熔断电流从几十毫安到几十安培,熔断时间为几秒至几十秒。

2. 自恢复熔丝管(RF)----亦称自恢复保险丝,具有可自动复原的性能,反复使用,不需要维修更换。 3. 软启动电阻----它属于负温度系数热敏电阻(NTCR),其特点时标称阻值低(仅为1Ω~47Ω)、额定功率高(10~500W)、工作电流大(1~10A),适合作开关电源 适配器的启动保护元件。 4. 压敏电阻器(VSR)----工作电压范围宽(6V~3000V,分若干档),对过电压脉冲响应速度快(几纳秒至几十纳秒),耐冲击电流的能力很强(可达100A~20Ka),漏电流小(低于几微安至几十微安),电阻温度系数低(小于0.05%/℃),价格低廉。可构成开关电源适配器的过电压保护电路、防雷击保护电路、消除火花电路、浪涌电 压吸收回路等。 5. 数字电位器(DCP)----与可调式开关稳压器配套使用,构成可编程开关稳压器。 三、晶闸管: 1. 单向晶闸管(SCR)----与双向触发二极管配套使用,构成过开关电源适配器的电压保护电路。 2. 双向晶闸管(TRIAC)----可构成开关电源交流输入侧的过电压保护电路。 四、光耦合器:线性光耦合器的电流传输比(CTR)与直流输入电流(If)的特性曲线具有良好的线性度。在传输小信号时,能使输出与输入呈线性关系,适合构成精 密开关电源中的光藕反馈电路,并实现二次侧与一次侧的隔离。 五、滤波器:亦称EMI滤波器,它属于双向射频滤波器,一方面能滤除从交流线引入的外部电磁干扰;另一方面还可避免开关电源适配器向外部发出噪声干扰,能显 著提高开关电源适配器的抗干扰能力,并使开关电源符合电磁兼容性(EMC)标准。

直流开关电源的分类介绍

直流开关电源的分类介绍 现代开关电源有两种:一种是直流开关电源;另一种是交流开关电源。这里介绍的只是直流开关电源,其功能是将电能质量较差的原生态电源(粗电),如市电电源或蓄电池电源,转换成满足设备要求的质量较高的直流电压(精电)。直流开关电源的核心是DC/DC转换器。因此直流开关电源的分类是依赖DC/DC转换器分类的。也就是说,直流开关电源的分类与DC/DC转换器的分类是基本相同的,DC/DC转换器的分类基本上就是直流开关电源的分类。 直流DC/DC转换器按输人与输出之间是否有电气隔离可以分为两类:一类是有隔离的称为隔离式DC/DC转换器;另一类是没有隔离的称为非隔离式DC/DC转换器。 隔离式DC/DC转换器也可以按有源功率器件的个数来分类。单管的DC/DC转换器有正激式(Forward)和反激式(Flyback)两种。双管DC/DC转换器有双管正激式(DoubelTransistor Forward Converter),双管反激式(Double Transistr F1yback Converter)、推挽式 (Push-Pu11 Converter)和半桥式(Ha1f-Bridge Converter)四种。 四管DC/DC转换器就是全桥DC/DC转换器(Fu11-Bridge Converter)。 非隔离式DC/DC转换器,按有源功率器件的个数,可以分为单管、双管和四管三类。单管DC/DC转换器共有六种,即降压式(Buck) DC/DC转换器,升压式(Boost)DC/DC转换器、升压降压式(Buck Boost)DC/DC转换器、Cuk DC/DC转换器、Zeta DC/DC转换器和SEPIC DC/DC转换器。在这六种单管DC/DC转换器中,Buck和Boost式

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