开关电源的基础知识

1.1开关电源组成及开关电源实例
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
1.1开关电源组成及开关电源实例
1.1开关电源组成及开关电源实例
一、组成(脉宽调制型 )：
＋
调整器件
储能电路
UI
脉冲调宽
比较
取 样
方
基
波
准
发
电
生
压
－
调整管工作在开关状态
＋
UO
RL
－
1
1.1开关电源调宽式）
2 3
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。
五、三端单片开关集成稳压器及其应用 1.TOP Switch －Ⅱ简介：
（TOP221 ?TOP227 ）
三端器件
DIP －8或SMT －8封装
2.TOP Switch －Ⅱ工作原理： (参考开关电源原理方框图)
1.1开关电源组成及开关电源实例 五、三端单片开关集成稳压器及其应用
3. TOP Switch的应用电路：
1.1开关电源组成及开关电源实例 另一种并联独立输出型开关电源 脉宽调制集成电路 UC3842简介
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 3脚为最大电流限制，调整输出最大电流 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
1.1开关电源组成及开关电源实例 单端反激式开关电源的应用——智能型充电器（36V）
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），也称为单端型。
脉宽调制等由集成电路UC3842 完成。
开关管导通时储能，开关截止时，储能释放给负载，称为单端型反激式。 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。
1.1开关电源组成及开关电源实例
六、开关电源名词解释 P.1-P.7
1. 线性稳压电源： 效率仅为35% ～45%
2. 线性稳压器 3.开关电源： SMPS 效率为75% ～90%
4. 单片开关电源：
1.1 开关电源组成及开关电源实例 开关电源名词解释
1.2 开关稳压电源的分类
1.3 开关稳压电源的特点
1.4 开关稳压电源的基本原理 1.5 开关电源集成电路产品
1.1开关电源组成及开关电源实例 发展史：
1.20 世纪50 年代：美国宇航局用于搭载火箭 2.20 世纪80 年代：计算机全面实现开关电源化 3.20 世纪90 年代：电子电器、家电广泛应用
⑴、V饱和导通时，VD截止，UI经V在L中产生电流iL向电容C充电。
⑵、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 iZ 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。
单端型反激式电路结构及工作原理：
D1：续流二极管
C： 滤波电容
1.1开关电源组成及开关电源实例 另一种并联独立输出型开关电源
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 1 LI 2 2
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。
2、N3上感应的交流电压经VD3整流、C4滤波，获＋12V电压为IC 2中的光 电三极管供电。 稳压原理：例 UO1↓→IF（LED 正向电流）↓→IC（IC 1 控制电流) ↓→
D（占空比）↑→ UO1↑
3、保护电路： R 3、C 1和VD1 4、自动启动时间控制： C5 0.83S
1.1开关电源组成及开关电源实例
反之亦然。
1.1开关电源组成 及开关电源实例
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
1.1开关电源组成及开关电源实例
四、储能电路：
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
1、串联型：储能电感 和负载相串联
并联独立输出型
1.1 开关电源组成 及开关电源实例
五、三端单片开关集成 稳压器及其应用
工作原理说明：
1、单端型反激式开关电源：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，N1上产生上正下负电压，N1储存能量。开关功率管截止时，N1上产 生上 负下正电压，N2产生上正下负电压，VD2导通， 经C2、L、C3滤波后提 供＋5V 输出电压。 UO1≈UZ＋UF（LED 正向压降）
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。
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。
1.1开关电源组成及开关电源实例
2、并联型：储能电感 和负载相并联
⑴、V饱和导通时，VD截止，UI经V在L中产生电流iL，L储能。 ⑵、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iZ 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 2UI ，为串联型的两倍。