电力电子报告讲义.pptx

开关电源 1、导师介绍 2、开关电源介绍 3、电力电子技术在开关电源中的应用 4、结语 专业：电气装备信息化 学号：16451187196 姓名：邱伟 1、导师介绍 导师 ： 朱翔鸥教授 研究专业领域：低压电器 主要研究方向： （1）低压电器及其智能化 （2）低压电器检测 （3）风电、光伏及白光LED的应用 个人研究方向：大功率特种电源 2、开关电源介绍 开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关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。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新。目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。 开关电源的分类 ①可以根据输入和输出的类型，将开关电源分为 DC/DC 和 AC/DC 变换器两种。②可以通过驱动方式的不同将开关电源分为自励式和他励式两种。③可以根据控制方式的不同，将开关电源划分为三种：一是脉冲宽度调制式（PWM）；二是脉冲频率调制式（PFM）；三是脉冲宽度调制式和脉冲频率调制式混合。④依据电路组成可以将开关电源分为谐振型和非谐振型。 除了以上四种分类，还可以将开关电源分为单端正激式和单端反激式；推免式和降压式、升压式或者升降压式等 主要用途 开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器，电子冰箱，液晶显示器，LED灯具，通讯设备，视听产品，安防监控，LED灯袋，电脑机箱，数码产品和仪器类等领域。 基本组成 开关电源大致由主电路、控制电路、检测电路、辅助电源四大部份组成。 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。 工作原理 开关电源的工作过程相当容易理解，在线性电源中，让功率晶体管工作在线性模式，与线性电源不同的是，PWM开关电源是让功率晶体管工作在导通和关断的状态，在这两种状态中，加在功率晶体管上的伏-安乘积是很小的（在导通时，电压低，电流大；关断时，电压高，电流小）/功率器件上的伏安乘积就是功率半导体器件上所产生的损耗。 与线性电源相比，PWM开关电源更为有效的工作过程是通过“斩波”，即把输入的直流电压斩成幅值等于输入电压幅值的脉冲电压来实现的。脉冲的占空比由开关电源的控制器来调节。 一旦输入电压被斩成交流方波，其幅值就可以通过变压器来升高或降低。通过增加变压器的二次绕组数就可以增加输出的电压值。最后这些交流波形经过整流滤波后就得到直流输出电压。 控制器的主要目的是保持输出电压稳定，其工作过程与线性形式的控制器很类似。也就是说控制器的功能块、电压参考和误差放大器，可以设计成与线性调节器相同。他们的不同之处在于，误差放大器的输出（误差电压）在驱动功率管之前要经过一个电压/脉冲宽度转换单元。 开关电源有两种主要的工作方式：正激式变换和升压式变换