3.1开关电源.ppt.ppt

* 第三章 电源电路 本章要点： ? 熟悉稳压电源工作原理。 ? 掌握串联型稳压电源电路工作原理。 ? 掌握掌握开关电源的特点与分类。 ? 掌握开关电源的基本工作原理。 ? 掌握开关稳压电源的故障分析。 第三章 电源电路 第一节 开关电源 要使电视机正常工作，就要为各部分电路提供所需的直流电压，这一任务由直流电源承担。在黑白电视机中，直流电源通常采用串联型直流稳压电源，这种电源虽然稳压精度高，纹波小，但有稳压范围窄、效率低、体积大和笨重等缺点。由于彩色电视机消耗的功率较大，考虑到节能和降低使用成本等，一般都采用开关型直流稳压电源，又称开关稳压电源或开关电源。 开关电源：它是将50Hz交流电压直接变换成直流电压后，由脉冲振荡器将直流电压变换成高频脉冲，再经变压、整流、滤波后，得到所需的多路直流电压。 1.电源电路作用：向各部分电路提供工作所需直流电压 。 2. 两种常见电源： 串联稳压电源：具有自身功耗大、频率低、机内温升高、体积大、效率低等缺点，而且稳压范围窄，用在要求不高的设备中。（黑白电视中采用） 一、 开关稳压电源 ～220v/50Hz ＋ － Vo 电源变 压 器 整流电路 滤波电路 稳压电路 3.开关稳压电源的特点 （1）功耗小、效率高：其效率通常可达80%～90%左右； （2）稳压范围宽：稳压范围在130～260V之间变化； （3）滤波电容容量小：开关电源的工作频率为行振荡频率； （4）重量轻、体积小：省去了体积庞大的电源变压器； （5）机内温升低：因晶体管工作在开关状态。 （6）可靠性高。开关电源的电路结构便于引入各种保护电路，因而工作稳定、可靠。 总之，开关稳压电源性能好、体积小、重量轻、可靠性和稳定性高等，但电路结构复杂。 二、开关电源的组成 对于自激式开关电源一般由低频整流滤波电路、开关管、储能电路（兼顾脉冲变压） 、稳压控制电路和二次整流滤波电路 5 部分组成，它的一般结构框图如图 3.1 所示。 图3.1 自激式开关直流稳压电源一般结构框图 三、开关稳压电源的分类 1.按开关晶体管的连接方式分有串联式、并联式、变压器式三种。 （1） 串联型开关稳压电源：串联式稳压电源的开关管串联在输入电压 VI 与输出负载之间，电路组成框图如图 3.2 所示。 RL 开关管 ～220V 高频储能 整流滤波 脉冲振荡 脉冲控制 低频整流滤波 取样电路 基准电压 误差放大 VI +300V 图3.2 串联型开关电源组成框图 (2)并联型开关稳压电源： 并联型开关稳压电源的开关管与负载相并联，电路组成框图如图 2.50 所示。工作过程与串联型不同的是：开关管饱和导通时，UI 对负载不供电，开关管截止时，UI 对负载供电。 图3.3 并联型开关稳压电源框图 ～220V RL 开关管 整流滤波 脉冲振荡 脉冲控制 低频整流滤波 取样电路 基准电压 误差放大 VI +300V (3)脉冲变压器耦合并联型开关稳压电源 用脉冲变压器取代串联型或并联型开关电源中的储能电感，就得到变压器耦合并联型开关电源。它的原理框图如图 3.4 所示。 2.按开关电源的稳压控制方式分类 (1)脉冲宽度控制式：保持开关脉冲的频率不变，通过改变开关管导通时间Ton的方式来调节输出电压达到稳压。 (2)频率控制：通过控制开关脉冲频率（周期），相应调节脉冲占空比使输出电压达到稳定。 3.按开关电源激励方式分类 (1)它激控制式：需附加一个振荡器来产生开关脉冲。开关脉冲作用于开关管使电源电路有输出，待电视机正常工作后可由行频脉冲作为开关脉冲，振荡器就可以停振。 (2)自激控制式：自激式电路是利用开关管、脉冲变压器等构成正反馈环路形成自激振荡，使开关稳压电源有电压输出，电视机正常工作时自激振荡受行频脉冲的同步，解决了开关电源的独立工作能力。 图中：V为开关管（调整管）； T是脉冲变压器（又称储能变压器或开关变压器）； VD是脉冲整流二极管（又称续流二极管）； C是滤波电容，也有储能作用； RL为电源的负载。 四、开关电源的基本工作原理 下面以变压器并联自激调宽式稳压电源为例说明开关电源的原理： 1）工作原理： 正脉冲TOn到来时: 可见:TOn越宽，V导通时间越长，则i1越大，T 储能越多。 V饱和 形成电流i1 L2中产生上－