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TI电源培训电子书系列 -【开关电源基础知识】

deyisupport
Mastermind 28270 points
Other Parts Discussed in Thread: TL494

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。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。

开关电源基础知识( Switcher-Fundamentals)培训课程共计五个章节：本拓扑类型、效率与输入输出及占空比的关系、同步与非同步的定义、隔离与非隔离、脉宽调制与变频各类控制方式特点。其深入浅出的说明了基础概念，建立电源设计沟通的平台。

第一章    开关电源基础知识

第二章    效率与Vout的关系

第三章    同步于非同步

第四章    隔离式与非隔离式

第五章    脉宽调制与脉冲频率调制

 


开关电源基础知识.pdf
  • 回复 zhc7401
    Intellectual 405 points

    隔离与非隔离 学了开关电源基础知识(资料就很明白知道电源模块隔离和非隔离的区别了.在你在选择隔离和非隔离电源模块时,要很清楚的了解你对电源的需求,和可靠性. 隔离与非隔离的区别在于输入输出之间是否共地! 为了做到系统间的完全隔离,所有信号线和电源都必须进行隔离.通过光耦将信号隔离,隔离式直流/直流(DC/DC)转换器可以提供电源隔离. 隔离模块的可靠性高,但成本高,效率差点. 非隔离模块的结构很简单,成本低,效率高,安全性能差.

  • 回复 用户被删除
    Intellectual 780 points

    直流电源知识      直流电源分类，通俗的讲主要根据电路构成形式，分为：1.开关直流电源2.线性直流电源3.可控硅整流器，下面就这三种电源做简单介绍：    开关直流电源：电路型式主要有单端反激式，单端正激式、半桥式、推挽式和全桥式。它和线性直流电源的根本区别在于它变压器不工作在工频而是工作高频区域。功能管工作在开关状态，开关电源因此而得名。开关电源的优点是体积小，重量轻，稳定可靠;缺点相对于线性电源来说纹波较，干扰重，不适合精密测量环境。 

  • 回复 xidan1987
    Intellectual 780 points

    直流电源知识      直流电源分类，通俗的讲主要根据电路构成形式，分为：1.开关直流电源2.线性直流电源3.可控硅整流器，下面就这三种电源做简单介绍：    开关直流电源：电路型式主要有单端反激式，单端正激式、半桥式、推挽式和全桥式。它和线性直流电源的根本区别在于它变压器不工作在工频而是工作高频区域。功能管工作在开关状态，开关电源因此而得名。开关电源的优点是体积小，重量轻，稳定可靠;缺点相对于线性电源来说纹波较，干扰重，不适合精密测量环境。 

  • 回复 xidan1987
    Intellectual 780 points

    可控硅整流器，也属于直流电源，使用历史较长，工艺较成熟，主要部件可控硅，由于可控硅是耐高压和大电流部件，因此，可做成高压大电流，大功率电源，指标和稳定性一般。 主要特点参数：  1.线性直流电源技术很成熟，可以达到很高的稳定度，波纹也很小，相对成本较高，适用于精密测量，研发等领域，没有开关电源具有的干扰与噪音。 线性直流电源技术指标：  ·恒压值连续可调范围：0 —额定值（所谓0是指近似0，下同）。 ·恒流值连续可调范围：0 —额定值 ·电压保护值特性：自动跟踪输出电压  ·负载效应（电流调整率）：恒压（CV）小于0.1% ·源效应（电压调整率）：恒压（CV）小于0.1% ·波纹系数：恒压（CV）小于3mV(有效值) ·保护功能：短路、过压、过流。 ·绝缘电阻：≥5MΩ ·耐压强度：1500V 60S  ·温度系数：小于0.4×10-4℃(预热30分钟后) ·输入电源：~220V±10%，50HZ ·工作方式：连续

  • 回复 xidan1987
    Intellectual 780 points

    当市电经过输入开关接通变压器将市电电压转换成所设计的电压后,进入了预稳压电路,预稳压电路是对所要的输出电压进行初步稳压,其目的是降低大功率调整管的输入与输出之间的管压降，减少大功率调整管的功耗，提高直流电源的工作效率，预稳压电源一般由可控硅无级移相调整式用继电器切换变压器输出的抽头进行稳压。经过预稳压电源和滤波器①后得到的电压基本稳定纹波相对较小的直流电经过在控制电路的控制的大功率调整管进行精确快速的问顶压后将得到稳压精度和性能符合标准的直流电压再经过滤波器②进行滤波后既得到我的所需要的输出直流电为了得到我的所需要的输出电压值或稳流电流值，我们还需要对输出的电压值和电流值进行取样检测并将其传送到控制/保护电路，控制/保护电路将检测到的输出电压值钱和电流值与电压/电流设定电路所设定的值进行比较分析后驱动预稳压电路和大功率调整管使直流稳压电源能输出我们所设定的电压和电流值，同时当控制/保护电路检测到异常的电压或电流值等情况下将启动保护电路使直流电源进入保护状态。

  • 回复 xidan1987
    Intellectual 780 points

    测试方法

    直流电源的技术指标分为两种：一种是特性指标，包括允许输入电压、输出电压、输出电流及输出电压调节范围等；另一种是质量指标，用来衡量输出直流电压的稳定程度，包括稳压系数（或电压调整率）、输出电阻（或电流调整率）、纹波电压（周围与随机漂移）及温度系数。测试电路如图3。
    图3　稳压电源性能指标测试电路
    （1） 纹波电压：叠加在输出电压上的交流电压分量。用示波器观测其峰峰值一般为毫伏量级。也可用交流毫伏表测量其有效值，但因纹波不是正弦波，所以有一定的误差，一般直流电源的纹波电压VP-P≤10mV。
    （2）稳压系数：在负载电流、环境温度不变的情况下，输入电压的相对变化引起输出电压的相对变化，即：
    （3） 电压调整率：输入电压相对变化为±10%时的输出电压相对变化量，稳压系数和电压调整率均说明输入电压变化对输出电压的影响，因此只需测试其中之一即可。
    （4） 输出电阻及电流调整率
    输出电阻与放大器的输出电阻相同，其值为当输入电压不变时，输出电压变化量与输出电流变化量之比的绝对值.电流调整率：输出电流从0变到最大值时所产生的输出电压相对变化值。输出电阻和电流调整率均说明负载电流变化对输出电压的影响，因此也只需测试其中之一即可。
  • Expert 1760 points

    第一章心得：

    第一章作为开关电源的基础知识，讲述了开关电源类型等一些基础知识。

    我们知道，所有的能量都不会凭空消失，损耗的能量最终会以热的形式传递出去，
    这样，工程师在设计中就会产生很大的挑战，比如说，损耗最终以热的形式传递，那么
    LDO电路中就需要增加更大的散热片，结果电源的体积就变大了，而且整机的效率也很低。
    如果在开关模式的开关电源，不仅可以提高效率，还可以降低了热管理的设计难度。

    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。

    现在手持设备中大多都是开关电源了

  • 回复 tony2
    Expert 1760 points

    第二章心得：

    开关电源有以下优点

    1、体积小、重量轻：由于没有工频变压器，所以体积和重量只有线性电源的20～30%。
    2、功耗小、效率高：功率晶体管工作在开关状态，所以晶体管上的功耗小，转 化效率高，一般为60～70%，而线性电电源只有30～40%

    效率是任何开关电源的基本指标，任何开关电源的设计考首先需要考虑的是效率优化，特别是便携式产品，因为高效率有助于延长电池的工作时间，消费者可以有更多时间享受便携产品的各种功能。开关电源设计中，为获得最高转换效率，工程师必须了解转换电路中产生损耗的机制，以寻求降低损耗的途径。另外，工程师还要熟悉开关电源器件的各种特点，以选择最合适的芯片来达到高效指标。

    本章简单的介绍了效率与 VOUT 的关系，公式比较简单，但是初学者比较容易理解

  • 回复 tony2
    Expert 1760 points

    第二章心得：

    效率是任何开关电源的基本指标，任何开关电源的设计考首先需要考虑的是效率优化，特别是便携式产品，因为高效率有助于延长电池的工作时间，消费者可以有更多时间享受便携产品的各种功能。开关电源设计中，为获得最高转换效率，工程师必须了解转换电路中产生损耗的机制，以寻求降低损耗的途径。另外，工程师还要熟悉开关电源器件的各种特点，以选择最合适的芯片来达到高效指标。

    本章简单的介绍了效率与 VOUT 的关系，公式比较简单，但是初学者比较容易理解

  • Expert 1760 points

    第二章心得：

    效率是任何开关电源的基本指标，任何开关电源的设计考首先需要考虑的是效率优化，特别是便携式产品，因为高效率有助于延长电池的工作时间，消费者可以有更多时间享受便携产品的各种功能。开关电源设计中，为获得最高转换效率，工程师必须了解转换电路中产生损耗的机制，以寻求降低损耗的途径。另外，工程师还要熟悉开关电源器件的各种特点，以选择最合适的芯片来达到高效指标。

    本章简单的介绍了效率与 VOUT 的关系，公式比较简单，但是初学者比较容易理解

  • Prodigy 10 points

    补习开关电源知识！