开关电源入门教程

1、电子设计基础电源设计直流电源内容：简单稳压电源设计 TL431简介提高性能电源设计电流源开关稳压电源原理直流稳压电源电子设备供电直流稳压电源简述所有电子电路都需要稳定的直流电源供电稳压电源本身也是电子电路直流稳压电源的组成：B源变压H整淹电踣谑浪电踣 ，-廉区电玮交流电网电压桥式整流电路正负半周总有两个二极管导通流过负载的电流始终只有一个 方向负载得到的是脉动直流直流稳压电源直流稳压电源负载电压展为级数:cos 2a)t -3负载上的直流电压分量 的平均值为22n其中匕为变压器次边电压的有效值cos 4创一cos6 初15/135勿直流稳压电源直流稳压电源上COS 2创-丄cos 4创-丄3勿

2、157135cos6初7直流稳压电源所冇谐波分址的和称为纹波纹波的大小通常用纹波系数来表示，它表示输出电压 中相对纹波电压的大小K 一，Hz叫 匕纹波系数越大说明直流电压越不够稳定（质量差）通过滤波电路可以将纹波系数降低直流稳压电源滤波电路用电抗元件组成低通滤波器,直流稳压电源直流稳压电源R324 0可以滤掉电压中的纹波R4 1心R31 kft直流稳压电源稳压电路稳压电路也是电子电路，可以进一步降低电路的纹波当输入电压在一定范围变化时，稳压电路可以保持输 出电压不变当负载电流变化时，稳压电路可以保持输出电压不变稳压电路的特性指标：输出电压、输岀电流、输岀电 压调整范围等直流稳压电源直流稳压电源

3、稳压电路的质量指标:输入调整因数:电压调整率:稳压系数：-常门沁wAr-oAT-0输出电阻、温度系数等直流稳压电源直流稳压电源R41 KQ并联稳压电路当4点电压低于D3的齐纳电压 时，D3没有电流流过当4点电压超过D3的齐纳电压 时，D3反向导通，A点电压稳 定在齐纳电压值齐纳管导通后，负载R4电压 稳定 R5的电流等于R4的电流和齐 纳二极管电流Z和调整元件D3和负载电阻尺4并联，所以该电路称为并联型稳压电源并联稳压电路的特点电路简单输出电流小可调范围小R41 KQ效率低直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源R1A串联稳压电源原理当刃或RL变化引起4点电压变化 时，可以通过调整应使得4点的 电

4、压回到原来的值。因为调整元件RZ和负载串联，所 以称为串联型稳压电源串联稳压电源电路组成：并联型稳压电源 （基准电压）+跟随器跟随器的三极管代替R2起 调整元件的作用，称为调 整管任何时候都必须保证调整 管工作在放大状态输出电压2心Vo串联反馈型稳压电源原理图用调整管席代调整电阻应加入控制电路，输出电压的变 化反馈到比较放大器的输入 端，使调整元件7迅速变化，保 证W稳定不变 R和血勾成并联型稳压电路，作 为比较放大电路的基准F比絞放大调整准电压仔细研究电路，可以发现比较放大、调整、取样电路合在一起实际上就是一个扩流的电压串联负反馈电路，输出电压为匕，输入电压为J比较放大oVt电路计算举例Vz

5、=VREf=8.2VI卜討x% “2丿当甩0调到最下端时R1=6.6K,R2=12KVo=12.7V当RZ 0调到最上端时R1=5.6K R2=13KVo=11.7VVo调整管Q4必须工作在 放大状态Vi Vo+ 3V假设叼有幻0%的波动WX90% Vo+ 3V12+2竺二二 16.67T0.9取 Vi= 18VVo当匕升高10%时V=20V Q4的选择 Vbr（ceo） 20V、CM IlMPcM（ymno）*LMVo采用电容滤波Vi= 1.2*V2V2= 18X71.2= 15V变压器选择原边220V 次边15V 输出功率20V*如 如果如L4,输出为201亿 输入20W/0.8=25VA

6、 （变压器效率取0.8）可选30必、输I1U5WI勺变压器电源设计电了设备供电-整流滤波匕为变压器电压估算其中，兀为滤波输出电压（直流）,次边电压（有效值）电容选择通常在几千微法稳压部分输入电压为了保证稳压电路正常工作，稳压部分输入电压要高（串联反馈型通常要高3V以上）输出电流由调整管的电流承受能力决定纹波散热功率器件消耗的功率通过散热片散发散热能力和导热材料、截而积、空气接触而积相关三端集成稳压电源固定三端稳压器件：78XX系列、79XX系列U1LM7805电源设计电源设计in OC30 1u 右；70uVO02T 220u T-OoutC40.1u电源设计电源设计注意：i078系列和79系

7、列引脚不同（散热和绝缘）滤波电容尽可能靠近IC电源设计三端集成稳压电源三端可调稳压集成电路LM317、LM337电源设计电源设计in。V1NVOUTADJ31LM317/TO220C30.1u470uR1120R24801C2100uC40.111Oout电源设计 TL431 Vref： 2.5V参考端输入电流：2uA-4uA稳定电压：Vref-36V内阻：0.2 Ohm IB电源设计电源设计 TL431典型应用R(see Note A)VI(BATT)|1250VCCW?AGEcowcw1 1、2端之间的电压恒定为1.25V,流过125电阻的电流恒定为10mA,负载RL上85%的电流恒定电源

8、设计线性稳压电源的效率并联型（例图输出为5.6V）输出电流为0时效率为0效率最高约为43%R51 kOhm电源设计电源设计线性稳压电源的效率串联型Vi输入18V,输出12V输出电流和输入电流近似 相等效率约为66.6%R80.5 kQAR3C6220 |F3 D4GLL4738R115 6kC二 wR1(R)1 kQ64R912曲电源设计开关稳压电源通过开关调整输出占空比，从 而调整输出电压电感、电容都是不耗能器件开关导通时压降为0,断开时电 流为0,耗能也为0所以电源提供的能量全部被负 载获得，理论效率可以达到 100%实际电路用电了元件作开关电源设计R81 kOhm电源设计降压型开关稳压电

9、源开关闭合时A点为12V, L中电 流增加-开关断开时L中的电流通过续 流二极管D4继续流向负载 A点电压的平均值和输入电压 以及开关导通时间占空比有关输出电压等于A点电压的平均 值R81 k Ohm电源设计升压型开关稳压电源开关闭合时L中电流增 加，D4关断开关断开瞬间L产生的 电压和输入电源串联 ,A点电压高于输入 电压 A点高电压通过D4向 电容充电，负载得到 高电压RS1 kOhmR5120 Ohm电源设计V4 12VAR2 亠 丄V V3 y0 5V电压反向型开关稳压电源开关导通时L电流增加,D4截止开关断开时L的电流通过D4流向 负载和C,得到负电压开关稳压电源的特点可以降压、升压

10、、反向变换型开关稳压电源可以做到很轻、很小由于做开关的二极管和三极管有一点压降，所以实际开关 损耗不为0,但电路总的效率可以达到90%以上选择开关器件时一定要考虑其损耗。二极管选择肖特基二 极管（0.4V压降），三极管要选开关速度快、压降低的管 子开关频率尽量取高些通常开关稳压电源的纹波比线性稳压电源的纹波要大效率问题理论上讲，开关电源的效率可以做到100%实际上，开关导通有一定压降，导致耗能开关要选用导通电阻尽可能小的三极管更重要的是开和关的过程屮，器件的能耗较大需耍加入一些吸能电路降低开关过程的能耗变压器隔离开关电源电源设计电源设计变压器隔离开关电源电源设计电源设计CllT cu28VDC

11、输入i电源设计变压器输出开关电源HfD电源设计HfD电源设计-n2P艸IC) TL49410VUXLG用TLZi驱动1到W的C（、FI,电源10k 2E2u2 -ni t虫GVDv Ri.iH 光4 71:K-a5K)kT1PR：TIPI 2?勇血和期为正常工什畑. 遁慾探创銓入功氧 wr 4 卞为pumrtlJUi世 w M j -.A AV. S I All. W1555*,-X6n；HfD电源设计电源设计电源设计升压型开关电源电源设计电源设计I g131N4004Z UF.03T1 (ON FT893C90Jm 二二二二二二二二= = = = = = =二二= = = = = = = = . 1?TWT *：1W ?:： $HHT玆 12AX7 VALVE PREAMP POWER SUPPLYDDA15-1