电源类知识点

1、第3章 电源类题目分析 电子设计竞赛电源类题目的特点：1、题目要求上由功能类向指标类发展；2、题目内容上由线性电源向开关电源发展；3、结合实际，紧跟当前电源热点研究领域；第3章 电源类题目分析第一届：简易数控直流电源（1994）；第三届：直流稳定电源（1997）；第七届：数控直流电流源，三相正弦波变频电源 （2005）；第八届：开关稳压电源（2007）；第九届：光伏并网发电模拟装置 ，电能收集充电 器（2009）；第十届：开关电源模块并联供电系统。第3章 电源类题目分析3.1 什么叫电源 电源是对用电设备而言。如电风扇要接电源才会转。电脑要接电源才会工作。变压器要接电源才有输出。汽车要接好电源

2、才能使电启动，有些是直流电源有些是交流电源，但全是对电网的下端往上端而言是电源，从电网的上端往下而言则为负载。如果是电池类电源则是比较清楚的，电池就是电源。种类也多比如有低频电源，高频电源，直流电源，交流电源，脉冲电源，等等。 第3章 电源类题目分析3.2 电源的种类和原理1. 按电压电流形式： 交流电源和直流电源，每类有可分为恒压电源和恒流电源；2. 按工作频率： 低频电源、中频电源和高频电源；第3章 电源类题目分析3. 直流电源的种类：按电路结构(1)分立元件稳压电源（电路复杂，不可靠）；(2)集成电路稳压电源（电路简单，可靠）；(3)模块化稳压电源（DC/DC模块）；按工作原理：(1)线

3、性稳压电源；(2)开关稳压电源；第3章 电源类题目分析3.3 电源的主要技术指标1输出电压范围和最大输出电流；2电压调整率0.2%（输入电压220V变化范围15%20%下，空载到满载）；3负载调整率1%（最低输入电压下，满载)；4纹波电压（峰-峰值）5mV（最低输入电压下，满载），此项针对直流电源；5. 波形失真1%（最低输入电压下，满载），此项针对交流电源；6效率80%（输入电压220V下，满载）；第3章 电源类题目分析3.4 电源主要技术指标说明1、电压调整率(SV) : 电压调整率(SV)定义为当负载不变，输入电压VI在指定范围内变化时，输出电压VO相对变化的百分比: SV=DVO/ V

4、O 100% 注：该项指标衡量电源的稳定度。第3章 电源类题目分析2、负载调整率(SI,又称电流调整率）： 负载调整率定义为输入电压不变而负载电流在规定范围内变化时，输出电压相对变化的百分比： SI= DVO/VO 100% 注：该项指标衡量电源的带负载能力。第3章 电源类题目分析3、纹波电压（峰-峰值）: 狭义上的纹波电压，是指输出直流电压中含的工频交流成分,纹波的害处如下：1、容易在用设备中产生不期望的谐波，产生较多的危害； 2、较强的纹波会造成浪涌电压或电流的产生，导致烧毁用设备。3、干扰数字电路的逻辑关系，影响其正常工作； 4、带来噪音干扰，使图像、音响设备不能正常工作。 第3章 电源

5、类题目分析3.5 电子设计竞赛中的电源类型1.数控电源2.直流线性电源3.直流恒流电源4.交流变频电源5.直流开关电源6.并网电源（交流、直流） 第3章 电源类题目分析3.6 电子设计竞赛中的电源知识要点1.单片机技术在电源中的应用（1）常规技术：显示、键盘、AD转换；（2）波形合成技术：正弦波、PWM波、SPWM波；（3）检测、控制技术：PID算法。 第3章 电源类题目分析2.模拟技术在电源中的应用（1）常规电路：放大、比较、电源；（2）波形产生电路：正弦波、PWM波、SPWM波；（3）功率驱动电路：MOS管驱动；（4）直流开关电源主回路：升压、降压；（5）交流开关电源主回路：全桥、三相桥；

6、（6）测量、保护电路：电压、电流。 第3章 电源类题目分析3.专用器件在电源中的应用（1）MOS管：IR系列；（2）PWM控制芯片：TL494、UC3843、 TOP220系列（全集成）；（3）MOS管驱动芯片：IR2110；（4）电压、电流传感器：低值高精度电阻、电压电流互感器、专用芯片。第3章 电源类题目分析1.线性稳压电源(1)基本组成框图降压整流滤波稳压变压器 二极管 电解电容 晶体管（集成）第3章 电源类题目分析(2) 线性稳压电源电路原理1234D?整 流+滤 波变 压 器220V输 出+-V2稳 压第3章 电源类题目分析第3章 电源类题目分析电源器件照片第3章 电源类题目分析(3

7、) 稳压部分工作原理及特点: 线性稳压电源的核心器件是调整管，调整管串联在输入电压和负载之间，相当与一个可变电阻，利用可变电阻的分压作用，起到调整电压的作用。 第3章 电源类题目分析线性电源工作原理： 当来自负载的取样电压偏离基准电压时，误差放大器输出控制信号，改变调整管的导通程度，从而改变负载电压回归正常值调 整 管负 载误 差 放 大 器GNDVref取 样基 准GND输 入 电 压第3章 电源类题目分析线性电源特点: 电路简单、成本低、安装调试容易、性能标高、可靠性好，但由于工作频率低（50Hz),变压器体积大，导致电源笨重； 输入电压和输出电压之间存在电压差（一般大于3V)，所以损耗较

8、大，工作效率低。第3章 电源类题目分析2.开关稳压电源(1)基本组成框图整流滤波高频逆变降压整流滤波稳压第3章 电源类题目分析(2)开关稳压电源工作原理及特点: 开关电源工作原理： 开关稳压电源的核心器件是逆变管，工作在开关状态，把直流变为交流（10KHz以上)，再通过降压、稳压得到所需的直流电压，由于工作频率的大幅度提高，使得开关电源变压器的体积大为减小，效率大幅提高。第3章 电源类题目分析第3章 电源类题目分析开关电源工作原理图：逆 变 管输 出高 频 变 压 器GND控 制 电 路D+CGNDVC CPortPort第3章 电源类题目分析（3）开关电源特点: 电路复杂、成本高、安装调试繁

9、琐、早期的开关电源性能指标低、可靠性差，近期开关电源各方面指标已全面超过线性电源，损耗极小，重量轻，已在各种场合全面取代线性电源。第3章 电源类题目分析3.3 集成直流稳压电源常用芯片介绍1.78XX、79XX系列三端固定式稳压电源78XX系列:正电压输出稳压电源，输出电流1A,XX代表电压输出值，例如7805，代表电压输出值5V,该系列电压有正5V、6V、8V、9V、12V、15V、18V、20V和24V等。79XX系列:负电压输出稳压电源，其余同上。第3章 电源类题目分析 78XX、79XX系列三端固定式稳压电源，输入电压大于输出电压3V以上。第3章 电源类题目分析2.LM317、LM33

10、7三端可调式稳压电源 LM317：正电压输出可调式稳压电源，输出电压1.25V-37V, 输出电流1.5A，输出电压通过电位器调整。 LM337：负电压输出可调式稳压电源，输出电压1.25V-37V, 输出电流1.5A，输出电压通过电位器调整。第3章 电源类题目分析 LM317、LM337三端可调稳压电源第3章 电源类题目分析3.低压差三端固定式稳压电源 特点：输入电压和输出电压的压差可小于200mV， 损耗小，用于低电压输出稳压电源和用电池供电 的手持式设备。 常用型号：SPX2940U系列， LM2940系列等。 输出电压：1.8V、2.5V、3.3V和5V等。 第3章 电源类题目分析4.

11、开关式三端固定式稳压电源 特点：采用开关式工作原理，损耗小，用 于对能耗指标敏感的场合。 常用型号：LM1575XX系列等。 输出电压：固定式3.3V、5V、12V和15V 等，可调式032V(后缀为ADJ)等。 输出电流：1.5A。第3章 电源类题目分析LM2575原理图：第3章 电源类题目分析LM2575内部结构图：第3章 电源类题目分析3.4 集成直流稳压电源的设计1.变压器参数的设计（1）变压器功率的设计 从电路损耗及市电电压波动等因素考虑,变压器功率取1.5倍的电路消耗功率。（2）变压器次级(副边)有效值电压的设计 次级(副边)有效值电压稳压电源输出电压3V。第3章 电源类题目分析2.整流二极管、滤波电容的设计（1）整流二极管反向击穿电压1.52倍次级峰值电压，整流二极管额定电流1.5倍电路工作电流，常用型号IN4XXX系列。（2） 滤波电解电容的耐压 1.5倍次级峰值电压，滤波电容的容量：每0.5A电路工作电流取1000uF。第3章 电源类题目分析3.稳压电路设计（集成稳压器型号选择）（1）根据使用场合要求，例如固定场合、手持设备、对能耗指标敏感性等，选择普通线性稳压器、低压差稳压器和开关式稳压器。（2）根据电路要求选择稳压器的输出（固定或可调），以及电压和电流参数，第3章