开关电源(1-4讲)课件

任课教师:电话:QQ:425329818开关电源原理与技术1授课时间：电子1091

第1周星期二5-6节电子1092

第1周星期四5-6节

第1讲本课程性质任务介绍与电源电路基础目的要求：1、让学生了解本课程在专业人才培养目标中的作用与任务，课程在职业岗位中的作用等。2、使学生掌握电源电路基本原理；为学习开关电源打下基础。知识点或技能点：变压；整流方式及原理；滤波方式及原理；电容降压电路；倍压整流电路重点难点：重点：本课程在专业人才培养目标中的作用与任务难点：多倍压整流技术方法手段（含教具）：多媒体演示、启发式教学法课外练习或训练：1、简述倍压整流原理2、简述电容降压电路原理3、分析简单稳压电路原理2课程性质任务介绍(20钟）1、课程性质：课程是电子信息工程技术专业专业方向课程，目标是让学生具备开关电源的设计、测试、生产与维修能力。它要以电工基础与模拟电子技术为基础，也是进一步学习电视技术、显示器原理与维修等课程的基础。2、课程目标

掌握开关电源的基本原理，掌握开关电源的电磁兼容要求与安全规范要求，能看多种形态的开关电源原理图，能选用TOP芯片设计简单的开关电源，具备开关电源生产、调试、维修的技能，具有勤奋刻苦、认真仔细、安全第一的良好素养，为发展专门化方向的职业能力奠定基础。能根据客户的要求设计开关电源，且设计符合电磁兼容与安全规范要求；能生产、改进、调试开关电源，能掌握开关电源的生产工艺流程，调试方法;能维修开关电源，掌握开关电源维修的方法与技巧，以及作业的安全规范。3、学习方法建议3(二)、整流(10分钟）作用：将交流电转换成直流脉冲电方式：半波整流、全波整流、桥式整流第1讲:本课程性质任务介绍与电源电路基础51.半波整流电路二极管导通，uL=u2二极管截止,uL=0+–io+–u2>0时:u2<0时:u2uLuDt234062全波整流电压波形u2uLuD1t2340uD27-+u2负半周时：D2、D4

导通，D1、D3截止u2uL9(3).简化画法+uoRLio~+u25.整流桥把四只二极管封装在一起称为整流桥~~10(三)、滤波(10分钟）作用：将直流脉冲电转换成直流电方式：电容滤波、电感滤波、LC滤波、RC滤波等第1讲:电源电路基本知识输出直流电压：电容滤波：Vo=（1.1~1.4）Vi电感滤滤：Vo=0.9Vi（思考：要得到12V的直流电压输出，应选多少V变压器）11RLL~+u2整流后的输出电压：直流分量被电感L

短路交流分量主要降在L上

电感越大，滤波效果越好2、电感滤波电路电感的阻交通直UO=0.9U2133复式滤波电路LC滤波电路RCπ型滤波电路LCπ型滤波电路14第1讲:电源电路基本知识(四)、倍压整流(15分钟）在电源技术中常需要输出电压大于输入电压，因此很多电路使用倍压整流电路。（1）、二倍压整流流电路（如下图）二倍压整流电路其工作原理★当u2正半周时节，电压极性如图所示，D1导通，D2截止；C1充，电流方向和C1上电压极性如图所示，C1电压最大值可达。★当u2负半周时节，电压极性如图所示，D2导通，D1截止；C2充电，电流方向和C2上电压极性如图所示，C2电压最大值可达。可见，对电荷的存储作用，使输出电压（即C2上的电压）为变压器副边电压的两倍，利用同样原理可以实现所需倍数的输出电压。15第1讲:电源电路基本知识5、电容降压电源电路(20分钟）电容降压式简易电源的基本电路如图1，C1为降压电容器，D2为半波整流二极管，D1在市电的负半周时给C1提供放电回路，D3是稳压二极管，R1为关断电源后C1的电荷泄放电阻。在实际应用时常常采用的是图2的所示的电路。整流后未经稳压的直流电压一般会高于30伏，并且会随负载电流的变化发生很大的波动，这是因为此类电源内阻很大的缘故所致，故不适合大电流供电的应用场合。1、未和220V交流高压隔离，请注意安全，严防触电！

2、限流电容须接于火线，耐压要足够大（大于400V），并加串防浪涌冲击兼保险电阻和并放电电阻。171819第1讲:电源电路基本知识布置作业1、简述倍压整流原理2、简述电容降压电路原理3、分析简单稳压电路原理课后记本次课主要是复习模拟电子技术中电源电路部分内容，且补充了电容降压内容与倍压整流内容，为学习开关电源打下基础。课后总结(5分钟）21授课时间：电子1091第1周星期二7-8节第2讲模拟串联稳压电源目的要求：1、掌握三极管的基本特点及有电源电路中的应用为学习开关电源打下基础。2、掌握模拟串联稳压电路的工作原理，为分析开关电源的稳压原理打下基础。

知识点三极管的特点三极管组成的可关断电源模拟串联稳压电路重点难点：重点：模拟串联稳压电路难点：三极管和特点；模拟串联稳压电路原理方法手段（含教具）：多媒体演示、启发式教学法课外练习或训练：1、分析串联稳压电路的工作原理。2、分析可关断稳压电源的工作原理。22复习上次课内容（10分钟）1、变压、整流、滤波；2、电容降压原理；3、倍压整流技术；4、双电源技术。23第2讲:模拟串联稳压电路二、串联稳压电路认识（10分钟）如下图所示：Uo=Ui-Ube1;UB1=Uce2+UzR3T1T2UZRRW1RW2R1RWR2RLUO+_+_UIUB2T1—调整管T2—比较放大管R1、RW、R2—取样电路Uz—基准电压Uce1Uce2UzB125第2讲:模拟串联稳压电源A、放大状态条件：发射结正偏，集电集反偏（Uc>Ub>Ue)UbIbUcUeIcIe此时的放大关系:Ic=βIbIe=Ib+Ic因此:三极管是电流控制器件B、截止状态条件：发射结不导通（不能形成电流），集电集反偏，Uc>Ub，Uｅ>Ub，Ib、Ic、Ie=0，C极与E极之间等效于开关断开BCE补充内容：三极管的基本工作状态（20分钟）26对于三极管，当导通程度越大RceUce

对于NPN型三极管：Ube（Ub或Ue）三极管导通程度Uce第2讲:模拟串联稳压电源C、饱和状态条件：发射结正偏，集电结正编。Ub>UcUb>UeC极与E极之间等效于开关闭合,集电极与发射极电流很大)CEUCE=0.3V27第2讲:模拟串联稳压电源想一想？（8分钟）右图为可关断的稳压电源电路，你能根所所掌握的三极管知识，判断CPU输出什么控制信号（1或0）时，电源有输出？29第2讲:模拟串联稳压电源R3T1T2UZRRW1RW2R1RWR2RLUO+_+_UIUB2Uce1Uce2UzB1稳压原理分析：Uo增大取样电压T2导通程度Uce2UB1=Uce2+UzT1的导通程度Uce1Uo=Ui-Uce1Uo稳定。取样电压三、稳压电路原理分析（20分钟）30举例：

分立元件组成的串联式稳压电源VCC_CIRCLE312.7V1kR12R3RRP4RT2DZ1T+-+-1k24330220UB1B2UZUOUIU31UO312.7V1kR12R3RRP4RT2DZ1T+-+-1k24330220UB1B2UZUOUIU稳压原理:UOUB2UoUoUB1UCE1T2T132课外练习或训练：

1、分析串联稳压电路的工作原理。2、分析可关断稳压电源的工作原理。课后记本次课主要是介绍串联线性稳压电源的基本电路原理，分析了线性稳压电路，提高学生分析电路的能力，为开关电源稳压电路的学习打下基础。本次课内容还未讲完，稳压电路分析还没完，下次课继续分析。复习（4分钟）33授课时间：电子1091第2周星期二5-6节第3讲集成线性稳压电源目的要求：1、使学生学会使用常用模拟稳压集成块。2、了解模拟线性电源的缺点。知识点：W78系列、79系列三端集成器；三端集成器的应用；线性模拟电源的缺点分析重点难点：重点：三端集成器的应用难点：线性模拟电源的缺点分析方法手段（含教具）：多媒体演示、启发式教学法课外练习或训练：1、请你用线性稳压电源设计一输出12V，10W的稳压电源电路。2、线性稳压电源有什么缺点？34复习上次课内容（10分钟）1、三极管性2、简单线性稳压电路技术3、串联稳压电路35R3T1T2UZRRW1RW2R1RWR2RLUO+_+_UIUB2Uce1Uce2UzB1稳压原理分析：Uo增大取样电压T2导通程度Uce2UB1=Uce2+UzT1的导通程度Uce1Uo=Ui-Uce1Uo稳定。取样电压稳压电路原理分析上次未讲完内容（12分钟）36R3T1T2UZRRW1RW2R1RWR2RLUO+_+_UIUB2练习（学生先练，老师后讲）（20分钟）1、RW1下调，输出电压的变化，从原理上分析2、R2开路故障，输出电压怎变化，怎样维修？3、UZ短路输出电压变化37常用模拟稳压集成块及其应用（30分钟）随着半导体工艺的发展，现在已生产并广泛应用的单片集成稳压电源，具有体积小，可靠性高，使用灵活，价格低廉等优点。最简单的集成稳压电源只有输入，输出和公共引出端，故称之为三端集成稳压器。最常用的是W7800系列三端集成稳压器，该组件的外形如下图，稳压器的硅片封装在普通功率管的外壳内，电路内部附有短路和过热保护环节。第3讲:集成线性稳压电源38第3讲:集成线性稳压电源391端:输入端2端:公共端3端:输出端W7800系列稳压器外形1231端:公共端2端:输入端3端:输出端W7900系列稳压器外形123第3讲:集成线性稳压电源40注：型号后XX两位数字代表输出电压值输出电压额定电压值有:5V、9V、12V、18V、24V等。三端集成稳压器固定式可调式正稳压W78XX负稳压W79XX1、集成稳压电源的分类第3讲:集成线性稳压电源411、输出为固定电压的电路2、应用电路输出为固定正压时的接法如图所示。注意：输入与输出端之间的电压不得低于3V！+_W7800系列稳压器基本接线图CoW7800CIUI+_Uo1320.1~1F1µF第3讲:集成线性稳压电源423、输出正负电压的电路正负电压同时输出电路W78XXCIUI+_UO132+_CIW79XX13COCO2UO第3讲:集成线性稳压电源434、模拟稳压电源的特点（10分钟）1、不会产生干扰信号2、效率低，无法实现高压降。3、稳夺范围窄+_CoW7805CI+_5V132设输入电流与输出电流相同效率=Po/Pi=25%如输入电压为50V，则效率仅为10%20V第3讲:集成线性稳压电源44布置作业1、分析串联稳压电路的工作原理。2、分析可关断稳压电源的工作原理。第3讲:集成线性稳压电源课后记本次课介绍线性集成稳压芯片的应用，引出了线性电源皎效率低、电压差小的缺点。为引出开关电源作准备。本次课小节（8分钟）45授课时间：电子1091第2周星期二7-8节第4讲电磁学基本知识目的要求：了解电磁学基本知识，为学习开关电源打下基础知识知识点：电磁感应定律；自感；电感线圈的储能过程；电感线圈的放能过程；电容的充电特性；电容的放电特性。重点难点：重点：电容的充放电特性难点：电感线圈的储能、放能过程方法手段（含教具）：多媒体演示、启发式教学法课外练习或训练：1、决定电感自感电压大小的因素有哪些？2、分析电感储能、放能规律。3、分析电容充电、放电规律。46复习上次课内容（5分钟）1、串联稳压电路的复习；2、W7805的应用；3、线性稳压电源的特点。47第4讲:电磁学基本知识第4讲电磁学基本知识一、电磁感应（10分钟）如下实验：当磁铁快速靠近线圈时，小灯发亮。电磁感应定律：当穿过闭合线圈的磁通量改变时，线圈中产生感应电流。线圈中感应电动势ε的大小与穿过这个线圈中的磁通量的变化率成正比。思考：感应电动势与磁铁插入的快慢有什么关系？48第4讲:电磁学基本知识二、楞次定律（5分钟）+-感应电流产生的磁场总是阻碍外界磁通的变化。49第4讲:电磁学基本知识根据楞次定律判断下列线圈的感应电压的方向（8分钟）。K闭合瞬间解：1、由于外界磁场减小，感应电压的方向是阻碍磁场感小，因此感应电压产生与外办磁场相同的磁场，根据右手定则为左正右负。2、K闭合，电流形成右N，左S的磁场，线圈产生感应电压阻碍磁场变化，感应电压的方向为左正右负。练习：50第4讲:电磁学基本知识三、自感（30分钟）自感现象：当线圈中的电流发生变化时，它所激发的磁场穿过该线圈自身的磁通量也随之变化，从而在该线圈自身产生感应电动势的现象，称为自感现象，这样产生的感应电动势，称之为自感电动势，通常可用来表示。自感电压的方向总是阻碍电流的变化，自感电压的大小与电流变化率成正比。L为自感系数，简称电感，单位:H，称为亨利，简称亨。自感系数L在数值上等于这回路中的电流强度为1安培时，穿过这回路所包围面积的磁通量。自感系数与回路电流的大小无关，决定线圈回路自感系数的因素是：线圈回路的几何形状、大小及周围介质的磁导率。自感系数表征了回路本身的一种电磁属性。

51第4讲:电磁学基本知识自感电路实验右边电路中，当K2通时，小灯逐渐发亮，K1通时，小灯逐渐熄灭。试分析左边两个电路在开关闭合与断开时现象练习：52第4讲:电磁学基本知识1、为什么继电器驱动电路中并联一个二极管?自感现象的防止和应用：在许多电器设备中，