高频开关电源工作原理.ppt

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1、高频开关电源工作原理培训内容1、开关电源的概念2、开关电源的主要指标3、开关电源的概念和开关电源的分类4、开关电源的工作原理5、通信设备对开关电源的要求一、开关电源的概念1、开关电源的概念开关电源是一个能量转换器，作为电源的功率器件工作在开关状态（开关管、电感、高频变压器、电容、整流二极管）－开或关状态，其特点是频率高、功耗低、工作效率高、体积小、输入范围宽(SwitchingRegulator--Aswitchingcircuitthatoperatesinaclosedloopsystemtoregulatethepowersupplyoutput)通过闭

2、环系统调节，使输出电压保持稳定。一、开关电源的概念2、开关电源和线性电源、相控电源的比较①线性电源：线性电源的主要特点就是功率器件工作在放大状态，具有稳定度高、可靠性好、成本低等优点，但是效率低、笨重和体积大的缺点。只能做中、小功率的电源。②相控电源：是通过控制可控硅的导通角来达到稳压作用，功率因数比较低、效率低、笨重、体积大。一、开关电源的概念3、开关电源（swiching－modepowersupply）开关电源因为体积小、效率高已经充斥了我们的日常生活，从移动电话的充电器，到我们的彩电、音像供电电源；从路边的霓虹灯，到车站的电子显示牌，这些都用到了开关电

3、源；从我们的台式计算机，到便携笔记本电脑等等，这些都离不开开关电源。当然开关电源的输入并不限于是交流（AC/DC电源），还可以是直流（DC/DC电源和DC/AC电源）。开关电源交流输入电压范围比较宽，可以从几十伏到上千伏。就目前而言，开关电源的控制方式有两种：脉宽调制和频率调制（PulseFrequencyModulation－PFM）。脉宽调制（PulseWidthModulation－PWM）方式比较常见，我们中兴通讯电源均采用的是这种方式。一、开关电源的概念4、开关电源的主要指标①无故障运行间隔时间这是开关电源最重要的指标，衡量了开关电源的工作可靠性。一

4、般说的是开关电源平均无故障运行间隔时间越长约好。②工作效率输出功率与输入功率的比值就是开关电源的工作效率，衡量开关电源在变换过程中所产生的损耗，对于目前我们的开关电源工作效率在85%以上。③电压调整率指在负载保持不变的情况下，输出电压变化与单位输出电源和输入电压变化量的百分比。Sv＝（△V0÷V0△Vi）％。该参数表示了电源的稳压特性。一、开关电源的概念4、开关电源的主要指标④负载调整率指的是输出负载变化时，引起的输出电压的变化。SL＝（△V0÷V0）％。⑤输出纹波（峰－峰值）这个指标衡量了开关电源的电磁兼容性，纹波越小越好。一般小于输出电压的百分之三毫伏，例

5、如对于53.5V电压来说，输出纹波就位150毫伏。一、开关电源的概念５、开关电源的一些名词概念①有功功率（Acitivepower):电能转换成其他能量所消耗的功率，单位为瓦（W），用P表示。②无功功率(Unactivepower):没有消耗功率，只是能量在电感和电容之间转换的功率部分，单位为VA，用Q表示。③视在功率(Aparentpower):指的是交流输入功耗，也叫表观功率，其单位是VA，用S表示。S2=P2+Q2④功率因数(Powerfactor):有功功率与视在功率的比值，它表示交流电转化成其他能量的能力。功率因数＝P/S。功率因数校正后为0.999

6、9。二、开关电源的电路组成不管什么样的开关电源必须包括以下几个部分：1、输入电路D级防雷电路、交流输入的EMI电路、输入整流器滤波电路、输入缓启动电路、APFC电路。D级防雷是吸收雷电残压，保护开关电源不受损坏，一般是由压敏电阻和放电管组合使用；交流输入的EMI电路一般是用来抑制共模噪声干扰的，是由共模电感、X、Y电容组成，将噪声吸收到大地（机壳）；输入缓启动电路如下图所示,由于电容电压不能突变，所以在刚接通电源的瞬间，电容的充电电流比较大，需要采取措施进行限制，否则电源设备无法供电。二、开关电源的电路组成1、输入电路（续）APFC电路，是有源功率因数校正电路

7、。它是一个升压电路，电路结构采用的是BOOT电路，输出电压一般规定在410VDC左右。由于开关电源所采用的器件全部工作在非线性状态，电路上有电感和电容，所以会造成交流输入电压和电流的相位存在相位差，导致交流电不能全部做功，一部分在电感和电容中转换。另外交流电压和电流波形出现畸变，造成谐波分量增加，干扰增加。功率因数校正电路就是将电压和电流相位强制到一致，同时对波形给予修正。二、开关电源的电路组成开关电源APFC电路二、开关电源的电路组成输入缓启动电路原理图二、开关电源的电路组成2、功率变换电路将PFC输出的410VDC高压进行变换，变成高频高压脉冲电压，然后驱

8、动高频变压器，变压器将高压脉冲电压变成