開關電源(1-4講)課件

任課教師:電話:QQ:425329818開關電源原理與技術1授課時間：電子1091

第1周星期二5-6節(jié)電子1092

第1周星期四5-6節(jié)

第1講本課程性質任務介紹與電源電路基礎目的要求：1、讓學生了解本課程在專業(yè)人才培養(yǎng)目標中的作用與任務，課程在職業(yè)崗位中的作用等。2、使學生掌握電源電路基本原理；為學習開關電源打下基礎。知識點或技能點：變壓；整流方式及原理；濾波方式及原理；電容降壓電路；倍壓整流電路重點難點：重點：本課程在專業(yè)人才培養(yǎng)目標中的作用與任務難點：多倍壓整流技術方法手段（含教具）：多媒體演示、啟發(fā)式教學法課外練習或訓練：1、簡述倍壓整流原理2、簡述電容降壓電路原理3、分析簡單穩(wěn)壓電路原理2課程性質任務介紹(20鐘）1、課程性質：課程是電子信息工程技術專業(yè)專業(yè)方向課程，目標是讓學生具備開關電源的設計、測試、生產(chǎn)與維修能力。它要以電工基礎與模擬電子技術為基礎，也是進一步學習電視技術、顯示器原理與維修等課程的基礎。2、課程目標

掌握開關電源的基本原理，掌握開關電源的電磁兼容要求與安全規(guī)范要求，能看多種形態(tài)的開關電源原理圖，能選用TOP芯片設計簡單的開關電源，具備開關電源生產(chǎn)、調(diào)試、維修的技能，具有勤奮刻苦、認真仔細、安全第一的良好素養(yǎng)，為發(fā)展專門化方向的職業(yè)能力奠定基礎。能根據(jù)客戶的要求設計開關電源，且設計符合電磁兼容與安全規(guī)范要求；能生產(chǎn)、改進、調(diào)試開關電源，能掌握開關電源的生產(chǎn)工藝流程，調(diào)試方法;能維修開關電源，掌握開關電源維修的方法與技巧，以及作業(yè)的安全規(guī)范。3、學習方法建議3(二)、整流(10分鐘）作用：將交流電轉換成直流脈沖電方式：半波整流、全波整流、橋式整流第1講:本課程性質任務介紹與電源電路基礎51.半波整流電路二極管導通，uL=u2二極管截止,uL=0+–io+–u2>0時:u2<0時:u2uLuDt234062全波整流電壓波形u2uLuD1t2340uD27-+u2負半周時：D2、D4

導通，D1、D3截止u2uL9(3).簡化畫法+uoRLio~+u25.整流橋把四只二極管封裝在一起稱為整流橋~~10(三)、濾波(10分鐘）作用：將直流脈沖電轉換成直流電方式：電容濾波、電感濾波、LC濾波、RC濾波等第1講:電源電路基本知識輸出直流電壓：電容濾波：Vo=（1.1~1.4）Vi電感濾濾：Vo=0.9Vi（思考：要得到12V的直流電壓輸出，應選多少V變壓器）11RLL~+u2整流后的輸出電壓：直流分量被電感L

短路交流分量主要降在L上

電感越大，濾波效果越好2、電感濾波電路電感的阻交通直UO=0.9U2133復式濾波電路LC濾波電路RCπ型濾波電路LCπ型濾波電路14第1講:電源電路基本知識(四)、倍壓整流(15分鐘）在電源技術中常需要輸出電壓大于輸入電壓，因此很多電路使用倍壓整流電路。（1）、二倍壓整流流電路（如下圖）二倍壓整流電路其工作原理★當u2正半周時節(jié)，電壓極性如圖所示，D1導通，D2截止；C1充，電流方向和C1上電壓極性如圖所示，C1電壓最大值可達?！锂攗2負半周時節(jié)，電壓極性如圖所示，D2導通，D1截止；C2充電，電流方向和C2上電壓極性如圖所示，C2電壓最大值可達?？梢姡瑢﹄姾傻拇鎯ψ饔?，使輸出電壓（即C2上的電壓）為變壓器副邊電壓的兩倍，利用同樣原理可以實現(xiàn)所需倍數(shù)的輸出電壓。15第1講:電源電路基本知識5、電容降壓電源電路(20分鐘）電容降壓式簡易電源的基本電路如圖1，C1為降壓電容器，D2為半波整流二極管，D1在市電的負半周時給C1提供放電回路，D3是穩(wěn)壓二極管，R1為關斷電源后C1的電荷泄放電阻。在實際應用時常常采用的是圖2的所示的電路。整流后未經(jīng)穩(wěn)壓的直流電壓一般會高于30伏，并且會隨負載電流的變化發(fā)生很大的波動，這是因為此類電源內(nèi)阻很大的緣故所致，故不適合大電流供電的應用場合。1、未和220V交流高壓隔離，請注意安全，嚴防觸電！

2、限流電容須接于火線，耐壓要足夠大（大于400V），并加串防浪涌沖擊兼保險電阻和并放電電阻。171819第1講:電源電路基本知識布置作業(yè)1、簡述倍壓整流原理2、簡述電容降壓電路原理3、分析簡單穩(wěn)壓電路原理課后記本次課主要是復習模擬電子技術中電源電路部分內(nèi)容，且補充了電容降壓內(nèi)容與倍壓整流內(nèi)容，為學習開關電源打下基礎。課后總結(5分鐘）21授課時間：電子1091第1周星期二7-8節(jié)第2講模擬串聯(lián)穩(wěn)壓電源目的要求：1、掌握三極管的基本特點及有電源電路中的應用為學習開關電源打下基礎。2、掌握模擬串聯(lián)穩(wěn)壓電路的工作原理，為分析開關電源的穩(wěn)壓原理打下基礎。

知識點三極管的特點三極管組成的可關斷電源模擬串聯(lián)穩(wěn)壓電路重點難點：重點：模擬串聯(lián)穩(wěn)壓電路難點：三極管和特點；模擬串聯(lián)穩(wěn)壓電路原理方法手段（含教具）：多媒體演示、啟發(fā)式教學法課外練習或訓練：1、分析串聯(lián)穩(wěn)壓電路的工作原理。2、分析可關斷穩(wěn)壓電源的工作原理。22復習上次課內(nèi)容（10分鐘）1、變壓、整流、濾波；2、電容降壓原理；3、倍壓整流技術；4、雙電源技術。23第2講:模擬串聯(lián)穩(wěn)壓電路二、串聯(lián)穩(wěn)壓電路認識（10分鐘）如下圖所示：Uo=Ui-Ube1;UB1=Uce2+UzR3T1T2UZRRW1RW2R1RWR2RLUO+_+_UIUB2T1—調(diào)整管T2—比較放大管R1、RW、R2—取樣電路Uz—基準電壓Uce1Uce2UzB125第2講:模擬串聯(lián)穩(wěn)壓電源A、放大狀態(tài)條件：發(fā)射結正偏，集電集反偏（Uc>Ub>Ue)UbIbUcUeIcIe此時的放大關系:Ic=βIbIe=Ib+Ic因此:三極管是電流控制器件B、截止狀態(tài)條件：發(fā)射結不導通（不能形成電流），集電集反偏，Uc>Ub，Uｅ>Ub，Ib、Ic、Ie=0，C極與E極之間等效于開關斷開BCE補充內(nèi)容：三極管的基本工作狀態(tài)（20分鐘）26對于三極管，當導通程度越大RceUce

對于NPN型三極管：Ube（Ub或Ue）三極管導通程度Uce第2講:模擬串聯(lián)穩(wěn)壓電源C、飽和狀態(tài)條件：發(fā)射結正偏，集電結正編。Ub>UcUb>UeC極與E極之間等效于開關閉合,集電極與發(fā)射極電流很大)CEUCE=0.3V27第2講:模擬串聯(lián)穩(wěn)壓電源想一想？（8分鐘）右圖為可關斷的穩(wěn)壓電源電路，你能根所所掌握的三極管知識，判斷CPU輸出什么控制信號（1或0）時，電源有輸出？29第2講:模擬串聯(lián)穩(wěn)壓電源R3T1T2UZRRW1RW2R1RWR2RLUO+_+_UIUB2Uce1Uce2UzB1穩(wěn)壓原理分析：Uo增大取樣電壓T2導通程度Uce2UB1=Uce2+UzT1的導通程度Uce1Uo=Ui-Uce1Uo穩(wěn)定。取樣電壓三、穩(wěn)壓電路原理分析（20分鐘）30舉例：

分立元件組成的串聯(lián)式穩(wěn)壓電源VCC_CIRCLE312.7V1kR12R3RRP4RT2DZ1T+-+-1k24330220UB1B2UZUOUIU31UO312.7V1kR12R3RRP4RT2DZ1T+-+-1k24330220UB1B2UZUOUIU穩(wěn)壓原理:UOUB2UoUoUB1UCE1T2T132課外練習或訓練：

1、分析串聯(lián)穩(wěn)壓電路的工作原理。2、分析可關斷穩(wěn)壓電源的工作原理。課后記本次課主要是介紹串聯(lián)線性穩(wěn)壓電源的基本電路原理，分析了線性穩(wěn)壓電路，提高學生分析電路的能力，為開關電源穩(wěn)壓電路的學習打下基礎。本次課內(nèi)容還未講完，穩(wěn)壓電路分析還沒完，下次課繼續(xù)分析。復習（4分鐘）33授課時間：電子1091第2周星期二5-6節(jié)第3講集成線性穩(wěn)壓電源目的要求：1、使學生學會使用常用模擬穩(wěn)壓集成塊。2、了解模擬線性電源的缺點。知識點：W78系列、79系列三端集成器；三端集成器的應用；線性模擬電源的缺點分析重點難點：重點：三端集成器的應用難點：線性模擬電源的缺點分析方法手段（含教具）：多媒體演示、啟發(fā)式教學法課外練習或訓練：1、請你用線性穩(wěn)壓電源設計一輸出12V，10W的穩(wěn)壓電源電路。2、線性穩(wěn)壓電源有什么缺點？34復習上次課內(nèi)容（10分鐘）1、三極管性2、簡單線性穩(wěn)壓電路技術3、串聯(lián)穩(wěn)壓電路35R3T1T2UZRRW1RW2R1RWR2RLUO+_+_UIUB2Uce1Uce2UzB1穩(wěn)壓原理分析：Uo增大取樣電壓T2導通程度Uce2UB1=Uce2+UzT1的導通程度Uce1Uo=Ui-Uce1Uo穩(wěn)定。取樣電壓穩(wěn)壓電路原理分析上次未講完內(nèi)容（12分鐘）36R3T1T2UZRRW1RW2R1RWR2RLUO+_+_UIUB2練習（學生先練，老師后講）（20分鐘）1、RW1下調(diào)，輸出電壓的變化，從原理上分析2、R2開路故障，輸出電壓怎變化，怎樣維修？3、UZ短路輸出電壓變化37常用模擬穩(wěn)壓集成塊及其應用（30分鐘）隨著半導體工藝的發(fā)展，現(xiàn)在已生產(chǎn)并廣泛應用的單片集成穩(wěn)壓電源，具有體積小，可靠性高，使用靈活，價格低廉等優(yōu)點。最簡單的集成穩(wěn)壓電源只有輸入，輸出和公共引出端，故稱之為三端集成穩(wěn)壓器。最常用的是W7800系列三端集成穩(wěn)壓器，該組件的外形如下圖，穩(wěn)壓器的硅片封裝在普通功率管的外殼內(nèi)，電路內(nèi)部附有短路和過熱保護環(huán)節(jié)。第3講:集成線性穩(wěn)壓電源38第3講:集成線性穩(wěn)壓電源391端:輸入端2端:公共端3端:輸出端W7800系列穩(wěn)壓器外形1231端:公共端2端:輸入端3端:輸出端W7900系列穩(wěn)壓器外形123第3講:集成線性穩(wěn)壓電源40注：型號后XX兩位數(shù)字代表輸出電壓值輸出電壓額定電壓值有:5V、9V、12V、18V、24V等。三端集成穩(wěn)壓器固定式可調(diào)式正穩(wěn)壓W78XX負穩(wěn)壓W79XX1、集成穩(wěn)壓電源的分類第3講:集成線性穩(wěn)壓電源411、輸出為固定電壓的電路2、應用電路輸出為固定正壓時的接法如圖所示。注意：輸入與輸出端之間的電壓不得低于3V！+_W7800系列穩(wěn)壓器基本接線圖CoW7800CIUI+_Uo1320.1~1F1μF第3講:集成線性穩(wěn)壓電源423、輸出正負電壓的電路正負電壓同時輸出電路W78XXCIUI+_UO132+_CIW79XX13COCO2UO第3講:集成線性穩(wěn)壓電源434、模擬穩(wěn)壓電源的特點（10分鐘）1、不會產(chǎn)生干擾信號2、效率低，無法實現(xiàn)高壓降。3、穩(wěn)奪范圍窄+_CoW7805CI+_5V132設輸入電流與輸出電流相同效率=Po/Pi=25%如輸入電壓為50V，則效率僅為10%20V第3講:集成線性穩(wěn)壓電源44布置作業(yè)1、分析串聯(lián)穩(wěn)壓電路的工作原理。2、分析可關斷穩(wěn)壓電源的工作原理。第3講:集成線性穩(wěn)壓電源課后記本次課介紹線性集成穩(wěn)壓芯片的應用，引出了線性電源皎效率低、電壓差小的缺點。為引出開關電源作準備。本次課小節(jié)（8分鐘）45授課時間：電子1091第2周星期二7-8節(jié)第4講電磁學基本知識目的要求：了解電磁學基本知識，為學習開關電源打下基礎知識知識點：電磁感應定律；自感；電感線圈的儲能過程；電感線圈的放能過程；電容的充電特性；電容的放電特性。重點難點：重點：電容的充放電特性難點：電感線圈的儲能、放能過程方法手段（含教具）：多媒體演示、啟發(fā)式教學法課外練習或訓練：1、決定電感自感電壓大小的因素有哪些？2、分析電感儲能、放能規(guī)律。3、分析電容充電、放電規(guī)律。46復習上次課內(nèi)容（5分鐘）1、串聯(lián)穩(wěn)壓電路的復習；2、W7805的應用；3、線性穩(wěn)壓電源的特點。47第4講:電磁學基本知識第4講電磁學基本知識一、電磁感應（10分鐘）如下實驗：當磁鐵快速靠近線圈時，小燈發(fā)亮。電磁感應定律：當穿過閉合線圈的磁通量改變時，線圈中產(chǎn)生感應電流。線圈中感應電動勢ε的大小與穿過這個線圈中的磁通量的變化率成正比。思考：感應電動勢與磁鐵插入的快慢有什么關系？48第4講:電磁學基本知識二、楞次定律（5分鐘）+-感應電流產(chǎn)生的磁場總是阻礙外界磁通的變化。49第4講:電磁學基本知識根據(jù)楞次定律判斷下列線圈的感應電壓的方向（8分鐘）。K閉合瞬間解：1、由于外界磁場減小，感應電壓的方向是阻礙磁場感小，因此感應電壓產(chǎn)生與外辦磁場相同的磁場，根據(jù)右手定則為左正右負。2、K閉合，電流形成右N，左S的磁場，線圈產(chǎn)生感應電壓阻礙磁場變化，感應電壓的方向為左正右負。練習：50第4講:電磁學基本知識三、自感（30分鐘）自感現(xiàn)象：當線圈中的電流發(fā)生變化時，它所激發(fā)的磁場穿過該線圈自身的磁通量也隨之變化，從而在該線圈自身產(chǎn)生感應電動勢的現(xiàn)象，稱為自感現(xiàn)象，這樣產(chǎn)生的感應電動勢，稱之為自感電動勢，通常可用來表示。自感電壓的方向總是阻礙電流的變化，自感電壓的大小與電流變化率成正比。L為自感系數(shù)，簡稱電感，單位:H，稱為亨利，簡稱亨。自感系數(shù)L在數(shù)值上等于這回路中的電流強度為1安培時，穿過這回路所包圍面積的磁通量。自感系數(shù)與回路電流的大小無關，決定線圈回路自感系數(shù)的因素是：線圈回路的幾何形狀、大小及周圍介質的磁導率。自感系數(shù)表征了回路本身的一種電磁屬性。

51第4講:電磁學基本知識自感電路實驗右邊電路中，當K2通時，小燈逐漸發(fā)亮，K1通時，小燈逐漸熄滅。試分析左邊兩個電路在開關閉合與斷開時現(xiàn)象練習：52第4講:電磁學基本知識1、為什么繼電器驅動電路中并聯(lián)一個二極管?自感現(xiàn)象的防止和應用：在許多電器設備中，