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线性电源和开关电源的区别

线性电源和开关电源的区别
线性电源和开关电源的区别

试说明线性电源、相控电源、开关电源有什么不同?开关电源有何优点?

悬赏分:15 | 解决时间:2009-2-24 09:18 | 提问者:爱诗伊

最佳答案

都是直流电按要求不同使用不同 ,线性电源最好他输出的是线性直流电,可以用在要求高的场合,开关电源次之,他是由很高的开关速度的变压器和开关管,特点是重量小,容量大,输出质量高,相控电原用在要求不高,电流特大的场合

线性电源,开关电源区别

线性电源的调整管工作在放大状态,因而发热量大,效率低(35%左右),需要加体积庞大的散热片,而且还需要同样也是大体积的工频变压器,当要制作多组电压输出时变压器会更庞大。

开关电源的调整管工作在饱和和截至状态,因而发热量小,效率高(75%以上)而且省掉了大体积的变压器。但开关电源输出的直流上面会叠加较大的纹波(50mV at 5V output typical),在输出端并接稳压二极管可以改善,另外由于开关管工作是会产生很大的尖峰脉冲干扰,也需要在电路中串连磁珠加以改善。相对而言线性电源就没有以上缺陷,它的纹波可以做的很小(5mV以下)。对于电源效率和安装体积有要求的地方用开关电源为佳,对于电磁干扰和电源纯净性有要求的地方(例如电容漏电检测)多选用线性电源。另外当电路中需要作隔离的时候现在多数用DC-DC来做对隔离部分供电(DC-DC从其工作原理上来说就是开关电源)。还有,开关电源中用到的高频变压器可能绕制起来比较麻烦

开关电源和线性电源在内部结构上是完全不一样的,开关电源顾名思义有开关动作,它利用变占空比或变频的方法实现不同的电压,实现较为复杂,最大的优点是高效率,一般在90%以上,缺点是文波和开关噪声较大,适用于对文波和噪声要求不高的场合;而线性电源没有开关动作,属于连续模拟控制,内部结构相

对简单,芯片面积也较小,成本较低,优点是成本低,文波噪声小,最大的缺点是效率低。它们各有有缺点在应用上互补共存!

一、线性电源的原理:

线性电源主要包括工频变压器、输出整流滤波器、控制电路、保护电路等。线性电源是先将交流电经过变压器变压,再经过整流电路整流滤波得到未稳定的直流电压,要达到高精度的直流电压,必须经过电压反馈调整输出电压,这种电源技术很成熟,可以达到很高的稳定度,波纹也很小,而且没有开关电源具有的干扰与噪音。但是它的缺点是需要庞大而笨重的变压器,所需的滤波电容的体积和重量也相当大,而且电压反馈电路是工作在线性状态,调整管上有一定的电压降,在输出较大工作电流时,致使调整管的功耗太大,转换效率低,还要安装很大的散热片。这种电源不适合计算机等设备的需要,将逐步被开关电源所取代。

二、开关电源的原理:

开关电源主要包括输入电网滤波器、输入整流滤波器、逆变器、输出整流滤波器、控制电路、保护电路。它们的功能是:

1、输入电网滤波器:消除来自电网,如电动机的启动、电器的开关、雷击等产生的干扰,同时也防止开关电源产生的高频噪声向电网扩散。

2、输入整流滤波器:将电网输入电压进行整流滤波,为变换器提供直流电压。

3、逆变器:是开关电源的关键部分。它把直流电压变换成高频交流电压,并且起到将输出部分与输入电网隔离的作用。

4、输出整流滤波器:将变换器输出的高频交流电压整流滤波得到需要的直流电压,同时还防止高频噪声对负载的干扰。

5、控制电路:检测输出直流电压,并将其与基准电压比较,进行放大。调制振荡器的脉冲宽度,从而控制变换器以保持输出电压的稳定。

6、保护电路:当开关电源发生过电压、过电流短路时,保护电路使开关电源停止工作以保护负载和电源本身。

开关电源是将交流电先整流成直流电,在将直流逆变成交流电,在整流输出成所需要的直流电压。这样开关电源省去下线性电源中的变压器,以及电压反馈电路。而开关电源中的逆变电路完全是数字调整,同样能达到非常高的调整精度。

开关电源的主要优点:

体积小、重量轻(体积和重量只有线性电源的20~30%)、效率高(一般为60~70%,而线性电源只有30~40%)、自身抗干扰性强、输出电压范围宽、模块化。

开关电源的主要缺点:

由于逆变电路中会产生高频电压,对周围设备有一定的干扰。需要良好的屏蔽及接地

开关电源就是用通过电路控制开关管进行高速的道通与截止.将直流电转化为高频率的交流电提供给变压器进行变压,从而产生所需要的一组或多组电压!转华为高频交流电的原因是高频交流在变压器变压电路中的效率要比50Hz高很多.所以开关变压器可以做的很小,而且工作时不是很热!!成本很低.如果不将50Hz变为高频那开关电源就没有意义!!开关变压器也不神秘.就是一个普通的变压器!这就是开关电源。

开关电源,是通过电子技术实现的,主要环节:整流成直流电——逆变成所需电压的交流电(主要来调整电压)——再经过整流成直流电压输出。

开关电源的结构中由于中间没有变压器和散热片,因而体积非常小。同时,开关电源内部都是电子元件,效率高、发热小。虽然,具有电磁干扰等缺点,但现在的屏蔽技术已经非常到位。

开关电源大体可以分为隔离和非隔离两种,隔离型的必定有开关变压器,而非隔离的未必一定有。

简单地说,开关电源的工作原理是:

1.交流电源输入经整流滤波成直流;

2.通过高频PWM(脉冲宽度调制)信号控制开关管,将那个直流加到开关变压器初级上;

3.开关变压器次级感应出高频电压,经整流滤波供给负载;

4.输出部分通过一定的电路反馈给控制电路,控制PWM占空比,以达到稳定输出

的目的.

交流电源输入时一般要经过厄流圈一类的东西,过滤掉电网上的干扰,同时也过滤掉电源对电网的干扰;在功率相同时,开关频率越高,开关变压器的体积就越小,但对开关管的要求就越高;开关变压器的次级可以有多个绕组或一个绕组

有多个抽头,以得到需要的输出;一般还应该增加一些保护电路,比如空载、短路等保护,否则可能会烧毁开关电源。

以上说的就是开关电源的大致工作原理。

其实现在已经有了集成度非常高的专用芯片,可以使外围电路非常简单,甚至做到免调试。

例如TOP系列的开关电源芯片(或称模块),只要配合一些阻容元件,和一个开关

变压器,就可以做成一个基本的开关电源。

开关电源&线性电源

开关电源的主要工作原理就是上桥和下桥的Mos管轮流导通,首先电流通过上桥Mos管流入,利用线圈的存储功能,将电能集聚在线圈中,最后关闭上桥Mos 管,打开下桥的Mos管,线圈和电容持续给外部供电。然后又关闭下桥Mos管,再打开上桥让电流进入,就这样重复进行,因为要轮流开关Mos管,所以称为开关电源。

而线性电源就不一样了,由于没有开关介入,使得上水管一直在放水,如果有多的,就会漏出来,这就是我们经常看到的某些线性电源的Mos管发热量很大,用不完的电能,全部转换成了热能。从这个角度来看,线性电源的转换效率就非常低了,而且热量高的时候,元件的寿命势必要下降,影响最终的使用效果。

开关电源和线性电源的区别主要是他们的工作方式。

线性电源功率器件工作在线性状态,也就是说他一用起来功率器件就是一直在工作,所以也就导致他的工作效率低,一般在50%~60%,还得说他是很好的线性电源。线性电源的工作方式,使他从高压变低压必须有将压装置,一般的都是变压器,也有别的像KX电源,再经过整流输出直流电压。这样一来他的体积也就很大,笨重,效率低、发热量也大。他也有他的优点:纹波小,调整率好,对外干扰小。适合用与模拟电路,各类放大器等。

开关电源。他的功率器件工作在开关状态,(一开一关,一开一关,频率非常快,一般的平板开关电源频率在100~200KHz,模块电源在300~500KHZ).这样他的损耗就小,效率也就高,对变压器也有了要求,要用高磁导率的材料来做.有点墨迹了,他的变压器就是一个字小.效率80%~90%吧.据说美国最好的VICOR模块高达99%.开关电源的效率高体积小,但是和线性电源比他的纹波,电压电流调整率就有折扣了。

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开关电源实验报告

开关电源实验报告 一开关电源原理 如下图30W开关电源电路图所示,市电先经过由电容CX1和滤波电感LF1A组成的滤波电路后,再经过型号为KBP210的整流桥BD1和C1组成的整流电路,输出直流电。直流电又经过由UC3842和2N60等元器件组成的高频逆变电路后,变成高频的交流电,经高频变压器输出为低电压的高频交流电。高频交流经肖基特二极管SR1060后变为脉动的直流电,最后经滤波电容和滤波电感变为我们想要的直流电输出。

MOV2、MOV3:F1、F2、F3、FDG1组成的电路进行保护。当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时,其阻值降低,使高压能量消耗在压敏电阻上,若电流过大,F1、F2、F3会烧毁保护后级电路。(2)输入滤波电路:C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制,防止对电源干扰,同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。当电源开启瞬间,要对C5充电,由于瞬间电流大,加RT1(热敏电阻)就能有效的防止浪涌电流。因瞬时能量全消耗在RT1电阻上,一定时间后温度升高后RT1阻值减小(RT1是负温系数元件),这时它消耗的能量非常小,后级电路可正常工作。 (3)整流滤波电路:交流电压经BRG1整流后,经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。若C5容量变小,输出的交流纹波将增大。

1.2功率变换电路 (1)MOS管的工作原理:目前应用最广泛的绝缘栅场效应管是MOSFET(MOS管),是利用半导体表面的电声效应进行工作的。也称为表面场效应器件。由于它的栅极处于不导电状态,所以输入电阻可以大大提高,最高可达105欧姆,MOS管是利用栅源电压的大小,来改变半导体表面感生电荷的多少,从而控制漏极电流的大小。(2)常见的原理图: (3)工作原理 R4、C3、R5、R6、C4、D1、D2组成缓冲器,和开关MOS管并接,使开关管电压应力减少,EMI减少,不发生二次击穿。在开关管Q1关断时,变压器的原边线圈易产生尖峰电压和尖峰电流,这些元件组合一起,能很好地吸收尖峰电压和电流。从R3测得的电流峰值信号参与当前工作周波的占空比控制,因此是当前工作周波的电流限制。当R5上的电压达到1V时,UC3842停止工作,开关管Q1立即关断。

开关电源和线性电源的优点和缺点对比(特制材料)

开关电源和线性电源的优点和缺点对比 开关电源是相对线性电源而言的,线性电源是利用功率半导体器件的线性工作区,通过调节线性阻抗来达到调节输出的目的;而开关电源是利用功率半导体器件的饱和区通过调整他的开通时间或频率来达到调节输出的目的。 其优点是: 1、效率较高,体积小。由于开关电源的电压控制是利用功率半导体器件的饱和区通过调整他的开通时间或频率达到的,所以就不存在铁损和铜损,元器件的损耗可以忽略不计,比较变压器而言效率较高;由于它只有元器件和电路板,因而体积就会很小,重量也较轻。 2、电压输入范围宽。一般可达到160V-270之间。 但它的缺点更是它致命的: 1、开关电源看着小巧,功率和磁心变压器以及控制方式有关,电磁干扰大,纹波系数大。尤其有音频、视频的范畴内,对电磁干扰非常敏感,在音频表现为音色不纯厚,可能会有丝丝声;在视频表现为,图像可能会有细小的纹波,不细腻。 2、设计复杂,维护维修不方便。往往越是复杂的设备出现的问题的可能性就越大,而且开关电源一旦出现问题,一般非专业人士是维修不了的,找别人维修,费用又太高,还不如废弃掉。 3、体积小是开关电源的优点,但设计不好就成为它的缺点了。为了追求更小,一大把元器件挤在一个小壳子里,散热不好,我们以前用的当中也出现过外壳变形的现象。 4、开关电源的元器件在选择上也不是很规范,这是国产开关电源的通病。国家有关质检部门检验市场上的开关电源发现,有过半数的不合格,这其中还包括进口开关电源。

5、最大的一点就是抗雷击能力非常低。在监控系统中,遭遇雷击的可能也非常大,主要表现为从电源串入,直接雷击的可能性非常小。一旦220V的电压突然变高,开关电源在瞬间就被烧毁。前段时间的一个监控系统中,在一个雷过后,监控总闸跳了,再合上闸后,大部分摄像机还正常工作,一部分监视器显示无视频信号。经检查发现,无视频信号的全部都是开关电源(施工时有的地方安装不方便,就用了开关电源),最后又在摄像机杆上安装上了电源箱,换上了变压器电源。 变压器电源(也就是线性电源)也有以下几个优缺点: 其缺点是: 1、效率低。由于变压器是一个“电——磁——电”的转换过程,避免不了存在铁损和铜损,效率低。 2、输入范围窄。一般只有200V—240V之间吧,小于这个范围,输出电压不够,大于这个范围,变压器可能就会烧毁。这个电压范围绝大多数的场合是够用的,不必去过多的考虑。再者变压器体积较开关电源大,笨重。 优点: 1、线性的看着笨重,功率完全取决于变压器和调整管,效率虽低但是不会引入额外的干扰,也就是说电磁干扰小,纹波系数很低,可忽略不计。对于监控来说,没有比这个优点还要好的了,图像质量的好坏与电源的关系非常大。尤其对于小幅值的模拟信号(音频源和视频源等)对电源的要求非常高,所以一些发烧音响中的电源都采用变压器而不用开关电源。 2、稳压率高、设计简单,维修维护非常方便,出现故障,稍懂电子的技术人员就能维修,维修成本比开关电源少得多。

华南理工大学高频开关电源实验报告

四、实验记录及处理 1、设定输出电流,当负载变化时,测量输出的电压、电流如表1所示 表1 外特性数据记录 1 2 3 4 5 6 7 8 50A U/V 10.01 17.30 26.00 36.04 50.30 51.10 51.60 52.10 I/A 49.60 49.60 49.70 49.60 49.00 39.50 34.00 29.80 100A U/V 15.80 27.08 41.00 48.10 50.00 51.00 51.50 51.80 I/A 99.70 99.60 99.80 77.80 50.40 39.50 34.70 34.70 150A U/V 18.50 34.60 45.10 47.70 49.80 51.00 51.50 52.00 I/A 149.90 150.00 121.30 84.80 53.30 42.40 36.80 32.40 200A U/V 22.80 41.40 45.50 47.70 50.00 51.00 51.50 51.90 I/A 200.00 193.70 127.60 86.20 54.80 43.10 35.80 31.90 250A U/V 26.20 41.10 45.10 47.70 50.00 50.80 51.40 51.80 I/A 246.70 194.30 126.10 84.00 53.10 41.20 36.20 31.70 300A U/V 29.80 41.20 45.10 47.80 50.10 51.00 51.60 52.60 I/A 295.70 196.00 120.00 84.10 53.30 41.50 36.10 31.60 外特性曲线图如下: 图4 变极性TIG焊接电源外特性 曲线分析: 在输出功率P一定的情况下,由于P=I2 R,随着负载R的增加,输出电流I 只能下降,又因为P=UI,输出电压U上升,曲线无法继续保持恒流特性,这一特性在大电流输出时更加明显。

开关电源变压器参数设计步骤详解

开关电源高频变压器设计步骤 步骤1确定开关电源的基本参数 1交流输入电压最小值u min 2交流输入电压最大值u max 3电网频率F l开关频率f 4输出电压V O(V):已知 5输出功率P O(W):已知 6电源效率η:一般取80% 7损耗分配系数Z:Z表示次级损耗与总损耗的比值,Z=0表示全部损耗发生在初级,Z=1表示发生在次级。一般取Z=0.5 步骤2根据输出要求,选择反馈电路的类型以及反馈电压V FB 步骤3根据u,P O值确定输入滤波电容C IN、直流输入电压最小值V Imin 1令整流桥的响应时间tc=3ms 2根据u,查处C IN值 3得到V imin 确定C IN,V Imin值 u(V)P O(W)比例系数(μF/W)C IN(μF)V Imin(V) 固定输 已知2~3(2~3)×P O≥90 入:100/115 步骤4根据u,确通用输入:85~265已知2~3(2~3)×P O≥90 定V OR、V B 固定输入:230±35已知1P O≥240 1根据u由表查出V OR、V B值

2 由V B 值来选择TVS 步骤5根据Vimin 和V OR 来确定最大占空比 Dmax V OR Dmax= ×100% V OR +V Imin -V DS(ON) 1设定MOSFET 的导通电压V DS(ON) 2 应在u=umin 时确定Dmax 值,Dmax 随u 升高而减小 步骤6确定初级纹波电流I R 与初级峰值电流I P 的比值K RP ,K RP =I R /I P u(V) K RP 最小值(连续模式)最大值(不连续模式) 固定输入:100/1150.41通用输入:85~2650.441固定输入:230±35 0.6 1 步骤7确定初级波形的参数 ①输入电流的平均值I AVG P O I A VG= ηV Imin ②初级峰值电流I P I A VG I P = (1-0.5K RP )×Dmax ③初级脉动电流I R u(V) 初级感应电压V OR (V)钳位二极管反向击穿电压V B (V) 固定输入:100/115 6090通用输入:85~265135200固定输入:230±35 135 200

开关电源与线性电源的区别

开关电源和线性电源的区别 线性电源的调整管工作在放大状态,因而发热量大,效率低(35%左右),需要加体积庞大的散热片,而且还需要同样也是大体积的工频变压器,当要制作多组电压输出时变压器会更庞大。开关电源的调整管工作在饱和和截至状态,因而发热量小,效率高(75%以上)而且省掉了大体积的变压器。但开关电源输出的直流上面会叠加较大的纹波(50mV at 5V output typical),在输出端并接稳压二极管可以改善,另外由于开关管工作是会产生很大的尖峰脉冲干扰,也需要在电路中串连磁珠加以改善。相对而言线性电源就没有以上缺陷,它的纹波可以做的很小(5mV以下)。对于电源效率和安装体积有要求的地方用开关电源为佳,对于电磁干扰和电源纯净性有要求的地方(例如电容漏电检测)多选用线性电源。另外当电路中需要作隔离的时候现在多数用DC-DC来做对隔离部分供电(DC-DC从其工作原理上来说就是关电源)。还有,开关电源中用到的高频变压器可能绕制起来比较麻烦。 开关电源就是用通过电路控制开关管进行高速的道通与截止.将直流电转化为高频率的交流电提供给变压器进行变压,从而产生所需要的一组或多组电压!转华为高频交流电的原因是高频交流在变压器变压电路中的效率要比50Hz高很多.所以开关变压器可以做的很小,而且工作时不是很热!!成本很低.如果不将50Hz变为高频那开关电源就没有意义!!开关变压器也不神秘.就是一个普通的变压器!这就是开关电源。 开关电源,是通过电子技术实现的,主要环节:整流成直流电——逆变成所需电压的交流电(主要来调整电压)——再经过整流成直流电压输出。 开关电源的结构中由于中间没有变压器和散热片,因而体积非常小。同时,开关电源内部都是电子元件,效率高、发热小。虽然,具有电磁干扰等缺点,但现在的屏蔽技术已经非常到位。 开关电源大体可以分为隔离和非隔离两种,隔离型的必定有开关变压器,而非隔离的未必 一定有。 简单地说,开关电源的工作原理是: 1.交流电源输入经整流滤波成直流; 2.通过高频PWM(脉冲宽度调制)信号控制开关管,将那个直流加到开关变压器初级上; 3.开关变压器次级感应出高频电压,经整流滤波供给负载; 4.输出部分通过一定的电路反馈给控制电路,控制PWM占空比,以达到稳定输出的目的. 交流电源输入时一般要经过厄流圈一类的东西,过滤掉电网上的干扰,同时也过滤掉电源对电网的 干扰;在功率相同时,开关频率越高,开关变压器的体积就越小,但对开关管的要求就越高;开关变

线性电源、相控电源和开关电源对比

电源技术 课程中期作业 姓名: 班级: 学号: 邮箱:@https://www.wendangku.net/doc/4511715897.html, 2014.11

线性电源、相控电源与开关电源对比 一、三种电源原理简述 线性电源(Linear power supply)是先将交流电经过变压器降低电压幅值,再经过整流电路整流后,得到脉冲直流电,后经滤波得到带有微小波纹电压的直流电压。要达到高精度的直流电压,必须经过稳压电路进行稳压。如图1所示,线性电源的工作机理是误差放大器抓取反馈信号来控制MOSFET(或者三极管) Q1的门极信号来管控Q1的阻抗,通过Q1与R1,R2的分压来实现需要的V out。Q1此时工作在线性状态,可以看成一个可调电阻,所以这种电源叫线性电源。 图1 线性电源工作原理图 相控电源(Phase controlled power supply)是指采用晶闸管作为整流器件的电源系统,其原理是交流输入电压经工频变压器降压,然后采用晶闸管进行整流。并通过移相控制以保持输出电压的稳定。 开关电源(Switching power supply)是利用现代电力电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源,开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。简单地说,开关电源的工作原理是交流电源输入经整流滤波成直流,再通过高频PWM(脉冲宽度调制)信号控制开关管,将那个直流加到开关变压器初级上,开关变压器次级感应出高频电压,经整流滤波供给负载,最后输出部分通过一定的电路反馈给控制电路,控制PWM占空比稳定输出。如图2所示,开关电源的工作机理是误差放大器抓取反馈信号来控制MOSFET(或者三极管)Q1的门极信号来管控Q1的开关,通过Q1的开关以及Lo,Co的储能一起事先设定的V o。Q1此时工作在开关状态,可以看成一个开关,所以这种电源叫开关电源。

开关电源实验报告

开关电源实验报告 一、开关电源电路图及清单 1.1 60W-12V开关电源电路图 图1-1 开关电源电路原理1.2.60W-12V开关电源电清单

二、开关电源介绍 开关电源大致由主电路、控制电路、检测电路、辅助电源四大部份组成。开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器,电子冰箱,液晶显示器,LED灯具,通讯设备,视听产品,安防监控,LED 灯袋,电脑机箱,数码产品和仪器类等领域。它是利用现代电力电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源,一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。随着电力电子技术的发展和创新,使得开关电源技术也在不断地创新。目前,开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备,是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。 开关电源的发展方向是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化。由于开关电源轻、小、薄的关键技术是高频化,因此国外各大开关电源制造商都致力于同步开发新型高智能化的元器件,特别是改善二次整流器件的损耗,并在功率铁氧体材料上加大科技创新,以提高在高频率和较大磁通密度(Bs)下获得高的磁性能,而电容器的小型化也是一项关键技术。SMT技术的应用使得开关电源取得了长足的进展,在电路板两面布置元器件,以确保开关电源的轻、小、薄。开关电源的高频化就必然对传统的PWM开关技术进行创新,实现ZVS、ZCS的软开关技术已成为开关电源的主流技术,并大幅提高了开关电源的工作效率。对于高可靠性指标,美国的开关电源生产商通过降低运行电流,降低结温等措施以减少器件的应力,使得产品的可靠性大大提高。 模块化是开关电源发展的总体趋势,可以采用模块化电源组成分布式电源系统,可以设计成N+1冗余电源系统,并实现并联方式的容量扩展。针对开关电源运行噪声大这一缺点,若单独追求高频化其噪声也必将随着增大,而采用部分谐振转换电路技术,在理论上即可实现高频化又可降低噪声,但部分谐振转换技术的实际应用仍存在着技术问题,故仍需在这一领域开展大量的工作,以使得该项技术得以实用化。电力电子技术的不断创新,使开关电源产业有着广阔的发展前景。要加快我国开关电源产业的发展速度,就必须走技术创新之路,走出有中国

变压器开关电源致命原理

变压器开关电源致命原理 在Toff期间,控制开关K关断,流过变压器初级线圈的电流突然为0。由于变压器初级线圈回路中的电流产生突变,而变压器铁心中的磁通量不能突变,因此,必须要求流过变压器次级线圈回路的电流也跟着突变,以抵消变压器初级线圈电流突变的影响,要么,在变压器初级线圈回路中将出现非常高的反电动势电压,把控制开关或变压器击穿。 如果变压器铁心中的磁通ф产生突变,变压器的初、次级线圈就会产生无限高的反电动势,反电动势又会产生无限大的电流,而电流在线圈中产生的磁力线又会抵制磁通的变化,因此,变压器铁心中的磁通变化,最终还是要受到变压器初、次级线圈中的电流来约束的。 因此,在控制开关K关断的Toff期间,变压器铁心中的磁通主要由变压器次级线圈回路中的电流来决定,即: e2 =-N2*dф/dt =-L2*di2/dt = i2R —— K关断期间 (1-64) 式中负号表示反电动势e2的极性与(1-62)式中的符号相反,即:K接通与关断时变压器次级线圈产生的感应电动势的极性正好相反。对(1-64)式阶微分方程求解得: 式中C为常数,把初始条件代入上式,就很容易求出C,由于控制开关K由接通状态突然转为关断时,变压器初级线圈回路中的电流突然为0,而变压器铁心中的磁通量不能突变,因此,变压器次级线圈回路中的电流i2一定正好等于控制开关K接通期间的电流i2(Ton+),与变压器初级线圈回路中励磁电流被折算到变压器次级线圈回路电流之和。所以(1-65)式可以写为: (1-66)式中,括弧中的第一项表示变压器次级线圈回路中的电流,第二项表示变压器初级线圈回路中励磁电流被折算到变压器次级线圈回路的电流。 图1-16-a单激式变压器开关电源输出电压uo等于: (1-68)式中的Up-就是反击式输出电压的峰值,或输出电压最大值。由此可知,在控制开关K关断瞬间,当变压器次级线圈回路负载开路时,变压器次级线圈回路会产生非常高的反电动势。理论上需要时间t等于无限大时,变压器次级线圈回路输出电压才为0,但这种情况一般不会发生,因为控制开关K的关断时间等不了那么长。 从(1-63)和(1-67)式可以看出,开关电源变压器的工作原理与普通变压器的工作原理是不一样的。当开关电源工作于正激时,开关电源变压器的工作原理与普通变压器的工作原理基本相同;当开关电源工作于反激时,开关电源变压器的工作原理相当于一个储能电感。 如果我们把输出电压uo的正、负半波分别用平均值Upa、Upa-来表示,则有: 分别对(1-71)和(1-72)两式进行积分得: 由此我们可以求得,单激式变压器开关电源输出电压正半波的面积与负半波的面积完全相等,即: Upa×Ton = Upa-×Toff —— 一个周期内单激式输出 (1-75) (1-75)式就是用来计算单激式变压器开关电源输出电压半波平均值Upa和Upa-的表达式。

正激变压器开关电源的优缺点

正激式变压器开关电源的优缺点 2010年04月08日 15:18 电源网作者:陶显芳用户评论(0) 关键字:变压器(453)开关(111)正激式(3) 正激式变压器开关电源的优缺点 为了表征各种电压或电流波形的好坏,一般都是拿电压或电流的幅值、平均值、有效值、一次谐波等参量互相进行比较。在开关电源之中,电压或电流的幅值和平均值最直观,因此,我们用电压或电流的幅值与其平均值之比,称为脉动系数S;也有人用电压或电流的有效值与其平均值之比,称为波形系数K。 因此,电压和电流的脉动系数Sv、Si以及波形系数Kv、Ki分别表示为: Sv = Up/Ua ——电压脉动系数(1-84) Si = Im/Ia ——电流脉动系数(1-85) Kv =Ud/Ua ——电压波形系数(1-86) Ki = Id/Ia ——电流波形系数(1-87) 上面4式中,Sv、Si、Kv、Ki分别表示:电压和电流的脉动系数S,和电压和电流的波形系数K,在一般可以分清楚的情况下一般都只写字母大写S或K。脉动系数S和波形系数K都是表征电压或者电流好坏的指标,S和K的值,显然是越小越好。S和K的值越小,表示输出电压和电流越稳定,电压和电流的纹波也越小。 正激式变压器开关电源正好是在变压器的初级线圈被直流电压激励时,变压器的次级线圈向负载提供功率输出,并且输出电压的幅度是基本稳定的,此时尽管输出功率不停地变化,但输出电压的幅度基本还是不变,这说明正激式变压器开关电源输出电压的瞬态控制特性相对来说比较好;只有在控制开关处于关断期间,功率输出才全部由储能电感和储能电容两者同时提供,此时输出电压虽然受负载电流的影响,但如果储能电容的容量取得比较大,负载电流对输出电压的影响也很小。 另外,由于正激式变压器开关电源一般都是选取变压器输出电压的一周平均值,储能电感在控制开关接通和关断期间都向负载提供电流输出,因此,正激式变压器开关电源的负载能力相对来说比较强,输出电压的纹波比较小。如果要求正激式变压器开关电源输出电压有较大的调整率,在正常负载的情况下,控制开关的占空比最好选取在0.5左右,或稍大于0.5,此时流过储能滤波电感的电流才是连续电流。当流过储能滤波电感的电流为连续电流时,负载能力相对来说比较强。

毕业实习报告——开关电源

毕业实习 报告 班级 学号 学生姓名 指导教师 电气工程与自动化系 2013年4月13日

一、实习目的 1、通过毕业实习加深对专业知识的理解 在四年大学生活中,学生对专业先关知识进行了系统的学习,已基本具备专业相关素质。但通过课本学习和实验训练,学生很难深入理解所学专业,所以毕业实习至关重要,是本科阶段最后一个也是最关键一个环节。毕业实习期间,学生可以更深刻地体会到平日所学在社会相关行业中的应用,进而联系课本相关知识,加深对其的理解。 2、通过毕业实习更好完成毕业设计 毕业实习一般与毕业设计先关,它的质量关系到了毕业设计的好坏,作为大学期间最重要的实习之一,必须认真参与。通过最后一次实习,让学生进一步了解生产现场,把在校期间的学习和生产结合起来,发现自己的不足,以更好地完成毕业设计。 3、通过毕业实习增强实践能力 在毕业实习期间,学生接触到的不再是课本上硬生生的理论,可以亲眼看到、亲手摸到专业相关仪器设备,并可以了解设计制作、生产加工、维护管理等一系列环节的工作。通过亲身投入工作,可以充分锻炼动手实践的能力,避免一般大学生眼高手低的缺点。 4、通过毕业实习了解相关行业发展状况,把握以后发展方向 现代社会发展迅速,从课本上学到的知识、看到的信息部分已经过时,要想了解行业发展动态、真正做到学有所用,必须深入社会相关行业。毕业实习也就为我们提供了这么一个机会。通过实习,我们可以真正了解到目前广泛应用的技术,也为我们日后的学习和发展找准方向。 5、通过毕业实习锻炼学生职业化相关素质,以更好融入社会 学生即将离开校园步入社会,必须丢掉自己做学生时的一些行为习惯,以适应社会生活。而“职业化”是衡量一个人能不能胜任一份工作的标准,如何使学生具备“职业化”的相关素质也是大学教育的一个重点。通过毕业实习,学生可以初步了解职场,了解自己应该具备哪些职业素质,为以后的发展奠定基础。 二、实习时间和地点 ●实习时间:2013年4月1日——2013年4月10日 ●实习地点:洛阳嘉盛电源科技有限公司(河南省洛阳市高新技术开发区延光 路火炬园C座4层) 三、实习单位简介 洛阳嘉盛电源科技有限公司位于国家级高新技术产业开发区-----洛阳火炬创新创业园,是集产品开发、生产、销售、服务于一体的民营企业。凭借先进的技术,多年的开发与销售经验,以及完善的品质管理体系、先进的检测设备和完善的售后服务,赢得广大客户的信赖与支持。企业基本信息如下:企业类型:有限责任公司

正激式变压器开关电源工作原理

正激式变压器开关电源工作原理 正激式变压器开关电源输出电压的瞬态控制特性和输出电压负载特性,相对来说比较好,因此,工作比较稳定,输出电压不容易产生抖动,在一些对输出电压参数要求比较高的场合,经常使用。 1-6-1.正激式变压器开关电源工作原理 所谓正激式变压器开关电源,是指当变压器的初级线圈正在被直流电压激励时,变压器的次级线圈正好有功率输出。 图1-17是正激式变压器开关电源的简单工作原理图,图1-17中Ui是开关电源的输入电压,T是开关变压器,K是控制开关,L是储能滤波电感,C是储能滤波电容,D2是续流二极管,D3是削反峰二极管,R 是负载电阻。 在图1-17中,需要特别注意的是开关变压器初、次级线圈的同名端。如果把开关变压器初线圈或次级线圈的同名端弄反,图1-17就不再是正激式变压器开关电源了。 我们从(1-76)和(1-77)两式可知,改变控制开关K的占空比D,只能改变输出电压(图1-16-b中正半周)的平均值Ua ,而输出电压的幅值Up不变。因此,正激式变压器开关电源用于稳压电源,只能采用电压平均值输出方式。 图1-17中,储能滤波电感L和储能滤波电容C,还有续流二极管D2,就是电压平均值输出滤波电路。其工作原理与图1-2的串联式开关电源电压滤波输出电路完全相同,这里不再赘述。关于电压平均值输出滤波电路的详细工作原理,请参看“1-2.串联式开关电源”部分中的“串联式开关电源电压滤波输出电路”内容。 正激式变压器开关电源有一个最大的缺点,就是在控制开关K关断的瞬间开关电源变压器的初、次线圈绕组都会产生很高的反电动势,这个反电动势是由流过变压器初线圈绕组的励磁电流存储的磁能量产生的。因此,在图1-17中,为了防止在控制开关K关断瞬间产生反电动势击穿开关器件,在开关电源变压器中增加一个反电动势能量吸收反馈线圈N3绕组,以及增加了一个削反峰二极管D3。 反馈线圈N3绕组和削反峰二极管D3对于正激式变压器开关电源是十分必要的,一方面,反馈线圈N3绕组产生的感应电动势通过二极管D3可以对反电动势进行限幅,并把限幅能量返回给电源,对电源进行充

(完整版)开关电源与线性电源区别

是直流电按要求不同使用不同,线性电源最好他输出的是线性直流电,可以用在要求高的场合,开关电源次之,他是由很高的开关速度的变压器和开关管,特点是重量小,容量大,输出质量高,相控电原用在要求不高,电流特大的场合 线性电源,开关电源区别 线性电源的调整管工作在放大状态,因而发热量大,效率低(35%左右),需要加体积庞大的散热片,而且还需要同样也是大体积的工频变压器,当要制作多组电压输出时变压器会更庞大。 开关电源的调整管工作在饱和和截至状态,因而发热量小,效率高(75%以上)而且省掉了大体积的变压器。但开关电源输出的直流上面会叠加较大的纹波(50mV at 5V output typical),在输出端并接稳压二极管可以改善,另外由于开关管工作是会产生很大的尖峰脉冲干扰,也需要在电路中串连磁珠加以改善。相对而言线性电源就没有以上缺陷,它的纹波可以做的很小(5mV以下)。 对于电源效率和安装体积有要求的地方用开关电源为佳,对于电磁干扰和电源纯净性有要求的地方(例如电容漏电检测)多选用线性电源。另外当电路中需要作隔离的时候现在多数用DC-DC来做对隔离部分供电(DC-DC从其工作原理上来说就是开关电源)。还有,开关电源中用到的高频变压器可能绕制起来比较麻烦 开关电源和线性电源在内部结构上是完全不一样的,开关电源顾名思义有开关动作,它利用变占空比或变频的方法实现不同的电压,实现较为复杂,最大的优点是高效率,一般在90%以上,缺点是文波和开关噪声较大,适用于对文波和噪声要求不高的场合;而线性电源没有开关动作,属于连续模拟控制,内部结构相对简单,芯片面积也较小,成本较低,优点是成本低,文波噪声小,最大的缺点是效率低。它们各有有缺点在应用上互补共存! 一、线性电源的原理: 线性电源主要包括工频变压器、输出整流滤波器、控制电路、保护电路等。线性电源是先将交流电经过变压器变压,再经过整流电路整流滤波得到未稳定的直流电压,要达到高精度的直流电压,必须经过电压反馈调整输出电压,这种电源技术很成熟,可以达到很高的稳定度,波纹也很小,而且没有开关电源具有的干扰与噪音。但是它的缺点是需要庞大而笨重的变压器,所需的滤波电容的体积和

(整理)开关电源变压器测试标准

开关电源变压器测试标准 正常的试验大气条件(除有规定条件除外,均应在正常试验条件下进行试验): 温 度: 15~35℃ 相对湿度: 45%~75% 气 压: 86~106kPa 一、直流铜阻 目的:保证每一绕组使用正确的漆包线规格。 仪器:TH2511低直流电阻测试仪。 方法:变压器各绕组在温度为20℃时的直流电阻,应符合产品规格书的标准。 若测量环境温度不等于20℃时,应按下面的公式换算 R 20=θ +5.2345 .254R θ 式中: R 20——温度为20时的直流电阻,Ω; R θ——温度为θ时测得的直流电阻,Ω; θ——测量时的环境温度,℃。 二、电感量 目的:确保使用正确的磁性材料及绕组圈数的正确性。 仪器:WK3255B 电桥。 方法:对变压器测试端施加额定条件的电桥,测试电感量。见图1 图1 开 路

三、直流叠加 目的:检验磁芯的磁饱和特性或实际工作条件下的磁芯特性。 仪器:WK3255B 电桥;FJ1772A 直流磁化电源。 方法:对变压器测试端施加规定的直流电流,用电桥测试电感量。见图2 图2 图中I 0 —— 在测试端N1绕组施加的直流电流 四、漏感 目的:保证绕组处于骨架上正确的位置以及磁性材料的气隙大小的正确性。 仪器:WK3255B 电桥。 方法:将所测变压器次级端短路,在初级端施加额定条件的电桥测试电感量。 见图3 图3 五、绝缘电阻 目的:保证每一绕组对磁芯、静电屏蔽及各绕组间绝缘电阻性能满足所需的 技术指标。 仪器:2679绝缘电阻测试仪。 方法:用绝缘电阻测试仪对变压器的初次级绕组间或绕组和磁芯、静电屏蔽 短 路

开关电源实习报告

第十届TI杯电子设计竞赛培训实 习报告 日8月7年2012 1.开关稳压电源 1.1工频变压器 工频变压器作为本电源降低电压的核心。它把有效值为220V的交流市电降低为20V的交流电压。为后级稳压环节输入一个低的直流电压做了准备。 1.2整流滤波 本电源整流采用4安的集成整流桥堆。前级滤波采用三个电容进行。如图1示,分别为C12,C14,C15。C14是一个1000uF的铝电解电容,它可以很好地滤除低频脉动成分,使整流输出波形变得很平滑。电容的高频小信号模型为电感、电容、电阻的串联。铝电解电容,由于其内部结构决定了它的高频等效电感比较大。再加之铝电解电容的容值比较大,这就导致它的自身谐振频率比较低。这样它可以很好地滤除低频杂波成分,但是对于高频杂波成分,它的滤除效果不是很好。这就需要给他并联一个0.1uF的瓷片电容C15,这样滤波器的带宽就会大大提高,可以滤除掉更多的杂波成分。C12是作为LM2576的输入滤波的,以保证输入LM2576的交流杂波成分更小。 1.3稳压 本电源稳压环节采用LM2576开关降压(Buck)型集成稳压芯片。其内部集成了52KHz的振荡器,功率管,PWM调制器和反馈环路。LM2576输出最大电流可以保证3A,输入最大电压40V。D4是一个肖特基二极管,型号为MBR20200。它是作为Buck电路的续流二极管使用的。电感L2是一个用铁粉磁环绕制的100uH 的大功率电感,它是Buck电路的储能电感。L2和C13共同组成了一个LC滤波器。R12,R10是一个电阻串联分压网络。LM2576的4脚在分压网络分压点采集电压反馈给其内部误差放大器,控制PWM调制器改变PWM波的脉宽,从而控制功

开关电源原理与设计 连载13 正激式变压器开关电源

开关电源原理与设计连载13 正激式变压器开关电源 1-6.正激式变压器开关电源 正激式变压器开关电源输出电压的瞬态控制特性和输出电压负载特性,相对来说比较好,因此,工作比较稳定,输出电压不容易产生抖动,在一些对输出电压参数要求比较高的场合,经常使用。 1-6-1.正激式变压器开关电源工作原理 所谓正激式变压器开关电源,是指当变压器的初级线圈正在被直流电压激励时,变压器的次级线圈正好有功率输出。

图1-17是正激式变压器开关电源的简单工作原理图,图1-17中Ui是开关电源的输入电压,T是开关变压器,K是控制开关,L是储能滤波电感,C是储能滤波电容,D2是续流二极管,D3是削反峰二极管,R是负载电阻。在图1-17中,需要特别注意的是开关变压器初、次级线圈的同名端。如果把开关变压器初线圈或次级线圈的同名端弄反,图1-17就不再是正激式变压器开关电源了。 我们从(1-76)和(1-77)两式可知,改变控制开关K的占空比D,只能改变输出电压(图1-16-b中正半周)的平均值Ua ,而输出电压的幅值Up不变。因此,正激式变压器开关电源用于稳压电源,只能采用电压平均值输出方式。 图1-17中,储能滤波电感L和储能滤波电容C,还有续流二极管D2,就是电压平均值输出滤波电路。其工作原理与图1-2的串联式开关电源电压滤波输出电路完全相同,这里不再赘述。关于电压平均值输出滤波电路的详细工作原理,请参看“1-2.串联式开关电源”部分中的“串联式开关电源电压滤波输出电路”内容。 正激式变压器开关电源有一个最大的缺点,就是在控制开关K关断的瞬间开关电源变压器的初、次线圈绕组都会产生很高的反电动势,这个反电动势是由流过变压器初线圈绕组的励磁电流存储的磁能量产生的。因此,在图1-17中,为了防止在控制开关K关断瞬间产生反电动势击穿开关器件,在开关电源变压器中增加一个反电动势能量吸收反馈线圈N3绕组,以及增加了一个削反峰二极管D3。

开关电源实验指导

开关电源技术实验指导书 信息工程学院电气及自动化教研室 2009.04.18

实验一电流控制型脉宽调制开关稳压电源研究 一.实验目的 1.掌握电流控制型脉宽调制开关电源的工作原理,特点与构成。 2.熟悉电流控制型脉宽调制芯片UC3842的工作原理与使用方法。 3.掌握开关电源的调试方法与参数测试方法。 二.实验内容 1.利用芯片UC3842,连接实验线路,构成一个实用的开关稳压电源电路。 2.芯片UC3842的波形与性能测试 (1)开启与关闭阀值电压。 (2)锯齿波,包括周期、占空比、幅值等,并与理论值相比较。 (3)不同负载以及不同交流输入电压时的输出PWM波形,并与正确波形相对比。 (4)反馈电压端(即UC38422号脚)与电源端(即7号脚)波形。 (5)输出PWM脉冲封锁方法测试。 3.开关电源波形测试 (1)GTR集电极电流与集-射极电压波形。 (2)变压器原边绕组两端波形。 (3)输出电压V O波形。 4.开关电源性能测试 (1)电压调整率(抗电压波动能力)测试。 (2)负载调整率(抗负载波动能力)测试。 (3)缓冲电路性能测试。 三.实验系统组成及工作原理 电源装置是电力电子技术应用的一个重要领域。其中高频开关式直流稳压电源由于具有效率高,体积小和重量轻等突出优点,获得了广泛的应用。 开关电源的控制电路可分为电压控制型和电流控制型。前者是一个单闭环电压控制系统,后者是一个电压、电流双闭环控制系统,电流控制型较电压控制型有不可比拟的优点。 具体实验原理可参见附录。 具体线路见图5—4。 四.实验设备和仪器 1.MCL-08直流斩波及开关电源实验挂箱 2.双踪示波器 3.万用表 五.实验方法

(整理)开关电源与变压器电源的分析

现在的电源大致分两大类:电子开关电源和变压器电源。 开关电源:: 开关电源是利用现代电力电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源,开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。开关电源和线性电源相比,二者的成本都随着输出功率的增加而增长,但二者增长速率各异。线性电源成本在某一输出功率点上,反而高于开关电源,这一点称为成本反转点。随着电力电子技术的发展和创新,使得开关电源技术也在不断地创新,这一成本反转点日益向低输出电力端移动,这为开关电源提供了广阔的发展空间。 开关电源中应用的电力电子器件主要为二极管、IGBT和MOSFET。 开关电源的三个条件 1、开关:电力电子器件工作在开关状态而不是线性状态 2、高频:电力电子器件工作在高频而不是接近工频的低频 3、直流:开关电源输出的是直流而不是交流 变压器电源: 线性电源(Liner power supply)是先将交流电经过变压器降低电压幅值,再经过整流电路整流后,得到脉冲直流电,后经滤波得到带有微小波纹电压的直流电压。要达到高精度的直流电压,必须经过稳压电路进行稳压。 线性电源与开关电源对比 线性电源的电压反馈电路是工作在线性状态。 线性电源一般是将输出电压取样然后与参考电压送入比较电压放大器,此电压放大器的输出作为电压调整管的输入,用以控制调整管使其结电压随输入的变化而变化,从而调整其输出电压。 从其主要特点上看:线性电源技术很成熟,制作成本较低,可以达到很高的稳定度,波纹也很小,而且没有开关电源具有的干扰与噪音,但其体积相对开关电源来说,比较庞大,且输入电压范围要求高;而开关电源与之相反。 线性电源用途 线性电源产品可广泛应用于科研、大专院校、实验室、工矿企业、电解、电镀、充电设备等。 从以上两个解释大家应该知道开关电源与变压器电源(线性)的大致区别了吧。 很多朋友都会碰到一个问题,就是现在的低廉变压器电源为什么不能满足一般大、中功率的红外摄像机供电使用,而开关电源侧存在漏电的情况,这样,我把我所认识的两款电源和大家说说。 电源的优缺点: 开关电源优点:

开关电源变压器基础知识

开关电源变压器基础知识 开关电源变压器现代电子设备对电源的工作效率、体积 以及安全要求等技术性能指标越来越高,在开关电源中决定这些技术性能指标的诸多因素中,基本上都与开关变压器的技术指标有关。开关电源变压器是开关电源中的关键器件,因此,在这一节中我们将非常详细地对与开关电源变压器相关的诸多技术参数进行理论分析。在分析开关变压器的工作原理的时候,必然会涉及磁场强度H和磁感应强度B以及磁 通量等概念,为此,这里我们首先简单介绍它们的定义和概念。在自然界中无处不存在电场和磁场,在带电物体的周围必然会存在电场,在电场的作用下,周围的物体都会感应带电;同样在带磁物体的周围必然会存在磁场,在磁场的作用 ,周围的物体也都会被感应产生磁通。现代磁学研究表明: 切磁现象都起源于电流。磁性材料或磁感应也不例外,铁磁现象的起源是由于材料内部原子核外电子运动形成的微电流,亦称分子电流,这些微电流的集合效应使得材料对外呈现各种各样的宏观磁特性。因为每一个微电流都产生磁效应,所以把一个单位微电流称为一个磁偶极子。因此,磁场强度的大小与磁偶极子的分布有关。在宏观条件下,磁场强度可以定义为空间某处磁场的大小。我们知道,电场强度的概念是用单位电荷在电场中所产生的作用力来定义的,而在

磁场中就很难找到一个类似于“单位电荷”或“单位磁场”的带磁物质来定义磁场强度,为此,电场强度的定义只好借用流过单位长度导体电流的概念来定义磁场强度,但这个概念本应该是用来定义电磁感应强度的,因为电磁场是可以互相产生感应的。幸好,电磁感应强度不但与流过单位长度导体的电流大小相关,而且还与介质的属性有关。所以,电磁感应强度可以在磁场强度的基础上再乘以一个代表介质属性的系数来表示。这个代表介质属性的系数人们把它称为导磁率。 在电磁场理论中,磁场强度H 的定义为:在真空中垂直于磁场方向的通电直导线,受到的磁场的作用力F 跟电流I 和导线长度的乘积I 的比值,称为通电直导线所在处的磁场强度。或:在真空中垂直于磁场方向的1 米长的导线,通过1 安培的电流,受到磁场的作用力为1 牛顿时,通过导线所在处的磁场强度就是1 奥斯特(Oersted) 。电磁感应强度一般也称为磁感应强度。由于在真空中磁感应强度与磁场强度在数

开关电源与线性电源的优缺点和区别

开关电源与线性电源的优缺点和区别 电源是电路设计中的重要部分,电源的稳定性在很大程度上决定了电路的稳定性。线性电源和开关电源是比较常见的两种电源,在原理上有很大的不同,原理上的不同决定了两者应用上的不同。 一、开关电源与线性电源原理上的区别 线性电源的基本原理是市电经过一个工频变压器降压成低压交流电之后,通过整流和滤波形成直流电,最后通过稳压电路输出稳定的低压直流电。电路中调整元件工作在线性状态。 线性电源原理图 开关电源的基本原理是输入端直接将交流电整流变成直流电,再在高频震荡电路的作用下,用开关管控制电流的通断,形成高频脉冲电流。在电感(高频变压器)的帮助下,输出稳定的低压直流电。 开关电源原理图 二、开关电源与线性电源的优缺点

1.开关电源的优缺点 主要优点:体积小、重量轻(体积和重量只有线性电源的20~30%)、效率高(一般为60~70%,而线性电源只有30~40%)、自身抗干扰性强、输出电压范围宽、模块化。 主要缺点:由于逆变电路中会产生高频电压,对周围设备有一定的干扰。需要良好的屏蔽及接地。交流电经过整流,可以得到直流电。但是,由于交流电压及负载电流的变化,整流后得到的直流电压通常会造成20%到40%的电压变化。为了得到稳定的直流电压,必须采用稳压电路来实现稳压。 2.线性电源的优缺点 优点:线性电源的优点是结构相对简单、输出纹波小、高频干扰小。结构简单给我们带来的最大好处是维修方便,维修一台线性电源的难度往往远远低于开关电源,线性电源的维修成功率也大大高于开关电源。纹波是叠加在直流稳定量上的交流分量。输出纹波越小也就是说输出直流电纯净度越高,这也正是直流电源品质的重要标志。过高纹波的直流电将影响收发信机的正常工作。目前高档线性电源纹波可以达到0.5mV的水平,一般产品可以做到5mV水平。线性电源没有工作在高频状态下的器件所以如果输入滤波做得好的话几乎没有高频干扰/高频噪声。 缺点:需要庞大而笨重的变压器,所需的滤波电容的体积和重量也相当大,而且电压反馈电路是工作在线性状态,调整管上有一定的电压降,在输出较大工作电流时,致使调整管的功耗太大,转换效率

AC-DC反激开关电源实验报告

反激开关电源的设计与调试 1.实验目的: 掌握反激电路、TOP255YN芯片的使用方法与各元器件的参数计算;掌握各种测试仪器的使用;输入220交流电压,得到12V电压,1.5A电流稳定主输出;副输出5V,1A。频率f=66KHZ,输出功率23W,输出纹波100mV。 2.实验器材: 示波器、负载、输入电源、测温器、万用表。 3.实验内容: (1)反激电路工作原理

连续模式初级电流有前沿阶梯且从前沿开始斜坡上升。在开关管关断期间,次级电流为阶梯上叠加衰减的三角波。当开关管在下个周期开始导通瞬间,次级仍然维持有电流。在下一个周期开关管开通时刻,变压器储存能量未完全释放,仍有能量剩余。

三、实验数据分析 输入电压为220V 交流,整流后得到Vdc=311V 直流。MOS 管上电压为Vdc+(Np/Ns )*(Vo+1)=400V 。 (1)变压器设计 占空比:) /)(1()1(8.0)/)(1(on Ns Np Vo Vdc T Ns Np Vo T ++-?+==0.4695 初级匝数:f Ae Bpk T V N **?*?=2on o 2p =71匝取72匝 f=66khz 次级匝数:dc on of f 1o p s V T T V N N **+* =)(=8.2匝取9匝 次级峰值电流:=-=) 1(o crs Ton Vo P I 2.83A 次级平均电流:csr of f ar I T I *==1.5A Vo Ton Po Icpr *=25.1=0.337A Top255芯片峰值电流:Ton I I /cpr p ==0.802A 过载保护: 典型值Ilimit=1.7A

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