電源類知識點

1、第3章 電源類題目分析 電子設計競賽電源類題目的特點：1、題目要求上由功能類向指標類發(fā)展；2、題目內容上由線性電源向開關電源發(fā)展；3、結合實際，緊跟當前電源熱點研究領域；第3章 電源類題目分析第一屆：簡易數控直流電源（1994）；第三屆：直流穩(wěn)定電源（1997）；第七屆：數控直流電流源，三相正弦波變頻電源 （2005）；第八屆：開關穩(wěn)壓電源（2007）；第九屆：光伏并網發(fā)電模擬裝置 ，電能收集充電 器（2009）；第十屆：開關電源模塊并聯供電系統。第3章 電源類題目分析3.1 什么叫電源 電源是對用電設備而言。如電風扇要接電源才會轉。電腦要接電源才會工作。變壓器要接電源才有輸出。汽車要接好電源

2、才能使電啟動，有些是直流電源有些是交流電源，但全是對電網的下端往上端而言是電源，從電網的上端往下而言則為負載。如果是電池類電源則是比較清楚的，電池就是電源。種類也多比如有低頻電源，高頻電源，直流電源，交流電源，脈沖電源，等等。 第3章 電源類題目分析3.2 電源的種類和原理1. 按電壓電流形式： 交流電源和直流電源，每類有可分為恒壓電源和恒流電源；2. 按工作頻率： 低頻電源、中頻電源和高頻電源；第3章 電源類題目分析3. 直流電源的種類：按電路結構(1)分立元件穩(wěn)壓電源（電路復雜，不可靠）；(2)集成電路穩(wěn)壓電源（電路簡單，可靠）；(3)模塊化穩(wěn)壓電源（DC/DC模塊）；按工作原理：(1)線

3、性穩(wěn)壓電源；(2)開關穩(wěn)壓電源；第3章 電源類題目分析3.3 電源的主要技術指標1輸出電壓范圍和最大輸出電流；2電壓調整率0.2%（輸入電壓220V變化范圍15%20%下，空載到滿載）；3負載調整率1%（最低輸入電壓下，滿載)；4紋波電壓（峰-峰值）5mV（最低輸入電壓下，滿載），此項針對直流電源；5. 波形失真1%（最低輸入電壓下，滿載），此項針對交流電源；6效率80%（輸入電壓220V下，滿載）；第3章 電源類題目分析3.4 電源主要技術指標說明1、電壓調整率(SV) : 電壓調整率(SV)定義為當負載不變，輸入電壓VI在指定范圍內變化時，輸出電壓VO相對變化的百分比: SV=DVO/ V

4、O 100% 注：該項指標衡量電源的穩(wěn)定度。第3章 電源類題目分析2、負載調整率(SI,又稱電流調整率）： 負載調整率定義為輸入電壓不變而負載電流在規(guī)定范圍內變化時，輸出電壓相對變化的百分比： SI= DVO/VO 100% 注：該項指標衡量電源的帶負載能力。第3章 電源類題目分析3、紋波電壓（峰-峰值）: 狹義上的紋波電壓，是指輸出直流電壓中含的工頻交流成分,紋波的害處如下：1、容易在用設備中產生不期望的諧波，產生較多的危害； 2、較強的紋波會造成浪涌電壓或電流的產生，導致燒毀用設備。3、干擾數字電路的邏輯關系，影響其正常工作； 4、帶來噪音干擾，使圖像、音響設備不能正常工作。 第3章 電源

5、類題目分析3.5 電子設計競賽中的電源類型1.數控電源2.直流線性電源3.直流恒流電源4.交流變頻電源5.直流開關電源6.并網電源（交流、直流） 第3章 電源類題目分析3.6 電子設計競賽中的電源知識要點1.單片機技術在電源中的應用（1）常規(guī)技術：顯示、鍵盤、AD轉換；（2）波形合成技術：正弦波、PWM波、SPWM波；（3）檢測、控制技術：PID算法。 第3章 電源類題目分析2.模擬技術在電源中的應用（1）常規(guī)電路：放大、比較、電源；（2）波形產生電路：正弦波、PWM波、SPWM波；（3）功率驅動電路：MOS管驅動；（4）直流開關電源主回路：升壓、降壓；（5）交流開關電源主回路：全橋、三相橋；

6、（6）測量、保護電路：電壓、電流。 第3章 電源類題目分析3.專用器件在電源中的應用（1）MOS管：IR系列；（2）PWM控制芯片：TL494、UC3843、 TOP220系列（全集成）；（3）MOS管驅動芯片：IR2110；（4）電壓、電流傳感器：低值高精度電阻、電壓電流互感器、專用芯片。第3章 電源類題目分析1.線性穩(wěn)壓電源(1)基本組成框圖降壓整流濾波穩(wěn)壓變壓器 二極管 電解電容 晶體管（集成）第3章 電源類題目分析(2) 線性穩(wěn)壓電源電路原理1234D?整 流+濾 波變 壓 器220V輸 出+-V2穩(wěn) 壓第3章 電源類題目分析第3章 電源類題目分析電源器件照片第3章 電源類題目分析(3

7、) 穩(wěn)壓部分工作原理及特點: 線性穩(wěn)壓電源的核心器件是調整管，調整管串聯在輸入電壓和負載之間，相當與一個可變電阻，利用可變電阻的分壓作用，起到調整電壓的作用。 第3章 電源類題目分析線性電源工作原理： 當來自負載的取樣電壓偏離基準電壓時，誤差放大器輸出控制信號，改變調整管的導通程度，從而改變負載電壓回歸正常值調 整 管負 載誤 差 放 大 器GNDVref取 樣基 準GND輸 入 電 壓第3章 電源類題目分析線性電源特點: 電路簡單、成本低、安裝調試容易、性能標高、可靠性好，但由于工作頻率低（50Hz),變壓器體積大，導致電源笨重； 輸入電壓和輸出電壓之間存在電壓差（一般大于3V)，所以損耗較

8、大，工作效率低。第3章 電源類題目分析2.開關穩(wěn)壓電源(1)基本組成框圖整流濾波高頻逆變降壓整流濾波穩(wěn)壓第3章 電源類題目分析(2)開關穩(wěn)壓電源工作原理及特點: 開關電源工作原理： 開關穩(wěn)壓電源的核心器件是逆變管，工作在開關狀態(tài)，把直流變?yōu)榻涣鳎?0KHz以上)，再通過降壓、穩(wěn)壓得到所需的直流電壓，由于工作頻率的大幅度提高，使得開關電源變壓器的體積大為減小，效率大幅提高。第3章 電源類題目分析第3章 電源類題目分析開關電源工作原理圖：逆 變 管輸 出高 頻 變 壓 器GND控 制 電 路D+CGNDVC CPortPort第3章 電源類題目分析（3）開關電源特點: 電路復雜、成本高、安裝調試繁

9、瑣、早期的開關電源性能指標低、可靠性差，近期開關電源各方面指標已全面超過線性電源，損耗極小，重量輕，已在各種場合全面取代線性電源。第3章 電源類題目分析3.3 集成直流穩(wěn)壓電源常用芯片介紹1.78XX、79XX系列三端固定式穩(wěn)壓電源78XX系列:正電壓輸出穩(wěn)壓電源，輸出電流1A,XX代表電壓輸出值，例如7805，代表電壓輸出值5V,該系列電壓有正5V、6V、8V、9V、12V、15V、18V、20V和24V等。79XX系列:負電壓輸出穩(wěn)壓電源，其余同上。第3章 電源類題目分析 78XX、79XX系列三端固定式穩(wěn)壓電源，輸入電壓大于輸出電壓3V以上。第3章 電源類題目分析2.LM317、LM33

10、7三端可調式穩(wěn)壓電源 LM317：正電壓輸出可調式穩(wěn)壓電源，輸出電壓1.25V-37V, 輸出電流1.5A，輸出電壓通過電位器調整。 LM337：負電壓輸出可調式穩(wěn)壓電源，輸出電壓1.25V-37V, 輸出電流1.5A，輸出電壓通過電位器調整。第3章 電源類題目分析 LM317、LM337三端可調穩(wěn)壓電源第3章 電源類題目分析3.低壓差三端固定式穩(wěn)壓電源 特點：輸入電壓和輸出電壓的壓差可小于200mV， 損耗小，用于低電壓輸出穩(wěn)壓電源和用電池供電 的手持式設備。 常用型號：SPX2940U系列， LM2940系列等。 輸出電壓：1.8V、2.5V、3.3V和5V等。 第3章 電源類題目分析4.

11、開關式三端固定式穩(wěn)壓電源 特點：采用開關式工作原理，損耗小，用 于對能耗指標敏感的場合。 常用型號：LM1575XX系列等。 輸出電壓：固定式3.3V、5V、12V和15V 等，可調式032V(后綴為ADJ)等。 輸出電流：1.5A。第3章 電源類題目分析LM2575原理圖：第3章 電源類題目分析LM2575內部結構圖：第3章 電源類題目分析3.4 集成直流穩(wěn)壓電源的設計1.變壓器參數的設計（1）變壓器功率的設計 從電路損耗及市電電壓波動等因素考慮,變壓器功率取1.5倍的電路消耗功率。（2）變壓器次級(副邊)有效值電壓的設計 次級(副邊)有效值電壓穩(wěn)壓電源輸出電壓3V。第3章 電源類題目分析2.整流二極管、濾波電容的設計（1）整流二極管反向擊穿電壓1.52倍次級峰值電壓，整流二極管額定電流1.5倍電路工作電流，常用型號IN4XXX系列。（2） 濾波電解電容的耐壓 1.5倍次級峰值電壓，濾波電容的容量：每0.5A電路工作電流取1000uF。第3章 電源類題目分析3.穩(wěn)壓電路設計（集成穩(wěn)壓器型號選擇）（1）根據使用場合要求，例如固定場合、手持設備、對能耗指標敏感性等，選擇普通線性穩(wěn)壓器、低壓差穩(wěn)壓器和開關式穩(wěn)壓器。（2）根據電路要求選擇穩(wěn)壓器的輸出（固定或可調），以及電壓和電流參數，第3章