開關(guān)電源(1-4講)課件

任課教師:電話:QQ:425329818開關(guān)電源原理與技術(shù)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(zhì)任務(wù)介紹與電源電路基礎(chǔ)目的要求：1、讓學(xué)生了解本課程在專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)中的作用與任務(wù)，課程在職業(yè)崗位中的作用等。2、使學(xué)生掌握電源電路基本原理；為學(xué)習(xí)開關(guān)電源打下基礎(chǔ)。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(biāo)中的作用與任務(wù)難點：多倍壓整流技術(shù)方法手段（含教具）：多媒體演示、啟發(fā)式教學(xué)法課外練習(xí)或訓(xùn)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(zhì)任務(wù)介紹(20鐘）1、課程性質(zhì)：課程是電子信息工程技術(shù)專業(yè)專業(yè)方向課程，目標(biāo)是讓學(xué)生具備開關(guān)電源的設(shè)計、測試、生產(chǎn)與維修能力。它要以電工基礎(chǔ)與模擬電子技術(shù)為基礎(chǔ)，也是進(jìn)一步學(xué)習(xí)電視技術(shù)、顯示器原理與維修等課程的基礎(chǔ)。2、課程目標(biāo)

掌握開關(guān)電源的基本原理，掌握開關(guān)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(guān)電源原理圖，能選用TOP芯片設(shè)計簡單的開關(guān)電源，具備開關(guān)電源生產(chǎn)、調(diào)試、維修的技能，具有勤奮刻苦、認(rèn)真仔細(xì)、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(chǔ)。能根據(jù)客戶的要求設(shè)計開關(guān)電源，且設(shè)計符合電磁兼容與安全規(guī)范要求；能生產(chǎn)、改進(jìn)、調(diào)試開關(guān)電源，能掌握開關(guān)電源的生產(chǎn)工藝流程，調(diào)試方法;能維修開關(guān)電源，掌握開關(guān)電源維修的方法與技巧，以及作業(yè)的安全規(guī)范。3、學(xué)習(xí)方法建議3(二)、整流(10分鐘）作用：將交流電轉(zhuǎn)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(zhì)任務(wù)介紹與電源電路基礎(chǔ)51.半波整流電路二極管導(dǎo)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(fù)半周時：D2、D4

導(dǎo)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(zhuǎn)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(yīng)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(fù)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(shù)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(dāng)u2正半周時節(jié)，電壓極性如圖所示，D1導(dǎo)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(dá)?！锂?dāng)u2負(fù)半周時節(jié)，電壓極性如圖所示，D2導(dǎo)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(dá)?？梢?，對電荷的存儲作用，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(fù)半周時給C1提供放電回路，D3是穩(wěn)壓二極管，R1為關(guān)斷電源后C1的電荷泄放電阻。在實際應(yīng)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(fù)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(yīng)用場合。1、未和220V交流高壓隔離，請注意安全，嚴(yán)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(fù)習(xí)模擬電子技術(shù)中電源電路部分內(nèi)容，且補(bǔ)充了電容降壓內(nèi)容與倍壓整流內(nèi)容，為學(xué)習(xí)開關(guān)電源打下基礎(chǔ)。課后總結(jié)(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(yīng)用為學(xué)習(xí)開關(guān)電源打下基礎(chǔ)。2、掌握模擬串聯(lián)穩(wěn)壓電路的工作原理，為分析開關(guān)電源的穩(wěn)壓原理打下基礎(chǔ)。

知識點三極管的特點三極管組成的可關(guān)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(xué)法課外練習(xí)或訓(xùn)練：1、分析串聯(lián)穩(wěn)壓電路的工作原理。2、分析可關(guān)斷穩(wěn)壓電源的工作原理。22復(fù)習(xí)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(shù)；4、雙電源技術(shù)。23第2講:模擬串聯(lián)穩(wěn)壓電路二、串聯(lián)穩(wěn)壓電路認(rèn)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(zhǔn)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(jié)正偏，集電集反偏（Uc>Ub>Ue)UbIbUcUeIcIe此時的放大關(guān)系:Ic=βIbIe=Ib+Ic因此:三極管是電流控制器件B、截止?fàn)顟B(tài)條件：發(fā)射結(jié)不導(dǎo)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(guān)斷開BCE補(bǔ)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(dāng)導(dǎo)通程度越大RceUce

對于NPN型三極管：Ube（Ub或Ue）三極管導(dǎo)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(jié)正偏，集電結(jié)正編。Ub>UcUb>UeC極與E極之間等效于開關(guān)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(guān)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(dǎo)通程度Uce2UB1=Uce2+UzT1的導(dǎo)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(xí)或訓(xùn)練：

1、分析串聯(lián)穩(wěn)壓電路的工作原理。2、分析可關(guān)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(xué)生分析電路的能力，為開關(guān)電源穩(wěn)壓電路的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。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(fù)習(xí)（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(xué)生學(xué)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(yīng)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(yīng)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(xué)法課外練習(xí)或訓(xùn)練：1、請你用線性穩(wěn)壓電源設(shè)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(fù)習(xí)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(shù)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(dǎo)通程度Uce2UB1=Uce2+UzT1的導(dǎo)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(xí)（學(xué)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(yīng)用（30分鐘）隨著半導(dǎo)體工藝的發(fā)展，現(xiàn)在已生產(chǎn)并廣泛應(yīng)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(hù)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(fù)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(yīng)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(fù)電壓的電路正負(fù)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(shè)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(guān)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(yīng)用，引出了線性電源皎效率低、電壓差小的缺點。為引出開關(guān)電源作準(zhǔn)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(xué)基本知識目的要求：了解電磁學(xué)基本知識，為學(xué)習(xí)開關(guān)電源打下基礎(chǔ)知識知識點：電磁感應(yīng)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(xué)法課外練習(xí)或訓(xùn)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(fù)習(xí)上次課內(nèi)容（5分鐘）1、串聯(lián)穩(wěn)壓電路的復(fù)習(xí)；2、W7805的應(yīng)用；3、線性穩(wěn)壓電源的特點。47第4講:電磁學(xué)基本知識第4講電磁學(xué)基本知識一、電磁感應(yīng)（10分鐘）如下實驗：當(dāng)磁鐵快速靠近線圈時，小燈發(fā)亮。電磁感應(yīng)定律：當(dāng)穿過閉合線圈的磁通量改變時，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流。線圈中感應(yīng)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(yīng)電動勢與磁鐵插入的快慢有什么關(guān)系？48第4講:電磁學(xué)基本知識二、楞次定律（5分鐘）+-感應(yīng)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(xué)基本知識根據(jù)楞次定律判斷下列線圈的感應(yīng)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(yīng)電壓的方向是阻礙磁場感小，因此感應(yīng)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(fù)。2、K閉合，電流形成右N，左S的磁場，線圈產(chǎn)生感應(yīng)電壓阻礙磁場變化，感應(yīng)電壓的方向為左正右負(fù)。練習(xí)：50第4講:電磁學(xué)基本知識三、自感（30分鐘）自感現(xiàn)象：當(dāng)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(yīng)電動勢的現(xiàn)象，稱為自感現(xiàn)象，這樣產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，稱之為自感電動勢，通?？捎脕肀硎?。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(qiáng)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(guān)，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(zhì)的磁導(dǎo)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(xué)基本知識自感電路實驗右邊電路中，當(dāng)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(guān)閉合與斷開時現(xiàn)象練習(xí)：52第4講:電磁學(xué)基本知識1、為什么繼電器驅(qū)動電路中并聯(lián)一個二極管?自感現(xiàn)象的防止和應(yīng)用：在許多電器設(shè)備中，