《斩波开关技术》课件.pptVIP

*******************斩波开关技术斩波开关技术是一种广泛应用于电力电子领域的开关技术，通过对直流电源进行脉冲调制，实现对直流电能的控制。课程介绍11.概述本课程介绍斩波开关技术，主要用于理解开关电源工作原理。22.目标掌握开关电源基本拓扑结构、设计方法以及效率优化技术。33.内容包括斩波开关技术的基础知识、常见变换器类型、设计步骤、控制方法、应用案例等。44.适用人群对电源设计感兴趣的工程师、学生以及相关技术人员。开关电源的发展历程1现代开关电源高效率，高功率密度2线性电源体积大，效率低3电子管电源体积庞大，效率更低开关电源技术从早期电子管电源的笨重和低效，逐渐发展到现代高效率、高功率密度的开关电源。线性电源的出现，提升了效率，但仍存在体积较大、效率较低的缺点。现代开关电源采用脉冲宽度调制技术，大幅提高了效率和功率密度，成为目前主流的电源技术。开关电源拓扑结构概述开关电源拓扑结构是指开关电源的电路连接方式，不同的拓扑结构具有不同的特点和应用场景。常见的开关电源拓扑结构包括反激式、正激式、推挽式、全桥式、LLC共振式等，这些拓扑结构在工作原理、效率、成本、体积等方面各不相同。电磁干扰及抑制技术EMI抑制技术EMI抑制技术包括滤波、屏蔽和接地技术，这些技术可以有效降低电磁干扰。EMC测试进行EMC测试可以评估开关电源的电磁兼容性，确保其符合相关标准。电源变压器设计1确定变压器参数输入电压、输出电压、功率、频率等。2选择磁芯材料铁芯、铁氧体、硅钢片等，取决于工作频率和功率。3绕制线圈选择合适的线径，确保电流容量和绝缘性能。4封装和测试根据实际情况选择合适的封装方式，并进行性能测试。电源变压器是开关电源的核心部件之一，将交流电压转换成所需的直流电压。设计变压器需根据具体应用场景选择合适的参数，包括输入电压、输出电压、功率和频率等。反激式变换器拓扑反激式变换器是一种常见的开关电源拓扑结构，其特点是工作原理简单，成本低廉，易于实现。主要应用于低功率场合，例如手机充电器、电脑电源等。反激式变换器工作原理工作原理当开关管导通时，输入电压通过开关管加到初级绕组，初级绕组产生磁场，能量存储在磁芯中。当开关管关断时，初级绕组电流突然中断，磁场能量被释放，并通过次级绕组传递到负载。能量传递反激式变换器利用变压器将能量从初级绕组传递到次级绕组，再传递到负载。其工作原理类似于变压器，但它通过开关管控制能量传递。工作模式反激式变换器通常采用连续电流模式，即初级绕组电流在开关管导通和关断期间都保持连续。它还支持间断电流模式，在低负载情况下初级绕组电流可能中断。电压转换由于初级和次级绕组匝数比不同，反激式变换器可实现电压升压或降压的功能。其电压转换比等于初级和次级绕组匝数比。反激式变换器设计步骤1确定输出电压和电流根据负载需求，确定所需的输出电压和电流大小。确定输出电压后，可计算出变换器的工作电压范围。2选择开关频率选择合适的开关频率，需要考虑效率、电磁干扰、成本等因素。一般来说，开关频率越高，效率越低，但体积更小。3计算变压器匝数比根据输入电压、输出电压和开关频率，计算出变压器初级和次级绕组的匝数比，以确保变换器正常工作。4选择合适的元器件根据计算结果，选择合适的开关管、二极管、电感、电容等元器件，并考虑其额定电流、电压和功率等参数。5进行电路仿真使用仿真软件对设计的电路进行仿真，验证设计是否符合预期，并优化电路参数。6搭建电路并测试搭建实际电路，并进行测试，验证电路功能是否正常，并调整参数，提高效率和可靠性。正激式变换器拓扑基本结构正激式变换器使用一个开关器件和一个变压器将输入电压转换成输出电压。工作原理当开关器件导通时，输入电压通过变压器传送到输出端，当开关器件关断时，输出电压通过二极管释放能量。应用场景正激式变换器广泛应用于各种电子设备，包括笔记本电脑、手机充电器和电源适配器。正激式变换器工作原理1开关导通输入电压加到变压器初级绕组，电流流过初级绕组，能量储存在变压器磁芯2开关断开初级绕组电流迅速下降，变压器磁芯释放能量，在次级绕组感应出电压3整流滤波次级绕组电压经整流滤波后输出直流电压正激式变换器利用开关管的导通和断开来控制能量的传输，实现直流电压到直流电压的转换。通过调节开关管的占空比可以控制输出电压的大小。正激式变换器设计步骤1确定参数功率、电压、电流2选择元件变压器、电容、电感3计算参数变压器匝数、电容大小4仿真验证软件模拟电路运行5实物调试实际测试，