第29讲开关电源2.2.8 2.2.8 开关开关稳压电源源 案例：案例： 现象象: :电视机有机有时出出现三无三无; ;不能遥控开不能遥控开/ /关机等故障。关机等故障。 原因原因: :引起引起这类故障的原因有可能是开关故障的原因有可能是开关电源出故障。源出故障。 任任务：本：本节主要介主要介绍开关开关电源的源的结构原理、构原理、电路中各个路中各个元件的作用。元件的作用。（2）两种常）两种常见电源：源： 串串联稳压电源：具有自身功耗大、源：具有自身功耗大、频率低、机内温升高、率低、机内温升高、体体积大、效率低等缺点，而且大、效率低等缺点，而且稳压范范围窄，用在要求不高的窄，用在要求不高的设备中。（黑白中。（黑白电视中采用）中采用） 开关开关电源：它是将源：它是将50Hz交流交流电压直接直接变换成直流成直流电压后，后，由脉冲振由脉冲振荡器将直流器将直流电压变换成高成高频脉冲，再脉冲，再经变压、整流、整流、滤波后，得到所需的多路直流波后，得到所需的多路直流电压。（1）电源源电路作用：向各部分路作用：向各部分电路提供工作所需直流路提供工作所需直流电压 。1、概述：、概述：220v/50HzVo电源变压 器整流电路滤波电路稳压电路2 2、开关、开关稳压电源的特点源的特点 3 3、开关、开关电源的源的组成成（1 1）功耗小、效率高：其效率通常可达）功耗小、效率高：其效率通常可达80%80%90%90%左右；左右；（2 2）稳压范范围宽：稳压范范围在在130130260V260V之之间变化；化；（3 3）滤波波电容容量小：开关容容量小：开关电源的工作源的工作频率率为行振行振荡频率；率；（4 4）重量）重量轻、体、体积小：省去了体小：省去了体积庞大的大的电源源变压器；器；（5 5）机内温升低：因晶体管工作在开关状）机内温升低：因晶体管工作在开关状态。4、开关、开关稳压电源的分源的分类 （1）按开关晶体管的）按开关晶体管的连接方式分有串接方式分有串联式、并式、并联式、式、变压器式三种。器式三种。 串串联型开关型开关稳压电源：源： RL开关管220V高频储能整流滤波脉冲振荡脉冲控制低频整流滤波取样电路基准电压误差放大+300V并并联型开关型开关稳压电源：源： RL开关管220V高频储能整流滤波脉冲振荡脉冲控制低频整流滤波取样电路基准电压误差放大+300V220VRL开关管整流滤波脉冲振荡脉冲控制低频整流滤波取样电路基准电压误差放大+300V脉冲脉冲变压器耦合并器耦合并联型开关型开关稳压电源：源： （2）按开关）按开关电源的源的稳压控制方式分控制方式分类： 脉脉冲冲宽度度控控制制式式：保保持持开开关关脉脉冲冲的的频率率不不变，通通过改改变开关管开关管导通通时间Ton的方式来的方式来调节输出出电压达到达到稳压。（3）按开关）按开关电源激励方式分源激励方式分类: 它激控制式：需附加一个振它激控制式：需附加一个振荡器来器来产生开关脉冲。开关生开关脉冲。开关脉冲作用于开关管使脉冲作用于开关管使电源源电路有路有输出，待出，待电视机正常工作后可机正常工作后可由行由行频脉冲作脉冲作为开关脉冲，振开关脉冲，振荡器就可以停振。器就可以停振。 自自激激控控制制式式：自自激激式式电路路是是利利用用开开关关管管、脉脉冲冲变压器器等等构构成成正正反反馈环路路形形成成自自激激振振荡，使使开开关关稳压电源源有有电压输出出，电视机机正正常常工工作作时自自激激振振荡受受行行频脉脉冲冲的的同同步步，解解决决了了开开关关电源的独立工作能力。源的独立工作能力。 频率控制：通率控制：通过控制开关脉冲控制开关脉冲频率（周期），相率（周期），相应调节脉冲占空比使脉冲占空比使输出出电压达到达到稳定。定。 图中：中：V为开关管（开关管（调整管）；整管）； T是脉冲是脉冲变压器（又称器（又称储能能变压器或开关器或开关变压器）；器）； VD是脉冲整流二极管（又称是脉冲整流二极管（又称续流二极管）；流二极管）； C是是滤波波电容，也有容，也有储能作用；能作用； RL为电源的源的负载。 5、开关、开关电源的基本工作原理源的基本工作原理 下面以下面以变压器并器并联自激自激调宽式式稳压电源源为例例说明开关明开关电源源的原理：的原理：1）工作原理：）工作原理：正脉冲正脉冲TOn到来到来时:可可见:TOn越越宽，V导通通时间越越长，则i1越大，越大，T 储能越多。能越多。V饱和和形成形成电流流i1L2中中产生上下生上下+的感的感应动势VD截止。截止。L1中中产生上生上+下下的感的感应电动势其中：其中： 当正脉冲再一次当正脉冲再一次输入开关管基极入开关管基极时，开关管又一次，开关管又一次饱和和导通，二极管通，二极管VD又截止，又截止，负载所需要的所需要的电流由流由电容器容器放放电来供来供给。 负脉冲脉冲时:V截止截止i1约零零L2中中产生上下的感生上下的感应电动势VD导通通i2向向C充充电，并，并为RL提供直流提供直流电压Vo。L1中中产生上下的感生上下的感应电动势 由由经上分析可知，上分析可知，输出出电压VO与与输出入出入电压Vi之之间的的关系如下：关系如下： 上式上式说明，明，输出出电压UO与与输入入电压Ui成正比，与成正比，与变压器匝数比成正比，与开关脉冲占空比器匝数比成正比，与开关脉冲占空比Ton/T成正比。成正比。 调宽型型开开关关稳压电源源受受行行频同同步步，即即周周期期T为64s，是是固固定定不不变的的，输出出电压UO通通过控控制制Ton/T比比值（实际调整整Ton）来来实现，即即控控制制脉脉宽来来调节，达达到到稳定定输出出电压的目的。的目的。2）稳压原理：原理： 当当Vo 同理，可分析同理，可分析Vo的情况。的情况。Vx(Vz不不变)VpVb的脉的脉宽VoTr与与C中的中的储能能V导通通时间下面分析下面分析稳压过程：程：6 6、开关、开关电源常源常见故障故障 （1 1）无光）无光栅，无伴音；，无伴音； （2 2）不能遥控开）不能遥控开/ /关机；关机； （3 3）光）光栅上水平亮上水平亮线滚动或或图像有像有严重的横重的横条干条干扰； （4 4）光）光栅出出现S S形失真等。形失真等。本次本次课小小结： 1、开关、开关电源的特点；源的特点； 2、开关、开关电源的源的组成；成； 3、开关、开关电源的分源的分类； 4、开关、开关电源的基本工作原理。源的基本工作原理。本次本次课作作业： P103：2-24、2-25