《同步整流开关电源》课件

《同步整流开关电源》ppt课件•同步整流开关电源概述contents•同步整流开关电源的电路结构•同步整流开关电源的工作原理目录•同步整流开关电源的性能指标•同步整流开关电源的设计与优化•同步整流开关电源的实验与测试01同步整流开关电源概述CHAPTER定义与工作原理定义同步整流开关电源是一种采用整流管代替整流二极管的新型直流输出电源工作原理利用同步整流技术，通过控制整流管的通断来调整输出电压的大小同步整流开关电源的特点高效率低电压、大电流体积小、重量轻可靠性高由于采用整流管代替整能够提供较低的输出电由于采用了高频率的开由于结构简单，减少了流二极管，减少了能量压和较大的输出电流，关技术，减小了电源体故障发生的概率，提高损失，提高了电源效率满足各种设备的需要积和重量了电源的可靠性同步整流开关电源的应用场景计算机硬件设备工业自动化设备如CPU、GPU等高功耗设备，如数控机床、机器人等自动化需要稳定的低电压大电流供电设备，需要大功率、高效率的电源通信设备航空航天领域如基站、路由器等通信设备，如卫星、火箭等航空航天设备，需要高效、可靠的电源供应需要高可靠性、高稳定性的电源02同步整流开关电源的电路结构CHAPTER主电路结构010203输入电路逆变电路输出电路负责接收和滤波输入的电将直流电转换为交流电，负责输出稳定的直流电，能，确保电源的稳定输入是开关电源的核心部分通常包含滤波和稳压环节控制电路结构电压控制环电流控制环PWM控制器用于调节输出电压，确保用于限制电流，防止过载产生控制信号，调节逆变其稳定电路的工作状态驱动电路结构驱动芯片产生驱动信号，驱动逆变电路工作隔离变压器实现控制电路与主电路的电气隔离，确保安全保护电路结构过流保护温度保护检测电流，当电流过大时切断电源检测温度，防止过热导致设备损坏过压保护检测电压，当电压过高时切断电源03同步整流开关电源的工作原理CHAPTER工作过程输入直流电压通过开关管进行高矩形波驱动变压器，将电能转换输出端整流器将变压器输出的交频脉冲调制，形成脉冲宽度调制为磁能，并通过变压器输出流电压整流为直流电压输出的矩形波工作波形输入电压波形矩形波，脉冲宽度调制输出电压波形直流电压，平滑且稳定开关管波形矩形波，脉冲宽度调制工作状态开关管导通状态开关管截止状态整流器工作状态输入电压通过开关管加到变压器输入电压截止，变压器初级线圈整流器将变压器输出的交流电压初级线圈，电能转换为磁能电流为零，磁能释放到输出端整流为直流电压输出04同步整流开关电源的性能指标CHAPTER输出电压电压调节通常采用PWM（脉冲宽度调制）输出电压或PFM（脉冲频率调制）方式进行调节指电源能够提供的稳定直流电压值电压精度通常要求在±5%以内，以保证负载的正常工作输出电流输出电流指电源能够提供的稳定直流电流值1电流限制为保护电源和负载，通常设置最大输出电流的限2制负载调整率表示负载电流变化对输出电压的影响，要求越小3越好效率效率表示电源转换效率与负载电流、输效率，即输出功率与入电压的关系通常输入功率之比在一定范围内达到最高效率高效率可降低散热需求，减小体积和重量，提高电源可靠性功率密度功率密度表示单位体积内所能提供的功率，是评价电源轻量化和高集成度的重要指标提高功率密度有助于减小电源体积和重量，满足便携式设备的需求功率密度与散热性能、电路拓扑结构的关系在提高功率密度的同时，需要考虑散热性能和电路拓扑结构的影响05同步整流开关电源的设计与优化CHAPTER设计原则高效性稳定性同步整流开关电源应具备高效率，以减少能电源设计应保证稳定运行，避免输出电压波源浪费和散热需求动和电路振荡可靠性小型化选用优质元器件，合理设计电路，确保电源优化电路和元件布局，减小电源体积，便于的可靠性和稳定性携带和应用设计步骤

1.确定输出电压和电流

2.选择开关管和整流管根据负载需求，确定同步整流开关电源的根据设计需求选择合适的开关管和整流管，输出电压和电流如MOSFET、IGBT等

3.设计主电路和控制电路

4.调整参数和测试根据开关电源的工作原理，设计主电路和根据实际测试结果，调整电路参数，确保控制电路，包括输入滤波、开关管驱动、电源性能达标输出滤波等部分优化方法

1.采用先进的控制算法

2.优化元件布局和布线如PID控制、模糊控制等，提高电源合理安排元件位置和布线，减小电磁的动态特性和稳态精度干扰和信号延迟

3.强化散热设计

4.模块化和标准化设计针对高效率电源的散热问题，采用有将电源划分为若干个模块，实现模块效的散热措施，如增大散热面积、采化和标准化设计，便于维修和升级用热管技术等06同步整流开关电源的实验与测试CHAPTER实验方法实验目的01验证同步整流开关电源的工作原理和性能特点，探究其关键参数对性能的影响实验原理02基于同步整流技术，通过调整开关电源的电路参数，观察其对输出电压、电流和效率的影响实验步骤03搭建同步整流开关电源实验平台，调整相关参数，记录实验数据，分析实验结果测试设备01020304电源供应器提供稳定电压表和电流表测量功率计测量同步整流数据采集器和计算机的直流输入，模拟不同同步整流开关电源的输开关电源的效率记录和分析实验数据负载条件下的工作状态出电压和电流测试结果分析输出电压和电流的稳定性在各种负载条件下，同步整流开关电源的输出电压和电流均保持稳定效率分析随着负载的增加，同步整流开关电源的效率逐渐提高，达到较高的水平参数影响分析通过调整电路参数，发现关键参数对输出电压、电流和效率的影响规律THANKS感谢观看。