SPS基本工作原理課件

SPS基本原理講師:袁信江二零零九年三月SPS基本原理講師:袁信江二零零九年三月一.基本元件介紹及概論目錄:二.基本交換式電源轉(zhuǎn)換器電路三.隔離型高頻直流電源轉(zhuǎn)換器四.回授與脈寬控制(PWM)電路五.保護電路六.實例介紹一.基本元件介紹及概論目錄:二.基本交換式電源轉(zhuǎn)換器電路1.1電阻一.基本元件介紹表示符號或者RRR=U/IR=ρL/Sρ為電阻率電阻在電源中的應(yīng)用是什麼？1.1電阻一.基本元件介紹表示符號或者RRR=U/IR=1.2電容一.基本元件介紹表示符號C沒有極性C=Q/UC有極性特性:1.電壓不能突變,2.通高頻,阻低頻3.作用為濾波,儲能主要參數(shù):1.容量2.DF值3.漏電流

4.ESR電容在電源中的應(yīng)用是什麼？1.2電容一.基本元件介紹表示符號C沒有極性C=Q/U1.3電感一.基本元件介紹表示符號L特性:1.電流不能突變,2.通低頻,阻高頻3.作用為濾波,儲能主要參數(shù):1.感量2.Q值3.DCR值4.漏感電感在電源中的應(yīng)用是什麼？1.3電感一.基本元件介紹表示符號L特性:1.電流不能突1.4二極體一.基本元件介紹表示符號D特性:1.單向?qū)?主要參數(shù):1.VF值2.漏電流3.反向耐壓

4.最大電流二極管在電源中的應(yīng)用是什麼？1.4二極體一.基本元件介紹表示符號D特性:1.單向?qū)?.5三極體一.基本元件介紹表示符號或者QQPNPNPNcbecbe主要參數(shù):1.放大倍數(shù)2.CE極最大電流

3.CE極最大耐壓特性:1.基極控制,三極管的開關(guān)及抗幹擾如何實現(xiàn)？1.5三極體一.基本元件介紹表示符號或者QQPNPNPN1.6MOSFET一.基本元件介紹表示符號QDGS特性:1.G極控制,主要參數(shù):1.VDS2.RDS(ON)

3.VGS

開關(guān)電源為什麼要應(yīng)用Mosfet好處在那裡?1.6MOSFET一.基本元件介紹表示符號QDGS特性:1.7變壓器一.基本元件介紹表示符號T主要參數(shù):1.n=N1:N2

變壓器作用是什麼？1.7變壓器一.基本元件介紹表示符號T主要參數(shù):1.n=1.8運放一.基本元件介紹表示符號V1V2Vo特性:1.V1>V2,VO=HIGH

2.V1<V2,VO=LOW

比較器在開關(guān)電源中的應(yīng)用是什麼？1.8運放一.基本元件介紹表示符號V1V2Vo特性:1.某公司設(shè)計流程工廠的開發(fā)流程如何？某公司設(shè)計流程工廠的開發(fā)流程如何？Fly-back工作原理Step1:Ton工作情形介紹你了解在Ton情形下各主要器件的工作波形嗎？Fly-back工作原理Step1:Ton工作情Fly-back工作原理Step2:Toff工作情形介紹你了解在Toff情形下各主要器件的工作波形嗎？Fly-back工作原理Step2:Toff工作Forward工作原理Step1:Ton工作情形介紹你了解DT機種上在Ton情形下各主要器件的工作波形嗎？Forward工作原理Step1:Ton工作情形Forward工作原理Step2:Toff工作情形介紹你了解DT機種在Toff情形下各主要器件的工作波形嗎？Forward工作原理Step2:Toff工作情常用元件介紹電解電容：1.ESR值；V=R(ESR）*I使用50/100KHz測試,通常使用Cp模式。2.靜態(tài)電容值;使用120Hz測試,其它電容使用1KHz,30pF以下使用10KHz.。3.LC值，測試其漏電流越低越好。單位為uA.4.DF(dissipationfactor-散逸因數(shù),損失角tanδ)越小越好使用1KHz測試，容量越小，測試頻率要求越高，單位為%.5.IR，使用DC測試60S單位為Gohm。容量誤差：F+/-1;G+/-2;J+/-5;K+/-10;M+/-20;Z+80-20%.電解電容應(yīng)用到開關(guān)電源中的那些位置?常用元件介紹電解電容：電解電容應(yīng)用到開關(guān)常用元件介紹SMD電阻：1.RCWV(RatedContinousworkingvoltage)=√ratedpower*nominalresistanceorMaxresistance。2.靜態(tài)電阻值;其誤差表示B：+/-0.1%;D：+/-0.5%;其它同上述電容誤差。3.TerminalStrength(0.5KG/10S,彎折度：<15度SMD電容也同之.4.Powerderatingcurve,一般在70度C時能達到RCWVMAX，再上升則需考慮derating.5.SMD電阻標(biāo)示意議：SMD電阻在電源中有那些用法？常用元件介紹SMD電阻：SMD電阻在電常用元件介紹你了解SMD電容的識別方法嗎？常用元件介紹你了解SMD電容的識別方法常用元件介紹Mosfet：VDG通常會比Vds低10%。IDP這里是指Id之Peakcurrent.需看Pulse時間T=多少。這個時間越長越好。IDSSID漏電流，（VDS加額定電壓，VGS=0V）越小越好。V(BR)GSS;V(BR)DSSBreakdown電壓，一般定義最小電壓為額定電壓。RDS(ON)DS導(dǎo)通時之電阻。此值越小越好。CISS/COSS/CRSS分別為輸入、輸出、反饋電容。此值越小越好。Switchtime(risetime,falltime,Tontime.Tofftime)所有時間是否符合所設(shè)計頻率。IDRIDRP(當(dāng)Vgs為0V時，)Diode所能承受之反相電流和Peakcurrent.Mosfet知多少？常用元件介紹Mosfet：Mosfet常用元件介紹9.VDSFDiode所能承受的forward電壓。為一負電流引起的負電壓。此電壓過高可引起發(fā)熱量增加。10.TrrDiode反向恢復(fù)時間。此時有一個重要參數(shù)VDSF,必須要很小才好，那也表明，Trr時間很快。11.Yfsforwardtransferfrequency.此值越高越好?？傊?，我們希望在Mosfet上得到:LowdrainsourceonresistanceRDS(on)HighforwardtransferfrequencyYfsLowleakagecurrentIdss……………..常用元件介紹9.VDSFDiode常用元件介紹Diode：IFSMPeakforwardsurgecurrent.(注意看它的時間定義）此值是否符合你的要求。I平方t,相當(dāng)於PD越大越好。VRRM/VRMS最大反向電壓，有效平均電壓。最大值通常會較平均值高30%。VFForwardvoltage.此值越小為電路帶來的損失越小。IR反向漏電流。越小越好。Cj結(jié)電容，如果過大會影響你的開關(guān)速度和反向恢復(fù)時間。Tj結(jié)溫。結(jié)溫和表面溫度關(guān)系為：TJ=TC(case)+PD(VF*Iout)*RJC(RJC為Junctiontocase).二極管在電源中的應(yīng)用怎麼樣？常用元件介紹Diode：二極管在電源中的常用元件介紹Transformer:漏感的量測，需對主繞組外的繞組短路，然后使用20~100Khz/0.1V測試。你測試過變壓器嗎？常用元件介紹Transformer:你一.概論

交換式電源供應(yīng)器(SwitchingPowerSupply;簡稱SPS)為荷蘭人羅乃第于1970年所發(fā)展研究出來.早期一般使用傳統(tǒng)的線性式電源供應(yīng)器(LinearPowerSupply).其主要性能比較如下表:了解開關(guān)電源的好處嗎？對環(huán)境的貢獻是什麼？一.概論交換式電源供應(yīng)器(SwitchingPoVout100V10A10A=50%TypesofPowerSupply

AlwayshaveattritionhereLinearapproachSwitchingapproachVin=83%0Vout50V6A10AVout100VControltheon/offdutytogetsteadyoutput看下他們的工作區(qū)別在那裡？Vout100V10A10A=50%TypesofPLinearpowersupplyVSSwitchingpowersupply英文版的優(yōu)缺點比較，要看得懂才行！不然那天面試可能就是這個題目！LinearpowersupplyVSSwitchiTypesofswitchingpowersuppliesTheenergytransfertakesplaceattheswitchopeningThedotwindingarrangementrevealstheFLYBACK...1:NTheenergytransfertakesplaceattheswitchclosingThesetwodiodesrevealstheBUCK-derivedarrangement.Soft-recoveryarebetterchoicesifSchottkycan’tbeused.Ultra-fastFly-backForwardBridgeTheenergytransfertakesplaceattheswitchclosingThesetwodiodesrevealstheBUCK-derivedarrangement.Soft-recoveryarebetterchoicesifSchottkycan’tbeused.看看三者之間的差異常是什麼？TypesofswitchingpowersuppFrom85to285VACduty-cyclemodulatorHigh-voltageswitch(es)EnergyconversionEnergymanagementTypicalFLY-BACKarchitecture看下那個環(huán)節(jié)你不太明白？From85to285VACduty-cyclemoEnergyconversionMixedsolutionsCycleskippinginstandbySkipmodeoperationinstandby...Skipmode:whentheS.P.SintolightornoloadCharacteristic:ItincreasetheTofftodecreasetheswitchingcycleanddecreasetheswitchingloss.EPS2.0少不了它!EnergyconversionMixedsolutiInput/OutputpopularspecRequirement:*.Lineregulation*.Outputregulation±3%~±5%*.OutputVripple<1%*.Holduptime(>16.6mS)*.Efficiency(>65%)*.Protection:OVP,OCP,OLP,SCP,Input/OutputpopularspecRequFeedbackloopRegulatetheoutputvoltageandresponsespeedfromhere.Vreference了解一下控制回路？FeedbackloopRegulatetheoutp3.1概論三.隔離型高頻直流電源轉(zhuǎn)換器一般由降壓轉(zhuǎn)換器衍生出來之電路,則有以下幾種主要方式:1.順向式轉(zhuǎn)換器(ForwardConverter)2.半橋式轉(zhuǎn)換器(Half-BridgeConverter)3.全橋式轉(zhuǎn)換器(Full-BridgeConverter)4.推挽式轉(zhuǎn)換器(Push-PullConverter)而返馳式轉(zhuǎn)換器(FlybackConverter)則由升降兩用型轉(zhuǎn)換器推衍而得.你認為那種拓撲最好？3.1概論三.隔離型高頻直流電源轉(zhuǎn)換器一般由降壓轉(zhuǎn)3.7各種轉(zhuǎn)換器電路之優(yōu)缺點比較三.隔離型高頻直流電源轉(zhuǎn)換器3.7各種轉(zhuǎn)換器電路之優(yōu)缺點比較三.隔離型高頻直流電源3.7各種轉(zhuǎn)換器電路之優(yōu)缺點比較三.隔離型高頻直流電源轉(zhuǎn)換器3.7各種轉(zhuǎn)換器電路之優(yōu)缺點比較三.隔離型高頻直流電源4.1回授電路四.回授與脈寬控制(PWM)電路V1V2a.雙回授了解下431用法！4.1回授電路四.回授與脈寬控制(PWM)電路V1V24.1回授電路四.回授與脈寬控制(PWM)電路V1b.單回授Ref321+-IC1504.1回授電路四.回授與脈寬控制(PWM)電路V1b4.2脈寬控制(PWM)電路四.回授與脈寬控制(PWM)電路PWMIC各Pin之功能1.誤差放大2.補償3.OCP(大于1V動作)4.鋸齒波振盪(OSC)5.GND6.方波輸出7.Vcc8.+5V基準(zhǔn)電源4.2脈寬控制(PWM)電路四.回授與脈寬控制(PWM)5.1SCP動作原理五.保護電路a.當(dāng)輸出出現(xiàn)short時,一次側(cè)會觸發(fā)OCP動作電路,PWMIC3Pin大于1V,使SPSSHUTDOWN,一般能Auto-recovery.b.當(dāng)輸出出現(xiàn)short時,二次側(cè)會觸發(fā)OCP動作電路,使輸出SHUTDOWN,一般是單組保護,且能Auto-recovery.5.1SCP動作原理五.保護電路a.當(dāng)輸出出現(xiàn)sho五.保護電路5.2OCP(OLP)動作原理iR0VOR1R2R3ab五.保護電路5.2OCP(OLP)動作原理iR0VO5.2OCP(OLP)動作原理五.保護電路Va=(Vo+I*R0)*R3/(R1+R3)Vb=Vo當(dāng)Va>Vb時即I>(Vo*R1)/(R0*R3)OCP動作5.2OCP(OLP)動作原理五.保護電路Va=(5.3OVP動作原理五.保護電路5.3OVP動作原理五.保護電路5.3OVP動作原理五.保護電路當(dāng)輸出電壓出現(xiàn)OverSpec的一定量時,會擊穿ZenerDiode使電路觸發(fā),將PWMShut-down,并且會啟動鎖定電路,使Power不能Auto-recovery5.3OVP動作原理五.保護電路當(dāng)輸出電壓出現(xiàn)5.4OTP動作原理五.保護電路當(dāng)SPS出現(xiàn)過溫時,使機臺內(nèi)的熱敏電阻(RT)阻值降低,觸發(fā)OP比較放大電路,使PowerShut-down.5.4OTP動作原理五.保護電路當(dāng)SPS出現(xiàn)過六.實例介紹ADP()CE()六.實例介紹ADP()Thankyou!Thankyou!SPS基本原理講師:袁信江二零零九年三月SPS基本原理講師:袁信江二零零九年三月一.基本元件介紹及概論目錄:二.基本交換式電源轉(zhuǎn)換器電路三.隔離型高頻直流電源轉(zhuǎn)換器四.回授與脈寬控制(PWM)電路五.保護電路六.實例介紹一.基本元件介紹及概論目錄:二.基本交換式電源轉(zhuǎn)換器電路1.1電阻一.基本元件介紹表示符號或者RRR=U/IR=ρL/Sρ為電阻率電阻在電源中的應(yīng)用是什麼？1.1電阻一.基本元件介紹表示符號或者RRR=U/IR=1.2電容一.基本元件介紹表示符號C沒有極性C=Q/UC有極性特性:1.電壓不能突變,2.通高頻,阻低頻3.作用為濾波,儲能主要參數(shù):1.容量2.DF值3.漏電流

4.ESR電容在電源中的應(yīng)用是什麼？1.2電容一.基本元件介紹表示符號C沒有極性C=Q/U1.3電感一.基本元件介紹表示符號L特性:1.電流不能突變,2.通低頻,阻高頻3.作用為濾波,儲能主要參數(shù):1.感量2.Q值3.DCR值4.漏感電感在電源中的應(yīng)用是什麼？1.3電感一.基本元件介紹表示符號L特性:1.電流不能突1.4二極體一.基本元件介紹表示符號D特性:1.單向?qū)?主要參數(shù):1.VF值2.漏電流3.反向耐壓

4.最大電流二極管在電源中的應(yīng)用是什麼？1.4二極體一.基本元件介紹表示符號D特性:1.單向?qū)?.5三極體一.基本元件介紹表示符號或者QQPNPNPNcbecbe主要參數(shù):1.放大倍數(shù)2.CE極最大電流

3.CE極最大耐壓特性:1.基極控制,三極管的開關(guān)及抗幹擾如何實現(xiàn)？1.5三極體一.基本元件介紹表示符號或者QQPNPNPN1.6MOSFET一.基本元件介紹表示符號QDGS特性:1.G極控制,主要參數(shù):1.VDS2.RDS(ON)

3.VGS

開關(guān)電源為什麼要應(yīng)用Mosfet好處在那裡?1.6MOSFET一.基本元件介紹表示符號QDGS特性:1.7變壓器一.基本元件介紹表示符號T主要參數(shù):1.n=N1:N2

變壓器作用是什麼？1.7變壓器一.基本元件介紹表示符號T主要參數(shù):1.n=1.8運放一.基本元件介紹表示符號V1V2Vo特性:1.V1>V2,VO=HIGH

2.V1<V2,VO=LOW

比較器在開關(guān)電源中的應(yīng)用是什麼？1.8運放一.基本元件介紹表示符號V1V2Vo特性:1.某公司設(shè)計流程工廠的開發(fā)流程如何？某公司設(shè)計流程工廠的開發(fā)流程如何？Fly-back工作原理Step1:Ton工作情形介紹你了解在Ton情形下各主要器件的工作波形嗎？Fly-back工作原理Step1:Ton工作情Fly-back工作原理Step2:Toff工作情形介紹你了解在Toff情形下各主要器件的工作波形嗎？Fly-back工作原理Step2:Toff工作Forward工作原理Step1:Ton工作情形介紹你了解DT機種上在Ton情形下各主要器件的工作波形嗎？Forward工作原理Step1:Ton工作情形Forward工作原理Step2:Toff工作情形介紹你了解DT機種在Toff情形下各主要器件的工作波形嗎？Forward工作原理Step2:Toff工作情常用元件介紹電解電容：1.ESR值；V=R(ESR）*I使用50/100KHz測試,通常使用Cp模式。2.靜態(tài)電容值;使用120Hz測試,其它電容使用1KHz,30pF以下使用10KHz.。3.LC值，測試其漏電流越低越好。單位為uA.4.DF(dissipationfactor-散逸因數(shù),損失角tanδ)越小越好使用1KHz測試，容量越小，測試頻率要求越高，單位為%.5.IR，使用DC測試60S單位為Gohm。容量誤差：F+/-1;G+/-2;J+/-5;K+/-10;M+/-20;Z+80-20%.電解電容應(yīng)用到開關(guān)電源中的那些位置?常用元件介紹電解電容：電解電容應(yīng)用到開關(guān)常用元件介紹SMD電阻：1.RCWV(RatedContinousworkingvoltage)=√ratedpower*nominalresistanceorMaxresistance。2.靜態(tài)電阻值;其誤差表示B：+/-0.1%;D：+/-0.5%;其它同上述電容誤差。3.TerminalStrength(0.5KG/10S,彎折度：<15度SMD電容也同之.4.Powerderatingcurve,一般在70度C時能達到RCWVMAX，再上升則需考慮derating.5.SMD電阻標(biāo)示意議：SMD電阻在電源中有那些用法？常用元件介紹SMD電阻：SMD電阻在電常用元件介紹你了解SMD電容的識別方法嗎？常用元件介紹你了解SMD電容的識別方法常用元件介紹Mosfet：VDG通常會比Vds低10%。IDP這里是指Id之Peakcurrent.需看Pulse時間T=多少。這個時間越長越好。IDSSID漏電流，（VDS加額定電壓，VGS=0V）越小越好。V(BR)GSS;V(BR)DSSBreakdown電壓，一般定義最小電壓為額定電壓。RDS(ON)DS導(dǎo)通時之電阻。此值越小越好。CISS/COSS/CRSS分別為輸入、輸出、反饋電容。此值越小越好。Switchtime(risetime,falltime,Tontime.Tofftime)所有時間是否符合所設(shè)計頻率。IDRIDRP(當(dāng)Vgs為0V時，)Diode所能承受之反相電流和Peakcurrent.Mosfet知多少？常用元件介紹Mosfet：Mosfet常用元件介紹9.VDSFDiode所能承受的forward電壓。為一負電流引起的負電壓。此電壓過高可引起發(fā)熱量增加。10.TrrDiode反向恢復(fù)時間。此時有一個重要參數(shù)VDSF,必須要很小才好，那也表明，Trr時間很快。11.Yfsforwardtransferfrequency.此值越高越好?？傊覀兿Ｍ贛osfet上得到:LowdrainsourceonresistanceRDS(on)HighforwardtransferfrequencyYfsLowleakagecurrentIdss……………..常用元件介紹9.VDSFDiode常用元件介紹Diode：IFSMPeakforwardsurgecurrent.(注意看它的時間定義）此值是否符合你的要求。I平方t,相當(dāng)於PD越大越好。VRRM/VRMS最大反向電壓，有效平均電壓。最大值通常會較平均值高30%。VFForwardvoltage.此值越小為電路帶來的損失越小。IR反向漏電流。越小越好。Cj結(jié)電容，如果過大會影響你的開關(guān)速度和反向恢復(fù)時間。Tj結(jié)溫。結(jié)溫和表面溫度關(guān)系為：TJ=TC(case)+PD(VF*Iout)*RJC(RJC為Junctiontocase).二極管在電源中的應(yīng)用怎麼樣？常用元件介紹Diode：二極管在電源中的常用元件介紹Transformer:漏感的量測，需對主繞組外的繞組短路，然后使用20~100Khz/0.1V測試。你測試過變壓器嗎？常用元件介紹Transformer:你一.概論

交換式電源供應(yīng)器(SwitchingPowerSupply;簡稱SPS)為荷蘭人羅乃第于1970年所發(fā)展研究出來.早期一般使用傳統(tǒng)的線性式電源供應(yīng)器(LinearPowerSupply).其主要性能比較如下表:了解開關(guān)電源的好處嗎？對環(huán)境的貢獻是什麼？一.概論交換式電源供應(yīng)器(SwitchingPoVout100V10A10A=50%TypesofPowerSupply

AlwayshaveattritionhereLinearapproachSwitchingapproachVin=83%0Vout50V6A10AVout100VControltheon/offdutytogetsteadyoutput看下他們的工作區(qū)別在那裡？Vout100V10A10A=50%TypesofPLinearpowersupplyVSSwitchingpowersupply英文版的優(yōu)缺點比較，要看得懂才行！不然那天面試可能就是這個題目！LinearpowersupplyVSSwitchiTypesofswitchingpowersuppliesTheenergytransfertakesplaceattheswitchopeningThedotwindingarrangementrevealstheFLYBACK...1:NTheenergytransfertakesplaceattheswitchclosingThesetwodiodesrevealstheBUCK-derivedarrangement.Soft-recoveryarebetterchoicesifSchottkycan’tbeused.Ultra-fastFly-backForwardBridgeTheenergytransfertakesplaceattheswitchclosingThesetwodiodesrevealstheBUCK-derivedarrangement.Soft-recoveryarebetterchoicesifSchottkycan’tbeused.看看三者之間的差異常是什麼？TypesofswitchingpowersuppFrom85to285VACduty-cyclemodulatorHigh-voltageswitch(es)EnergyconversionEnergymanagementTypicalFLY-BACKarchitecture看下那個環(huán)節(jié)你不太明白？From85to285VACduty-cyclemoEnergyconversionMixedsolutionsCycleskippinginstandbySkipmodeoperationinstandby...Skipmode:whentheS.P.SintolightornoloadCharacteristic:ItincreasetheTofftodecreasetheswitchingcycleanddecreasetheswitchingloss.EPS2.0少不了它!EnergyconversionMixedsolutiInput/OutputpopularspecRequirement:*.Lineregulation*.Outputregulation±3%~±5%*.OutputVripple<1%*.Holduptime(>16.6mS)*.Efficiency(>65%)*.Protection:OVP,OCP,OLP,SCP,Input/OutputpopularspecRequFeedbackloopRegulatetheoutputvoltageandresponsespeedfromhere.Vreference了解一下控制回路？FeedbackloopRegulatetheoutp3.1概論三.隔離型高頻直流電源轉(zhuǎn)換器一般由降壓轉(zhuǎn)換器衍生出來之電路,則有以下幾種主要方式:1.順向式轉(zhuǎn)換器(ForwardConverter)2.半橋式轉(zhuǎn)換器(Half-BridgeConv