湖南铁道职业技朮学院 男器器零器哪 《电力电子技术》 电子教案
《电力电子技术》 电子教案
潮南铁道职业技水学圈 课题四开关电源海零 【课题描述】： 开关电源是一种高效率、高可靠性、小型化、轻型化的稳压电源， 是电子设备的主流电源。广泛应用于生活、生产、军事等各个领域 各种计算机设备、彩色电视机等家用电器等都大量采用了开关电源。 图4-1是常见的PC主机开关电源 图4-1PC主机开关电源
课题四 开关电源 【课题描述】： 开关电源是一种高效率、高可靠性、小型化、轻型化的稳压电源， 是电子设备的主流电源。广泛应用于生活、生产、军事等各个领域。 各种计算机设备、彩色电视机等家用电器等都大量采用了开关电源。 图4-1是常见的PC主机开关电源。 图4-1 PC主机开关电源
潮南铁道职业技水学寄 课题四开关电源零感器感 PC主机开关电源的基本作用就是将交流电网的电能转换为适合 各个配件使用的低压直流电供给整机使用。一般有四路输出，分别是 +5V、-5V、+12V、-12V 电路的原理框图如图4-3所示，输入电压为AC220v,50Hz的交流电 经过滤波，再由整流桥整流后变为300V左右的高压直流电，然后通过 功率开关管的导通与截止将直流电压变成连续的脉冲，再经变压器隔 离降压及输出滤波后变为低压的直流电。开关管的导通与截止由PM (脉冲完度调制)控制电路发出的驱动信号控制
课题四 开关电源 PC主机开关电源的基本作用就是将交流电网的电能转换为适合 各个配件使用的低压直流电供给整机使用。一般有四路输出，分别是 +5V、-5V、+12V、-12V。 电路的原理框图如图4-3所示，输入电压为AC220v，50Hz的交流电， 经过滤波，再由整流桥整流后变为300V左右的高压直流电，然后通过 功率开关管的导通与截止将直流电压变成连续的脉冲，再经变压器隔 离降压及输出滤波后变为低压的直流电。开关管的导通与截止由PWM （脉冲宽度调制）控制电路发出的驱动信号控制
湖南铁道职业技水学寄 课题四开关电源第零厚爱 滤被器 整流 开关 脓冲整流 ±5V 交流输入 及逃流 ±12W 过电流保 明 护电路 检测 枚大 PWM 过电压保 驱动电路 护电路 图4-3开关电源的原理框图
课题四 开关电源 图4-3 开关电源的原理框图
●● 湖南铁道职业技水学噻 课题四开关电源学●哪器s ●● 【相关知识点】： 一、 开关器件 开关器件有许多，经常使用的是场效应晶体管MOSFET、绝缘栅双极 型晶体管IGBT,在小功率开关电源上也使用大功率晶体管GTR,本实例中 使用的是GTR 1.大功率晶体管GTR (1)大功率晶体管的结构和工作原理
课题四 开关电源 【相关知识点】： 一、开关器件 开关器件有许多，经常使用的是场效应晶体管MOSFET、绝缘栅双极 型晶体管IGBT，在小功率开关电源上也使用大功率晶体管GTR，本实例中 使用的是GTR。 1．大功率晶体管GTR (1)大功率晶体管的结构和工作原理
潮南铁道职业技水学噻 课题四开关电源零赠器感 1)基本结构 通常把集电极最大允许耗散功率在1W以上，或最大集电极电流 在1A以上的三极管称为大功率晶体管，其结构和工作原理都和小功率 晶体管非常相似。由三层半导体、两个PN结组成，有PNP和PN两种结 构，其电流由两种载流子（电子和空穴）的运动形成，所以称为双极 型晶体管 图4-4(a)是PN型功率晶体管的内部结构，电气图形符号如图 (b)所示。大多数GTR是用三重扩散法制成的，或者是在集电极高掺 杂的N+硅衬底上用外延生长法生长一层N漂移层，然后在上面扩散P基 区，接着扩散掺杂 的N+发射区
课题四 开关电源 1）基本结构 通常把集电极最大允许耗散功率在1W以上，或最大集电极电流 在1A以上的三极管称为大功率晶体管，其结构和工作原理都和小功率 晶体管非常相似。由三层半导体、两个PN结组成，有PNP和NPN两种结 构，其电流由两种载流子（电子和空穴）的运动形成，所以称为双极 型晶体管。 图4-4（a）是NPN型功率晶体管的内部结构，电气图形符号如图 （b）所示。大多数GTR是用三重扩散法制成的，或者是在集电极高掺 杂的N+硅衬底上用外延生长法生长一层N漂移层，然后在上面扩散P基 区，接着扩散掺杂 的N+发射区
湖南铁道职业技水学寄 课题四 开关电源解零哪心器 茎极发射极c基 空穴流 P基区 N漂移区 N+衬底 集电极c 。-(1+By如 e 8 〔c) 图4-4GTR的结构、电气图形符号和内部载流子流动 (a)GTR的结构(b)电气图形符号(c)内部载流子的流动
课题四 开关电源 图4-4 GTR的结构、电气图形符号和内部载流子流动 (a)GTR的结构 (b）电气图形符号 (c）内部载流子的流动
●● 湖南铁道职业技水学圈 课题四开关电源哪。爱 大功率晶体管通常采用共发射极接法，图44(c)给出了共发射 极接法时的功率晶体管内部主要载流子流动示意图。图中，1为从基 极注入的越过正向偏置发射结的空穴，2为与电子复合的空穴，3为因 热骚动产生的载流子构成的集电结漏电流，4为越过集电极电流的电 子，5为发射极电子流在基极中因复合而失去的电子。 些常见大功率晶体三极管的外形如图4-5所示。从图可见，大功 率晶体三极管的外形除体积比较大外，其外壳上都有安装孔或安装螺钉 便于将三极管安装在外加的散热器上。因为对大功率三极管来讲，单靠 外壳散热是远远不够的。例如，50W的硅低频大功率晶体三极管，如果 不加散热器工作，其最大允许耗散功率仅为2一3W
课题四 开关电源 大功率晶体管通常采用共发射极接法，图4-4（c)给出了共发射 极接法时的功率晶体管内部主要载流子流动示意图。图中，1为从基 极注入的越过正向偏置发射结的空穴，2为与电子复合的空穴，3为因 热骚动产生的载流子构成的集电结漏电流，4为越过集电极电流的电 子，5为发射极电子流在基极中因复合而失去的电子。 一些常见大功率晶体三极管的外形如图4-5所示。从图可见，大功 率晶体三极管的外形除体积比较大外，其外壳上都有安装孔或安装螺钉， 便于将三极管安装在外加的散热器上。因为对大功率三极管来讲，单靠 外壳散热是远远不够的。例如，50W的硅低频大功率晶体三极管，如果 不加散热器工作，其最大允许耗散功率仅为2—3W
潮南铁道职业技水学寄 课题四开关电源零赠器感 仰 (50W (50W) h 2AD6. AD38 3DD21-D O (2W) (10W (20W (100W 图4-5常见大功率三极管外形
课题四 开关电源 图4-5 常见大功率三极管外形
湖南铁道职业技水学踪 课题四开关电源第零厚爱 2)工作原理 在电力电子技术中，G可R主要工作在开关状态。晶体管通常连接 称共发射极电路，NPN型GTR通常工作在正偏(>O)时大电流导 通；反偏(<O)时处于截止高电压状态。因此，给GT的基极施 加幅度足够大的脉冲驱动信号，它将工作于导通和截止的开关工作 状态。 (2)GTR的特性与主要参数 1)GTR的基本特性
课题四 开关电源 2）工作原理 在电力电子技术中，GTR主要工作在开关状态。晶体管通常连接 称共发射极电路，NPN型GTR通常工作在正偏（Ib>0）时大电流导 通；反偏（Ib<0）时处于截止高电压状态。因此，给GTR的基极施 加幅度足够大的脉冲驱动信号，它将工作于导通和截止的开关工作 状态。 (2)GTR的特性与主要参数 1）GTR的基本特性