1、LITE ONSPS SPS 基本原理訓練教材基本原理訓練教材SPS SPS 基本原理基本原理講師講師:袁信江袁信江二零零九年三月二零零九年三月LITE ONSPS SPS 基本原理訓練教材基本原理訓練教材一一.基本元件介紹及概論基本元件介紹及概論目錄目錄:二二.基本交換式電源轉換器電路基本交換式電源轉換器電路三三.隔離型高頻直流電源轉換器隔離型高頻直流電源轉換器四四.回授與脈寬控制回授與脈寬控制(PWM)(PWM)電路電路五五.保護電路保護電路六六.實例介紹實例介紹LITE ONSPS SPS 基本原理訓練教材基本原理訓練教材1.1 1.1 電阻電阻一一.基本元件介紹基本元件介紹表示符號表示
2、符號或者或者R RR RR=U/IR=L/S 為電阻率為電阻率電阻在電源中的應用是什麼？電阻在電源中的應用是什麼？LITE ONSPS SPS 基本原理訓練教材基本原理訓練教材1.2 1.2 電容電容一一.基本元件介紹基本元件介紹表示符號表示符號C C 沒有极性沒有极性C=Q/UC C 有极性有极性特性特性:1.:1.電壓電壓不能突變不能突變,2.2.通通高高頻頻,阻阻低低頻頻3.3.作用為作用為濾波濾波,儲能儲能主要參數主要參數:1.:1.容量容量 2 2.DF.DF值值 3.3.漏電流漏電流 4 4.ESR.ESR電容在電源中的應用是什麼？電容在電源中的應用是什麼？LITE ONSPS S
3、PS 基本原理訓練教材基本原理訓練教材1.3 1.3 電感電感一一.基本元件介紹基本元件介紹表示符號表示符號L L特性特性:1.:1.電流電流不能突變不能突變,2.2.通通低低頻頻,阻阻高高頻頻3.3.作用為作用為濾波濾波,儲能儲能主要參數主要參數:1.:1.感量感量 2 2.Q.Q值值 3.3.DCRDCR值值4 4.漏感漏感電感在電源中的應用是什麼？電感在電源中的應用是什麼？LITE ONSPS SPS 基本原理訓練教材基本原理訓練教材1.4 1.4 二极体二极体一一.基本元件介紹基本元件介紹表示符號表示符號D D特性特性:1.:1.單向導通單向導通,主要參數主要參數:1.:1.V VF
4、F值值 2 2.漏電流漏電流 3.3.反向耐壓反向耐壓 4 4.最大電流最大電流二極管在電源中的應用是什麼？二極管在電源中的應用是什麼？LITE ONSPS SPS 基本原理訓練教材基本原理訓練教材1.5 1.5 三极体三极体一一.基本元件介紹基本元件介紹表示符號表示符號或者或者Q QQ QPNPPNPNPNNPNc cb be ec cb be e主要參數主要參數:1.:1.放大倍數放大倍數 2.2.CECE极最大電流极最大電流 3.3.CECE极最大耐壓极最大耐壓 特性特性:1.:1.基极控制基极控制,三極管的開關及抗幹擾如何實現？三極管的開關及抗幹擾如何實現？LITE ONSPS SPS
5、 基本原理訓練教材基本原理訓練教材1.6 MOSFET1.6 MOSFET一一.基本元件介紹基本元件介紹表示符號表示符號Q QD DG GS S特性特性:1.G:1.G极控制极控制,主要參數主要參數:1.:1.V VDSDS 2.2.R RDS(ON)DS(ON)3.3.V VGSGS 開關電源為什麼要應用開關電源為什麼要應用Mosfet 好處好處在那裡在那裡?LITE ONSPS SPS 基本原理訓練教材基本原理訓練教材1.7 1.7 變壓器變壓器一一.基本元件介紹基本元件介紹表示符號表示符號T T主要參數主要參數:1.:1.n=N1:N2n=N1:N2 變壓器作用是什麼？變壓器作用是什麼？
6、LITE ONSPS SPS 基本原理訓練教材基本原理訓練教材1.8 1.8 運放運放一一.基本元件介紹基本元件介紹表示符號表示符號V1V1V2V2VoVo特性特性:1.V1V2,V:1.V1V2,VO O=HIGHHIGH 2.V1V2,V 2.V1V2,VO O=LOWLOW 比較器在開關電源中的應用是什比較器在開關電源中的應用是什麼？麼？LITE ONSPS SPS 基本原理訓練教材基本原理訓練教材某公司設計流程某公司設計流程工廠的開發流程如何？工廠的開發流程如何？LITE ONSPS SPS 基本原理訓練教材基本原理訓練教材Fly-back 工工 作作 原原 理理Step1:Ton 工
7、作情形介紹你了解在你了解在Ton情形下各主要器情形下各主要器件的工作波形嗎？件的工作波形嗎？LITE ONSPS SPS 基本原理訓練教材基本原理訓練教材Fly-back 工工 作作 原原 理理Step2:Toff 工作情形介紹你了解在你了解在Toff情形下各主要器情形下各主要器件的工作波形嗎？件的工作波形嗎？LITE ONSPS SPS 基本原理訓練教材基本原理訓練教材Forward 工工 作作 原原 理理Step1:Ton 工作情形介紹你了解你了解DT機種上在機種上在Ton情形情形下各主要器件的工作波形嗎？下各主要器件的工作波形嗎？LITE ONSPS SPS 基本原理訓練教材基本原理訓練
8、教材Forward 工工 作作 原原 理理Step2:Toff 工作情形介紹你了解你了解DT機種在機種在Toff情形下情形下各主要器件的工作波形嗎？各主要器件的工作波形嗎？LITE ONSPS SPS 基本原理訓練教材基本原理訓練教材常常 用用 元元 件件 介介 紹紹電解電容：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(dissipation factor-散逸因数,损失角tan)越小越好 使用1KHz
9、 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%.電解電容應用到開關電源中的那些位置電解電容應用到開關電源中的那些位置?LITE ONSPS SPS 基本原理訓練教材基本原理訓練教材常常 用用 元元 件件 介介 紹紹SMD電阻：1.RCWV(Rated Continous working voltage)=rated power*nominal resistance or Max resistance。2.靜態電阻值;其誤差表示B：+/-0.1%;D：+/-0
10、.5%;其它同 上述電容誤差。3.Terminal Strength(0.5KG/10S,彎折度：60%)高(60%)尺寸尺寸大大小小重量重量重重輕輕穩定度穩定度高高普通普通電路電路簡單簡單較复雜較复雜漣波漣波小小大大電磁干擾電磁干擾小小大大輸入電壓范圍輸入電壓范圍范圍較小,不可做直 流輸入范圍較小,不可做直 流輸入范圍較大,可做直流 輸入范圍較大,可做直流 輸入裝配容易度裝配容易度 因變壓器很重,無法裝在P CB 上因變壓器很重,無法裝在P CB 上零件輕巧,均可裝在 P C B 上零件輕巧,均可裝在 P C B 上了解開關電源的好處嗎？對環境的貢獻是什麼？了解開關電源的好處嗎？對環境的貢獻
11、是什麼？LITE ONSPS SPS 基本原理訓練教材基本原理訓練教材Vout100V10A10A=50%Types of Power Supply approach approachVin=83%0Vout50V6A10AVout100VControl the on/off duty to get steady output看下他們的工作區別在那裡？看下他們的工作區別在那裡？LITE ONSPS SPS 基本原理訓練教材基本原理訓練教材Linear power supply VS Switching power supplyLinear power supply VS Switching p
12、ower supplyITEMLINEAR P.SSwitching P.S1.EfficiencyLow(40%50%)High(70%80%)2.DimensionsLarge(power,magnetic component)Small3.CIRCUITSimpleComplicated4.ReliabilityHighLower5.WeightHeavyLight6.RippleSmallLarger7.ResponseFastSlower8.CostCheapExpensive9.EMI/RFINonYes(Use filter and shielding to reduce)11.
13、ApplicationLittle (10W)Free12.Input Vac ratingNarrowWide英文版的優缺點比較，要看得懂才英文版的優缺點比較，要看得懂才行！不然那天面試可能就是這個題行！不然那天面試可能就是這個題目！目！LITE ONSPS SPS 基本原理訓練教材基本原理訓練教材Types of switching power suppliesThe energy transfer takes place at the switch The dot winding arrangementreveals the FLYBACK.1:NThe energy transfer
14、takes place at the switch These two diodes reveals theBUCK-derived arrangement.Soft-recovery are better choicesif Schottky cant be used.Ultra-fastFly-backForwardBridgeThe energy transfer takes place at the switch These two diodes reveals theBUCK-derived arrangement.Soft-recovery are better choicesif
15、 Schottky cant be used.看看三者之間的差異常是什麼？看看三者之間的差異常是什麼？LITE ONSPS SPS 基本原理訓練教材基本原理訓練教材+C bulk+Universal InputEMIFilterR sensePulse WidthModulatorOutputVoltage&CurrentshapingGalvanic isolationI senseEnergy ConversionEnergy ManagementFrom 85 to 285VACduty-cycle modulatorHigh-voltage switch(es)Energyconver
16、sionEnergymanagementTypical FLY-BACK architecture看下那個環節你不太明白？看下那個環節你不太明白？LITE ONSPS SPS 基本原理訓練教材基本原理訓練教材315.4U882.7U1.450M2.017M2.585M300.0M200.0M100.0M0Skip cyclecurrent limitMax peakcurrentEnergy conversionMixed solutionsCycle skipping in standbySkip mode operation in standby.Skip mode:when the S.
17、P.S into light or no loadCharacteristic:It increase the Toff to decrease the switching cycle and decrease the switching loss.EPS2.0少不了它少不了它!LITE ONSPS SPS 基本原理訓練教材基本原理訓練教材Input/Output popular specRequirement:*.Line regulation*.Output regulation 3%5%*.Output Vripple 16.6mS)*.Efficiency(65%)*.Protecti
18、on:OVP,OCP,OLP,SCP,LITE ONSPS SPS 基本原理訓練教材基本原理訓練教材Feedback loopRegulate the output voltage and response speed from here.V reference了解一下控制回路？了解一下控制回路？LITE ONSPS SPS 基本原理訓練教材基本原理訓練教材3.1 3.1 概論概論三三.隔離型高頻直流電源轉換器隔離型高頻直流電源轉換器 一般由降壓轉換器衍生出來之電路一般由降壓轉換器衍生出來之電路,則有以下則有以下几种主要方式几种主要方式:1.1.順向式轉換器順向式轉換器(Forward Con
19、verter)(Forward Converter)2.2.半橋式轉換器半橋式轉換器(Half-Bridge Converter)(Half-Bridge Converter)3.3.全橋式轉換器全橋式轉換器(Full-Bridge Converter)(Full-Bridge Converter)4.4.推挽式轉換器推挽式轉換器(Push-Pull Converter)(Push-Pull Converter)而而 返馳式轉換器返馳式轉換器(Flyback(Flyback Converter)Converter)則由升則由升降兩用型轉換器推衍而得降兩用型轉換器推衍而得.你認為那種拓撲最好？你
20、認為那種拓撲最好？LITE ONSPS SPS 基本原理訓練教材基本原理訓練教材3.7 3.7 各种轉換器電路之优缺點比較各种轉換器電路之优缺點比較三三.隔離型高頻直流電源轉換器隔離型高頻直流電源轉換器轉換器電路轉換器電路优點优點缺點缺點順向式順向式變壓器銅損小變壓器銅損小,溫升溫升少少;輸出漣波小輸出漣波小成本相對高成本相對高返馳式返馳式成本低成本低,輸出功率小輸出功率小,漣漣波大波大半橋式半橋式輸入電壓高輸入電壓高,輸出漣輸出漣波小波小,适合在适合在115/230V之系統之系統結構較复雜結構較复雜,電電晶体流過電流晶体流過電流大大LITE ONSPS SPS 基本原理訓練教材基本原理訓練教
21、材3.7 3.7 各种轉換器電路之优缺點比較各种轉換器電路之优缺點比較三三.隔離型高頻直流電源轉換器隔離型高頻直流電源轉換器轉換器電路轉換器電路优點优點缺點缺點推挽式推挽式電晶体流過電流小電晶体流過電流小,變壓器利用率高變壓器利用率高,變壓器鐵心易變壓器鐵心易飽和飽和,電晶体承電晶体承受電壓高受電壓高全橋式全橋式效率較高效率較高,輸出功率輸出功率大大,漣波小漣波小成本高成本高,電路結電路結構复雜構复雜LITE ONSPS SPS 基本原理訓練教材基本原理訓練教材4.1 4.1 回授電路回授電路四四.回授與脈寬控制回授與脈寬控制(PWM)(PWM)電路電路V1V2 a.a.雙回授雙回授了解下了解
22、下431用法！用法！LITE ONSPS SPS 基本原理訓練教材基本原理訓練教材4.1 4.1 回授電路回授電路四四.回授與脈寬控制回授與脈寬控制(PWM)(PWM)電路電路V1 b.b.單回授單回授Ref321+-IC150LITE ONSPS SPS 基本原理訓練教材基本原理訓練教材4.2 4.2 脈寬控制脈寬控制(PWM)(PWM)電路電路四四.回授與脈寬控制回授與脈寬控制(PWM)(PWM)電路電路PWM IC PWM IC 各各PinPin之功能之功能1.1.誤差放大誤差放大2.2.補償補償3.OCP(3.OCP(大于大于1V 1V 動作動作)4.4.鋸齒波振盪鋸齒波振盪(OSC)
23、(OSC)5.GND5.GND6.6.方波輸出方波輸出7.Vcc7.Vcc8.+5V 8.+5V 基准電源基准電源LITE ONSPS SPS 基本原理訓練教材基本原理訓練教材5.1 SCP 5.1 SCP 動作原理動作原理五五.保護電路保護電路a.a.當輸出出現當輸出出現short short 時時,一次側會觸發一次側會觸發OCP OCP 動作動作電路電路,PWM IC 3Pin,PWM IC 3Pin 大于大于1V,1V,使使SPS SHUT DOWN,SPS SHUT DOWN,一一般能般能 Auto-recovery.Auto-recovery.b.b.當輸出出現當輸出出現short
24、short 時時,二次側會觸發二次側會觸發OCP OCP 動作動作電路電路,使輸出使輸出SHUT DOWN,SHUT DOWN,一般是單組保護一般是單組保護,且能且能 Auto-recovery.Auto-recovery.LITE ONSPS SPS 基本原理訓練教材基本原理訓練教材五五.保護電路保護電路5.2 OCP(OLP)5.2 OCP(OLP)動作原理動作原理iR0VOR1R2R3abLITE ONSPS SPS 基本原理訓練教材基本原理訓練教材5.2 OCP(OLP)5.2 OCP(OLP)動作原理動作原理五五.保護電路保護電路VaVa=(Vo+I=(Vo+I*R0)R0)*R3/
25、(R1+R3)R3/(R1+R3)VbVb=Vo=Vo當當 Va VbVa Vb 時時即即 I (VoI (Vo*R1)/(R0R1)/(R0*R3)R3)OCP OCP 動作動作LITE ONSPS SPS 基本原理訓練教材基本原理訓練教材5.3 OVP 5.3 OVP 動作原理動作原理五五.保護電路保護電路LITE ONSPS SPS 基本原理訓練教材基本原理訓練教材5.3 OVP 5.3 OVP 動作原理動作原理五五.保護電路保護電路 當輸出電壓出現當輸出電壓出現 Over SpecOver Spec的一定量時的一定量時,會會擊穿擊穿ZenerZener Diode Diode 使電路觸
26、發使電路觸發,將將PWM Shut-PWM Shut-down,down,并且會啟動鎖定電路并且會啟動鎖定電路,使使Power Power 不能不能Auto-recoveryAuto-recoveryLITE ONSPS SPS 基本原理訓練教材基本原理訓練教材5.4 OTP 5.4 OTP 動作原理動作原理五五.保護電路保護電路 當當SPS SPS 出現過溫時出現過溫時,使机台內的熱敏使机台內的熱敏電阻電阻(RT)(RT)阻值降低阻值降低,觸發觸發OP OP 比較放大比較放大電路電路,使使Power Shut-down.Power Shut-down.LITE ONSPS SPS 基本原理訓練教材基本原理訓練教材六六.實例介紹實例介紹1.ADP()2.CE()LITE ONSPS SPS 基本原理訓練教材基本原理訓練教材Thank you!
