开关电源技术复习题

开关电源技术复习题

一、填空题：

1、带有放大环节的串联式晶体管稳压电路主要由：调整环节电路、采样环节电路、基准环节电路、比校放大环节电路4个部分组成。

2、采用高频技术，去掉了工频变压器 ，与相控整流器相比较，在输出同等功率的情况下，开关整流器的体积只是相控整流器的 1/10 ，重量已接近1/10 。 3、开关电源驱动方式有: 自励式和它励式

4、DC/DC变换器的工作方式分：单端正激式和反激式、半桥式和全桥式、推挽式等；

5、开关电源的组成: DC/DC变换器、驱动器、信号源、比较放大器、采样电路。 6、开关电源分类: 电源的输出稳压控制方式、开关电源的触发方式、电路的输出取样方式等组成。

7、开关电源是否隔离和反馈控制信号耦合方式分，有隔离式、非隔离式、变压器耦合式和光电耦合式等。

8、非隔离型开关电源的四种典型拓补形式分别是Boost变换器(升压)、Buck变换器(升压)、 Buck-Boost变换器(升降压)、CUK变换器。 9、开关器件的分类: 半控型器件、全控型器件、不可控器件 。

10、按稳压电路实现的方法不同，稳压电源可分为三种：线性稳压电源、相控稳压电源、开关稳压电源。

11、直流供电系统的供电方式有: 集中供电和分散供电 两种。

12、开关电源的主要技术指标:电气技术参数、 稳压器质量指标 、 稳压器的工作指标 。

13、开关电源PWM的含义是在控制电路输出频率不变，它是利用改变占空比来改变开关管的导通与截止时间比例的。

14、开关电源谐振电路组成分，有谐振型和非谐振型。

15、开关稳压电源可分为 PWM型开关稳压电源和 PFM型开关稳压电源。 16、脉冲调制控制方式有： 脉冲宽度调制(PWM)方式、脉冲频率调制(PFM) 方式、PWM与PFM混合方式。

17、PWM是输出频率不变，调整占空比；PFM是 占空比不变，调整 频率。

18、PWM调制过程是利用电源输出电压的微处理器的数字信号和模拟电路产生的锯齿波进行比较，来调整输出脉冲信号的 占空比。

19、开关电源控制器的作用是:将输出直流电压 取样，来控制功率开关器件的驱动脉冲的宽度，从而调整开关开通的时间以使输出电压可调且稳定。

20、谐振型技术主要是使各开关器件实现零电压或零电流 导通或截止，从而减少开关损耗，提高开关频率。

21、有源开关谐振型开关技术分为 零电流开关型 （ZCS）、零电压开关型（ZVS）两大类。

22、ZVS变换器又叫 零电压 开关，使用准谐振 变换器 元件和开关管在断开信号到来之前，开关管电压下降到零。

23、ZCS变换器又叫 零电流开关，使用准谐振 变换器 元件和开关管在断开信号到来之前，开关管电流下降到零。

24、谐振技术的应用原理是改善开关条件，使体积比或电流为零 的状态下来控制开关管的开关状态，使其在开头过程中功耗减小，从而大提高工作频率，降低体积重量，使功率密度和效率 大幅度提高。

25、零电流开关式准谐振技术的主要优点是降低关断损耗，不受变压器的漏感和整流器的结电容的影响。

26、单片开关电源特点: 开关器件与辅助电路集成一体，具有极高的效率，稳压范围比较宽。

27、UPS后备式电路结构有: 滤波稳压、转换开关、充电器 、DC/AC 。 28、UPS的三种工作模式有: 市电模式、电池模式、旁路模式。

29、开关整流器的特点有重量轻、体积小、功率因数同、可闻噪声低 、效率高、冲击电流小及模块式结构。

30、单端正激变换电路广泛应用于大功率 变换电路中，是目前可靠性较高，制造不复杂的主要电路之一。

31、单端反激变换电路一般用在小功率 输出的场合。 32、全桥式功率变换电路主要应用于大功率 变换电路中。

33、半桥式功率变换电路得到了较广泛的应用，特别是在高电压输入 和大功率输出 的场合，其应用越来越普遍。

34、开关电源通常由输入电路、输出电路和控制保护电路组成。

35、开关电源主要包括：输入电网滤波器、输入整流滤波器、逆变器、输出整流滤波器、控制电路、保护电路。

36、正激方式的开关电源中往往要增加一组绕组即励磁绕组，其主要作用是 磁通复位 。

37、开关电源功率调整管工作于开关工作状态，它的变化效率高。 38、功率开关部分的主要作用是把直流输入电压变换成高频的交流电压。 39、功率变换器的作用: 将高压直流电压转换为频率大于20KHZ的高频脉冲电压。 40、整流滤波器电路的作用是: 将高频的脉冲电压转换为稳定的直流输出电压。 41、从干扰方式可将干扰分为:电磁辐射干扰、射频干扰。

42、干扰有的含义:开关电源本身产生的干扰信号对别的机器正常工作的影响、开关电源本身具有抗干扰性。

43、缓冲电路的作用: 抑制器件的内因，减小器件的开关损耗。

44、整流电路的形式: 单相半波、单相全波、单项桥、倍压整流、多相整流。 45、目前开关整流器的分类主要有两种，一类是采用硬开关技术设计的整流器，一般称之为 SMR ，二是采用软开关技术设计的整流器，主要指谐振型开关整流器。

46、在开关稳压电源电路中，整流电路分为输入一次整流 和输出二次整流 电路。二次整流电路对整流二极管的 工作频率、快恢复类有一定的要求，多采用快恢复肖特基整流二极管。

47、开关电源模块的寿命是由模块内部工作温升所决定，温升高低主要是由模块的效率高低所决定，现在市场上大量使用的开关电源技术，主要采用的是脉宽调制技术。

48、功率密度就是功率的电压为零，比值越大说明单位体积的功率越大。 49、计算功率有两种方法，一种是额定功率，另一种是模块允许的，在交流和直流变化的全电压范围内所能提供的最大功率。

50、利用电感具有 通直流阻交流 的特点，在整流电路的负载回路中串联电感起滤波作用。

50、在三端78××系列稳压器中，78××系列输出为正电源电压。

52、在三端79××系列稳压器中，79××系列输出为负电源电压。

1、常用半导体功率开关器件中，开关速度最快的是MOSFET，最慢的是 开关晶体管 。

53、IGBT兼有MOS和BJT两种器件的优点。

54、自激式开关电源电路的开关管即是 振荡管 ,又是 开关元件 。

二、选择题：

1、以下不是开关电源控制电路的发展的是（ D ）。 A.高频化 B. 智能化 C. 小型化 D. 多功能化 2、（ B ）功率调整管工作于开关状态，它的变化效率高； A. 线性电源 B. 开关电源 C. 调制电源 D. 稳压电源 3、串联式稳压电源是一个(A )系统。 A. 电压串联负反馈B. 电流串联负反馈 C. 电流并联负反馈D．电压并联负反馈

4、串联稳压电源的比较放大是 ? 放大，调整管放大是 ? 。( A ) A．电压，电流； B．电流，电压；C．电压，电压； D．电流，电流。 5、一般情况下，同功率的开关电源与线性电源相比（D）。 A. 体积大，效率高；B. 体积小，效率低； C. 体积不变，效率低；D. 体积小，效率高； 6、单端反激变换电路一般用在（ A ）输出的场合。 A. 小功率 B. 大功率 C. 超大功率 D .中小型功率 7、全桥式功率变换电路主要应用于（ A ）变换电路中。 A. 大功率 B. 小功率 C. 中小型功率 D. 超大功率 8、在开关电源工作方式中，哪种开关方式及经济又简单实用是( C )。 A. 正激 B. 推挽、 C. 反激、 D. 全桥 9、大功率开关电源常用变换拓扑结构形式是（B）。

A. 反激式； B. 正激式； C. 自激式； D. 他激式；

10、根据下面的电路原理图，该转换器是（ B ）。 A、降压B、升压 C、降压-升压 D、线性稳压器

11、开关管在导通时 ? 低 ? 大；截止时电压 ? 电流 ? 。( B ) A. 电流、电压、高、小 B. 电压、电流、高、小 C. 电压、电流、小、高 D. 电流、电压、小、高

12、开关电源电路有 ? 式和 ? 或两种。其中不存储能量的是 ? 式，存储能量的 ? 。( C)

A. 正激、正激、反激、反激 B. 反激、反激、正激、正激 C. 正激、反激、正激、反激D. 正激、反激、反激、正激

13、功率开关部分的主要作用是把直流输入电压变换成（ D ）的交流电压； A. 正弦输出 B.方波输出 C. 脉冲输出 D. 脉宽调制 14、一般来说，提高开关电源的频率，则电源（A）。 A. 同体积时，增大功率；B. 功率减小，体积也减小； C. 功率增大， 体积也增大；D. 效率提高，体积增大;

15、开关电源是利用（ A ）控制电子开关开通时间长短来实现稳压的电源 A. 高频门信号 B. 高频电信号 C. 高频脉冲信号 16、线性电源的转换效率一般为（ D ）。 A. < 50 % B. 60 % C. 70 % D. < 80 ％。 17、开关电源的转换效率一般为（D ）。 A. 50 % B. 60 % C. 70 % D. > 70 % .

18、在正激式开关电源中，一般占空比应为（ C ）。 A. (15~25)% B. (25~35)% C. (35~45)% D. (45~55)%

19、（ C ）是电源一个或多个输出端负载变化时，对其他输出端电压的影响； A. 变化输出量 B. 交叉影响量 C. 交叉调整量 D. 变化影响量 20、（ D ）是指一个输出端的负载变化时，使其他输出端电压波动大小；

A. 负载调整率 B. 输出能力 C. 影响量、 D. 交叉调整量 21、功率密度就是功率（ B ），比值越大说明单位体积的功率越大。 A. 数量比 B. 体积比 C. 密度比 D. 性能比 22、开关电源熔断器的作用有：（ B ）

A. 过流保护 B. 短路保护 C. 过压保护 D. 欠压保护 23、互感滤波器的作用是( A )。

A. EMI滤波器 B. 启动时浪涌电流限制 C. 输入滤波 D. 输出滤波

24、EMI即指（ B ），主要是检查被测设备运行时产生的EMI信号电平。 A. 电磁兼容 B. 电磁干扰 C. 电磁脉冲 D. 电磁噪声 25、下面四种电源RF噪声最低的是(B )。 A. PWM开关电源。 B. 线性电源。 C. 谐振变换开关电源。 D. 准谐振开关电源。 26、压敏电阻避雷器主要由（ A ）压敏电阻构成。 A. ZnO B. CuO C. FeO

27、压敏电阻的压敏电压是指其通过（ C ）电流时，其两端的电压值 A. 0.5mA B. 0.8mA C. 1mA

28、浪涌保护主要指（ A ）就是在极短的时间内释放掉设备电路上因感应雷击而产生的大量脉冲能量到安全地线上，从而保护整个设备。 A. 防雷保护 B. 接地保护 C. 短路保护 D. 限流保护

29、滤波电路中，滤波电容放电常数愈大，输出滤波电压（ B ），滤波效果愈好。 A. 愈低B. 愈高 C. 愈好D. 愈小

30、电感、磁环、磁珠的应用区别主要是（A）。

A. 电感用于滤波、磁环套在流有较大电流的导线上抗射频干扰、磁珠用于信号线抗射频干扰；

B. 电感用于滤波、磁珠套在流有较大电流的导线上抗射频干扰、磁环用于信号线抗射频干扰；

C. 磁环用于滤波、磁珠套在流有较大电流的导线上抗射频干扰、电感用于信号线抗射频干扰；

D. 磁珠用于滤波、磁环套在流有较大电流的导线上抗射频干扰、电感用于信

号线抗射频干扰；

31、开关电源整流电路中,小电压大电流适合用（A）二极管。 A.肖特基势垒 B. 快速恢复 C. 超快速恢复 D. 普通

32、二极管的最大反向电压是指整流管（ B）时，俩端出现的最大反向电压。 A. 导电B. 不导电C. 导通 D. 不导通

33、（ C ）一般用在，输入电压小而输出电压大、输出电流不大的场合。 A. 全波整流 B. 半波整流 C. 倍压整流 D. 全桥整流

34、输出全波整流电路中，任一只二极管极性接反，则下列说明正确的是( B )。 A. 该二极与负载电阻RL组成半波整流电路 。

B. 在负半周时，该二极管将变压器次级短接，烧坏二极管或变压器。 C.对电路正常工作不产生影响。

35、某一开关电源输出级整流滤波后的电压为20v 左右，选择整流二极管较佳的

方案是（ A ）。

36、稳压管稳压电路是用 ? 来补偿由电网电压波动引起的电压变化，用 ? 来补偿由于负载变化引起的负载电流变化。( A ) A. 限流电阻上电流变化；稳压管电压变化。 B. 限流电阻上电流变化；稳压管电流变化。 C. 限流电阻上电压变化；稳压管电压变化。 D. 限流电阻上压降变化；稳压管电流变化。 37、肖特基管和快恢复管常作为开关电源的（B）。

A. 输入整流管 B. 输出整流管； C. 电压瞬变抑制管； D. 信号检波管；

38、肖特基管与快恢复管相比（D）。

A.耐压高； B.反向恢复时间长； C.正向压降大； D.耐压低，正向压降小； 39、利用电感具有（ C ）特点，在整流电路的负载回路中串联电感起滤波作用。 A. 限流 B. 储能 C. 阻止电流变化 D. 瞬间储能 40、减小开关驱动管的损耗主要途经是（D）。

A. 选用低导通电阻的驱动管； B. 提高驱动管的驱动信号的边沿陡度；

C. 提高开关频率； D. A和B及减小开关频率；

41、已知功率管的管芯至管壳的热阻为1.2℃/W,管壳至散热器的热阻为2.0℃/W, 散热器至自由空气的热阻为10℃/W,环境温度为70℃，如功率管的损耗为6W，工作半小时后，管芯温度大约为（A）。

A. 149.2℃； B. 79.2℃； C. 70℃； D. 102℃； 42、GTR、SCR、GTO、TRIAC、MOSFET、IGBT中，那些是开关电源中变压器常用的驱动元件（C）。

A. GTO和GTR； B. TRIAC 和IGBT； C. MOSFET和IGBT； D. SCR和MOSFET；

43、在开关电源中光耦既有隔离作用，也有（ B ）功能。 A. 放大 B. 抗干扰 C. 延时 D. 转换 44、开关电源中反馈用的传输光耦,对其CTR值要求是（C）。

A. 越大越好； B. 越小越好； C. 有一定的范围； D. 无所谓； 45、LM317电路如右图，输出电压Vo的表达式为( B )。 A. 1.25(1?R1/R2)?50uA?R2 B.1.25(1?R2/R1)?50uA?R2 C.1.25(1?R2/R1)?50uA?R1 D.1.25(1?R1/R2)?50uA?R1

46、在磁性元件中，一般（C）代表磁心的横截面积； A. Ac B. Ad C. Ae D. Asec

47、在磁性元件中，一般（ A ）代表磁心的窗口面积； A. Ac B. Ad C. Ae D. Asec 48、漏感是指没有耦合到磁心或其他绕组的（C ）。 A. 能量 B. 剩余电感 C. 电感量 D. 电流能量

49、变压器电压与电流及匝数的关系式为：Np / Ns = Vp / Vs = Is / Ip ；其中Ns是：( B )

A. 初级变压器的匝数 B. 次级变压器的匝数 C. 初级变压器的匝数和D. 次级变压器的匝数和

50、开关电源变压器的损耗主要包括：（A）。

A. 磁滞损耗、铜阻损耗、涡流损耗； B. 磁滞损耗、铜阻损耗、介电损耗； C. 铜阻损耗、涡流损耗、介电损耗； D. 磁滞损耗、涡流损耗、介电损耗； 51、开关电源变压器的初级漏感测量方法是（C）。 A. 次级开路，测初级电感； B. 初级开路，测次级电感； C. 次级短路，测初级电感；D. 初级短路，测次级电感； 52、开关电源变压器的激磁电感测量方法是（A）。 A. 次级开路，测初级电感； B. 初级开路，测次级电感； C. 次级短路，测初级电感；D. 初级短路，测次级电感； 53、变压器初次级间加屏蔽层的目的是（B）。

A. 减小初次间分布电感引起的干扰； B. 减小初次间分布电容引起的干扰； C. 提高效率； D. 增大绝缘能力；

54、一般高频变压器除了具有储存能量的作用，还具有( D )的作用。 A. 初/次级间安全隔离 B. 降压或升压 C. 构成自激振荡电路 D. A、B、C均是

55、在隔离式开关电源中，使用(D )作为输入输出隔离。 A. 霍尔元件 B. 光电耦合器 C. 光敏电阻 D. 隔离变压器

三． 判断题：

( × )1、线性电源的并联稳压方式是指调整管与负载相串联的一种稳压方式；串联稳压方式是指调整管与负载相并联的一种稳压方式。 ( √ )2、丘克变换器的功率传输元件是电容。 ( × )3、频率越高，开关电源功率传输能力越弱。

( √ )4、电压型PWM控制器的控制性能优于电流型PWM控制器的控制性能。 ( × )5、发生谐振时，电路呈现感性。

( √ )6、功率器件上的伏安乘积就是功率半导体器件上所产生的损耗； ( × )7、负载调整率就是负载电流从半载到额定负载时，输出电流的变化率； ( × )8、我们所说的电源的效率就是电源的输出功率对输入功率的比；

( √ )9、功率因数 = 有功功率 / （ 有功功率 + 无功功率 ）；

( √ )10、正激式变压器由两个作用，第一、实现输入和输出之间的电隔离；第二、升高或降低经脉宽调制以后的交流输入电压幅值；

( × )11、正激式变压器的第三个绕组称为钳位绕组，它主要是在晶体管截至时，使高频变压器的磁通复位；

( × )12、推挽式变换电路实际上是由两个正激式变换器电路组成，只是它们工作时相位相反；

( × )13、电流型控制器用在占空比超过50%的场合时，在电流波形上要加一个斜率补偿器，否则系统不会稳定；

( × )14、开关电源电路可以输出多路直流电压，但其中只有一路直流输出电压是稳定的其他的都没有经过稳压。

( × )15、开关电源软启动电路可减少开关电源启动瞬间对电网的影响。 ( × )16、开关电源电路中采用脉冲变压器能够得到多路直流输出电压，并使次级电路地线与220 V交流市电隔离。

( √ )17、图腾柱输出的特点是驱动电流比较大，元器件的穿透电流也比较大。 ( √ )18、ZVZCS是指零电压、零电流开关，主要应用于移相桥式变换器中。 ( √ )19、可控硅（SCR）系统目前主要在高压、大电流方面体现它不可替代的优势，但开关速度比较低，仅为1KHz左右。

( √ )20、调整电压就是指工作时输入电压和输出电压之间的电压降； ( × )21、为了减少滤波电容的等效串联电阻，经常会把多个电容串联使用；( × )22、为减小滤波电容的等效电阻（ESR），经常用多个电容串联； ( × )23、开关电源的一个缺点是要求滤波电容的容量比较大才能得到良好的滤波效果。

( √ )24、电容器的等效电阻Resr，是电容器的引脚电阻以及电容器的极化损耗、电力损耗的等效电阻相串联构成的；

( √ )25、MOSFET速度最快，但电压、电流能力相对比较小，特别适合于100V以下的场合。

( × )26、IGBT在较大电流时，通态电压比MOSFET高。 ( √ )27、IGBT是功率MOS和双极性晶体管组成的复合器件；

( × )28、TL431是三端电源器件。

( √ )29、三端稳压电源用于成本和易用性是它的优势；

( √ )30、双列直插集成电路芯片的管脚排列规律是，当缺口标记超上时，左上角为第1脚，逆时针升序排列。

( × )31、M51995芯片的反馈端F/B电流在线性区与占空比成近似正比关系。 ( × )32、UC3844B控制芯片，是电压型PWM控制IC；

( √ )33、TL494控制器的死区时间控制端（4脚）电位越高，输出死区时间越宽。

( √ )34、开关电源控制芯片电流、电压保护的滞回特性，可以消除在保护点附近的控制抖动。

( × )35、在电源的输入电路中，浪涌抑制部分要放在EMI前，整流和滤波电容后，这样效果更好；

( × )36、在仪器或设备中出现EMI干扰应采用合理布局、机壳正确的接地处理，出现FRI干扰应采用滤波处理；

( √ )37、在开关电源中，所需的整流二极管必须要有正向压降低、快速恢复的特点，还应具有足够的输出功率；

( × )38、整流器的导通损耗就是指整流器通过电流时的损耗；

( √ )39、在正激式开关电源电路中，续流二极管的作用就是由于电感上的电流不能突变，电感电流就通过该二极管继续供给；

( √ )40、输出滤波器把经过整流以后的交流方波变换成直流输出；

( √ )41、浪涌就是输入电压超出预期最高电压Vin(hi)的时间段，在这段时间里，电源必须能够承受这个浪涌电压，并正常工作；

( √ )42、磁性元器件的设计是一个优秀的开关电源设计的关键； ( × )43、高频变压器输出电压的大小与变压器的匝数成反比； ( √ )44、频变压器输出电流的大小与变压器的匝数成反比；

( × )45、铁氧体性能参数是由其本身的材料和体积决定的，因此在任意温度下其饱和磁通密度都是固定不变的；

( √ )46、制作高频变压器时，一般把最主要输出的那一组绕组紧靠原边绕制； ( √ )47、变压器设计最理想的目标是一次与二次绕组的紧密耦合；

( × )48、不管是正激式开关方式还是反激式工作方式的电源中，制作变压器都要开一定的气隙以防止变压器饱和；

( × )49、过电压保护的目的是防止控制电路出现故障时，输出电流过高烧坏元器件；

( × )50、开关电源只有输入的电压过高才会有危害，而过时低没有危害。

四、简答题：

1、填写框内线性串联稳压电源原理框图

2、填写框内开关稳压电源原理框图 1、填写框内开关电源的电路组成图

2、解释词组的的作用。(每小题5分 共10分)

(1) ZNR突波吸收器--- 主要防雷保护,指在极短的时间内释放掉设备电路上因感应雷击而产生的大量脉冲能量到安全地线上，从而保护整个设备。

(2) EMI滤波器--- 主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。

(3) PWM控制器--- 是在控制电路输出频率不变，它是利用改变占空比来改变开关管的导通与截止时间比例的。

(4) 光电耦合--- 在开关电源中光耦既有隔离作用，也有抗干扰功能。

2、开关电源与线性电源的本质区别？

（1）、开关电源是直流电转变为高频脉冲电流，将电能储存到电感、电容元件中，利用电感、电容的特性将电能按预定的要求释放出来来改变输出电压或电流的；线性电源没有高频脉冲和储存元件，它利用元器件线性特性在负载变化时瞬间反馈控制输入达到稳定电压和电流的。

(2)、开关电源可以降压，也可以升压；线性电源只能降压。 (3)、开关电源效率高；线性电源效率低。

(4)、线性电源控制速度快，波纹小；开关电源波纹大。

3、开关电源的主要技术指标？

输入电压变化范围，输出内阻Ro，效率，输出纹波电压，输出电压调整范围，输出电压稳定性，输出功率Po

4、升压式开关电源的工作原理

当开关管 VT1 导通时，电感L储存能量。当开关管VT1 截止时，电感L感应出左负右正的电压，该电压叠加在输人电压上，经二极管VD1向负载供电，使输出电压大于输人电压，形成升压式开关电源。

5、STR系列集成变换电路电源的特点

它激式驱动开关厚膜集成电路，如STR-S67**系列，其结构采用内附开关管的厚膜工艺，将开关器件和驱动电路合成一体，具有使用方便的特点。

6、简述开关电源脉宽调制的原理。

答：这一技术主要是指在主电路工作周期不变的情况下，通过改变功率管的导通截止时间，既改变脉冲宽度，来控制输出电压稳定在预先确定的电压值上。

7、简述开关电源中输入滤波器的作用

答：开关电源中输入滤波器的作用是：将电网存在的杂波过滤，同时阻碍本机产生的杂音反馈到公共电网。

1简述集成稳压器的分类及各类稳压器优缺点：

答：集成稳压器按出线端子多少和使用情况大致可分为多端可调式、三端固定式、三端可调式及单片机开关式等几种。

多端可调式是早期集成稳压器产品，其输出功率小，引出端多，使用不太方便，但精度高，价格便宜。

三端固定式集成稳压器是将取样电阻、补偿电容、保护电路、大功率调整管理等都集成在同一芯片上，使整个集成电路块只有输入、输出和公共三个引出端，使用非常方便，因此获得广泛应用。

它的缺点是输出电压固定，所以必须生产各种输出电压、电流规格的系列产品。 三端可调式集成稳压器只需外接两只电阻即可获得各种输出电压。

8、简述开关电源技术发展方向 1. 小型、薄型、轻量化； 2. 高效率； 3. 高可靠性； 4. 模块化； 5. 低噪声；

6. 电源系统的管理和控制； 7. 计算机辅助设计(CAD)；

9、简述开关电源稳压器的工作指标

稳压器的工作指标是指稳压器能够正常工作的工作区域，以及保证正常工作

所必须的工作条件，这些工作参数取决于构成稳压器的元件性能。

(1)输出电压范围：符合稳压器工作条件情况下，稳压器能够正常工作的输

出电压范围，该指标的上限是由最大输入电压和最小输入-输出电压差所规定，而其下限由稳压器内部的基准电压值决定。

(2)最大输入-输出电压差：该指标表征在保证稳压器正常工作条件下稳压器

所允许的最大输入－输出之间的电压差值，其值主要取决于于稳压器内部调整晶体管的耐压指标。

(3)最小输入-输出电压差：该指标表征在保证稳压器正常工作条件下，稳压

器所需的最小输入－输出之间的电压差值。

(4)输出负载电流范围：输出负载电流范围又称为输出电流范围，在这一电

流范围内，稳压器应能保证符合指标规范征所给出的指标。

4. 极限参数：(1)最大输入电压：该电压是保证稳压器安全工作的最大输入

电压。

(2)最大输出电流：是保证稳压器安全工作所允许的最大输出电流。 5. 保护参数

(1)过流保护：是一种电源负载保护功能，以避免发生包括输出端子上的短

路在内的过负载输出电流对电源和负载的损坏。过流的给定值一般是额定电流的110%-130%。

(2)过压保护：是一种对端子间过大电压进行负载保护的功能。一般规定为

标称电压的130%-150%。

(3)输出欠压保护：当输出电压在标准值以下时，检测输出电压下降或为保

护负载及防止误操作而停止电源并发出报警信号，多为输出电压的80%-30%左右。

五、绘图分析题：

1、绘制USB单端反激式充电器控制电路图

要求: 电源输入正确；输出电路正确；控制保护电路正确；图形和文字符号清楚正确；

2、介绍USB单端反激式充电器控制电路组成,各元件的作用是什么?

答：USB单端反激式充电器控制电路由输入电路组成,输出电路组成,控制保护电路组成.

输入电路的元件的作用:

(1) 由D1,C1的作用是:输入半波整流滤波；

(2) 由R2的作用是:启动电路,给Q1提供微导通电流；

(3) 由R3,C2 的作用是:正反馈振荡电路，给Q1提供饱和与截止电流； (4) 由 T1的L1,Q1,R1的作用是: 功率变换； 输出电路输入电路的元件的作用:

(1) 由L3,D8,C4的作用是:输出半整流滤波电路,给负载提供电压； (2) 由R5, LED2的作用是:指示电路；

(3) 由R6, DZ1的作用是:基准电压,与输出电压比较,给IC提供控制电压； 控制保护电路输入电路的元件的作用:

(1) 由L2,D6,C3的作用是:励磁整流滤波电路,给返馈提供电压； (2) 由R1,Q2,R4,IC1光耦的作用是:电压反馈电路；；

(3) 由D5的作用是:续流保护电路。Q1截止，在变压器(1 2)产生感应高电压，为避免截止期间感应出的尖峰脉冲高压击穿Q1，在(1 2)绕组并联尖峰脉冲吸收，以保护和改善Q1的开关特性。

3、分析USB单端反激式充电器控制电路原理。

答：控制电路原理:当接通电源后，220V交流通过D2整流，C1滤波，通过电阻R2给Q1提供基极启动电流，使Q1开始微导通，其集电极电流Ic线性增长，在

L2中感应出使Q1基极为正、发射极为负的正反馈电压，通过C2和R3，送到Q1基极，使Q1迅速饱和；

同时，感应电动势给C3充电，随着C3电压升高，Q1基极电位逐渐下降，Ic开始减小，L2感应出使Q1基极为负，发射极为正的电压，使Q1迅速截止，完成一个振荡周期。C3逐渐放电，Q1基极电压逐渐升高，从而开始第二个周期，不断循环；

当负载变轻或电源电压升高等原因导致输出电压升高时，Z1击穿，IC1发光二级管电流增大，IC1中光敏三极管电流增大, L2反馈绕组中的感应电压经IC1中的光敏三极管到Q2基极，Q2基极电流增大，集电极电流增大，Q1基极电流减小，集电极电流减小，负载能力变小，从而导致输出电压降低。当输出电压降低后，Q2取样后又会截止，Q1的负载能力变强，输出电压升高，这样起到自动稳压作用；

过流过载保护功能：当负载过载或者短路时，Q1的集电极电流增大，Q1的发射极电阻R2上产生较高的压降，这个过载或者短路产生的高电压经过R4让Q2饱和导通，从而让Q1截止，停止输出，防止过载损坏； 4、绘制LED电源驱动控制电路图

要求: 电源输入正确（6分）输出电路正确（6分）控制保护电路正确（6分）图形和文字符号清楚正确

5、介绍LED电源驱动控制电路组成。

答：(1) 由D1-D4,C1的作用是:输入桥式整流滤波；

(2) 由R1 C2 D5的作用是:续流保护电路。VIIPER12A内的开关管截止，在变

压器(2 3)产生感应高电压，为避免截止期间感应出的尖峰脉冲高压击穿开关管，在(2 3)绕组并联尖峰脉冲吸收，以保护和改善开关管的开关特性。 (3) 由B1B2,D6,C3的作用是:励磁整流滤波电路,给返馈提供电压； (4) 由U1 VIPER12A的作用是:专利的智能电源芯片,这款芯片高达5W具,有,工作电压范围宽,小功率开关电源。具有固定60kHz的开关频率，芯片的电源电压范围很宽(9V-38V)：具有精确的电流和电压调节控制PWM功能；具有滞后特性的欠压、过压、过流及过热保护功能等；

(5) 由S1S2,D7,C5的作用是:输出半整流滤波电路,给负载提供电压； (6) 由R2, SD1的作用是:指示电路；

(7) 由R3,R5,W2的作用是:取样电路,给U4B的5脚提供取样电压； (8) 由R3, U3TL431的作用是:给U4B的6脚提供2.5V基准电压,与5脚提供取样电压比较,当5脚大于2.5V时,U4B的7脚输出高电平；

(9) 由Rs,的作用是:输出负载与Rs串联,当负载电流增大时,Rs压降上升,给U4A的3脚提供过流取样电压；

(10) 由R6,R7 的作用是:2.5V基准电压的分压电路,给U4A的2脚提供分压后的基准电压,与3脚过流取样电压比较,当3脚大于0.33V时,U4A的1脚输出高电平；

(11) 由R8,C7的作用是:电压纹波返馈； (12) 由R9,C6的作用是:电流纹波返馈； (13) 由R1,C1的作用是:输入桥式整流滤波；

(14) R10,D8 D9 U2光耦的作用是:电压电流反馈电路； (15) 由C4的作用是:纹波电容,稳定控制反馈信号； (16) 由R11的作用是:输出假负载；

6、分析LED电源驱动控制电路控制原理。

答：当接通电源后，220V交流通过D1-D4桥式整流，C1滤波后接到高频变压 器T1的1Pin与2Pin，加在VIPER12A的(5 6 7 8)Pin漏极端,高频变压器次级的绕组NF输出的电压,经D6、C3整流滤波后,一方面接VIPER12A的4Pin电源端，提供其工作电压。一方面经U2光耦的4Pin加到VIPER12A的3Pin,误差放大器的

同相输入端，为提供负反馈电压。NS输出电压经过D7整流和C5滤波变成直流电源。R2、SD1起到输出指示电压作用。输出电压经R3,R5,W2给U4B的5脚提供取样电压，再与LT431与R3组成的2．5V基准电压,U4B的6Pin进行比较后，输出误差电压信号，经D9 R10限流送至U2光耦的2Pin发光二级管,提供电压反馈信号,U2光耦的光敏三极管电流增减，直接控制输出占空比，获得稳定电压输出。Rs,与输出负载串联,当负载电流变化时,Rs压降也上升与下降,给U4A的3Pin提供过流取样电压,2．5V基准电压经R6,C7分压提供给U4A的2Pin基准电压,与3Pin进行比较后，输出误差电流信号，经D8 R10限流送至U2光耦的2Pin发光二级管,提供电流反馈信号,U2光耦的光敏三极管电流增减，直接控制输出占空比，获得稳定电压输出。

当负载电源电压升高等原因导致输出电压升高时，U4B的 5Pin电压升高，U2光耦的发光二级管电流增大，U2光耦的光敏三极管电流增大, 负反馈电压上升,输出电压降低；当负载变重导致Rs输出电压升高时，U4A的 3Pin电压升高，U2光耦的发光二级管电流增大，U2光耦的光敏三极管电流增大, 负反馈电压上升,输出电压降低.

过流过载保护功能：当负载过载或者短路时，U4A的 3Pin电压升高，U2光耦的发光二级管电流增大，U2光耦的光敏三极管电流增大, 负反馈电压上升,当满足方程9R2（Is+IFB）=0.32V时，MOSFET关断。

7、根据UC3842的典型应用电路,分析以下六个问题：

1、该开关电源是什么拓扑结构？

答：UC3842开关电源主电路采用单端反激式拓扑结构

2、UC3842是什么型PWM控制器？

答：UC3842是美国Unitrode公司生产的一种高性能单端输出式电流控制型脉宽调制器芯片，可直接驱动双极型晶体管、MOSFEF 和IGBT 等功率型半导体器件，具有管脚数量少、外围电路简单、安装调试简便、性能优良等诸多优点，广泛应用于计算机、显示器等系统电路中作开关电源驱动器件。

3、该开关电源的工作频率是多少？

答：UC3842的工作频率由4脚和8脚间的RT和CT决定的。理论上，其内部的振荡频率最高可达500kHz。在本系统中RT和CT分别选用了9.1kΩ和1000PF，

根据公式：

1.81.8f???198KHz3?6

R?C9.1?10?1?10TT

4、该开关电源的过流保护控制电流是多少？ 答：200mA

5、简述UC3842芯片的内部功能。

答：UC3842 共有8 个引脚，各脚功能如下：

(1) 脚是误差放大器的输出端，外接阻容元件用于改善误差放大器的增益和频率特性；

(2) 脚是反馈电压输入端，此脚电压与误差放大器同相端的2.5V 基准电压进行比较，产生误差电压，从而控制脉冲宽度；

(3) 脚为电流检测输入端， 当检测电压超过1V时缩小脉冲宽度使电源处于间歇工作状态；

(4) 脚为定时端，内部振荡器的工作频率由外接的阻容时间常数决定，f=1.8/(RT×CT)；

(5) 脚为公共地端；

(6) 脚为推挽输出端，内部为图腾柱式，上升、下降时间仅为50ns 驱动能力为±1A ；

(7) 脚是直流电源供电端，具有欠、过压锁定功能，芯片功耗为15mW； (8) 脚为5V 基准电压输出端，有50mA 的负载能力。

6、简述该开关电源的稳压过程。

答：当接通电源后，220V交流通过D1-D4桥式整流，L1滤除电磁干扰，C3滤波，通过电阻R2降压后加到UC3842的7Pin，为UC3842提供启动电压，电路启动后

变压器的励磁绕组的整流滤波电压为UC3842的7Pin提供正常工作电压，UC3842的8Pin输出5V稳定电压，一方面经P2光耦R14、R15分压加到UC3842的2Pin误差放大器的反相输入端，为提供负反馈电压，由反相输入端经R16C11 UC3842的1Pin构成的电源是双闭环控制系统，电压稳定增高，另一方面经4Pin和8Pin外接的R12、C8决定了振荡频率。UC3842的6Pin输出的方波信号经R7 R8分压后驱动MOSFEF功率管，变压器原边绕组10Pin与9Pin的能量传递到付边各绕组，经整流滤波后输出各数值不同的直流电压供负载使用。UC3842的3Pin由电阻R6用于电流检测，经R10隔离将过流信号送至UC3842的3Pin ,形成电流反馈环,当电压高于1V 时振荡器停振，保护功率管不至于过流而损坏。

当负载变轻或电源电压升高等原因导致输出电压升高时，P2的 2Pin电压升高，P2发光二级管电流增大，P2中光敏三极管电流增大, 负反馈电压降低,输出电压升高，这样起到自动稳压作用；

过流过载保护功能：当负载过载或者短路时，P2的 2Pin电压降低,P2中光敏三极管电流截止,负反馈电压上升,当电压高于2V时,振荡器停振，保护功率管不至于过流或短路而损坏。

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