Pg电子游戏：开关电源基本工作原理
– 调整管工作在线性放大状态 – 调整管损耗大 – 工频变压器体积大，重量重。
¾ 开关电源：泛指，电路中有电力电子器件工作在高 频开关状态的直流电源。
– 电力电子器件工作在开关状态，损耗很小 – 其隔离和电压变换的变压器T是高频变压器，体积大大缩小，重
t 在电感电流断续的条件下，电路其它参数不 变而电路负载改变时，输出电压发生改变；
• 前面所述的各种开关电源，均可能工作于CCM或者DCM两种模式。 两种工作模式下，电压增益的表达式不一样。
• 开关电源工作于哪种工作模式，在开关电源的占空比不变的情况 下，与开关电源的负载大小以及电感的大小有关系。
• 1.电感的伏秒平衡：稳态条件 下，电感两端电压在一个开关 周期内的平均值为零
– 20世纪60年代：大功率晶体管BJT、GTR的出现——开关电源 问世。
– 20世纪70年代：开关器件、磁性材料的不断改进——开关频 率突破20kHz
– 20世纪80年代：IGBT功率MOSFET的出现——大功率开关电 源开始广泛应用
控制设备，计算机等电源 焊机，超声电源，计算机电源等 焊机、高频感应加热，交换机等
这类电源的共同特点：具有高频变压器、直流稳压是从变压器次级 绕组的高频脉冲电压整流滤波而来。变压器原副边是隔离的，或是 部分隔离的，而输入电压是直接从交流市电整流得到的高压直流。
& & &反激变压器的原 副边并不同时流过电 流，只在开关瞬时符合 安匝平衡。
• 升压或者降压：输入电压总是比输入电压低吗？ • 占空比的实际限制：输出电压和输入电压是否相差5倍以上？ • 多少组输出：是否多于1组，是否很多？ • 隔离要求：如果需要隔离，就需要变压器 • EMI要求：EMI要求高，不适合采用输入电流不连续的拓扑。 • MOSFET还是双极性晶体管：功率大？开关频率高？ • 电流连续还是电流断续：需要空载工作吗？ • 同步整流：输出电压很低？ • 电压模式控制和电流模式控制：如果输出电流很大，选用电压模
– 20世纪80年代开始：软开关技术的发展——开关频率不断得 到突破，100kHz，1Mhz，10MHz……。
• 一、什么是开关电源 • 二、 开关电源中的电力电子电路 • 三、 主电路工作原理 • 四、电力电子器件 • 五、无源器件
当电网电压升到一定值而又很大的情况下，欲维持输 出电压恒定，则脉宽调制器会使脉宽减少到某一极限值 时，不能再减小了，只能以最小导通比运行，但由于导通 时所储存的能量没有释放回路，就有可能出现：有的振荡 周期没有PWM脉冲输出，开关管不导通，有的振荡周期就 很宽，变成了作周期性或非周期性的间歇振荡器，这时 输出电压不稳，纹波大，变压器发出刺耳的哨叫声。克服 这一问题的办法之一，也是最安全和可靠的办法是在副边 绕组中加一固定负载电阻（假负载），以防负载开路，这 样电网电压最高时，即使真负载开路了，由于有固定的假 负载，脉宽保证有一最小的宽度而不致于出现间歇振荡现 象。最小的脉宽是由控制电路振荡器的最小导通比决定的。
注意：BOOST电路工作于CCM时，D不能很接近1，工作于 D2C010M-7-时12 不能令负载开路，否则高压令电路元器件要损坏。26
• 2.电容的充电平衡：稳态条件 下，电容电流在一个开关周期 内的平均值为零
¾ 基本的脉冲宽度调制波形 • 这些拓扑结构都与开关式电路有关。 • 基本的脉冲宽度调制波形定义如下：
¾ 开关电源设计的步骤 • 电路拓扑选择——《电力电子技术》 • 元器件选择——《电力电子器件》 • 控制系统反馈设计——《自动控制理论》 • 磁性元件设计——《电磁场理论》，《电力电子技术》
电感电流连续时 ，Uo/Ui=D； 电流断续时，总是有Uo/UiD，负载越小（负载电阻越大），则Uo越高。 输出空载时，Uo＝Ui。
• 反激式电路中的变压器相当于多个绕组的耦合电感， 在输入和输出绕组中不会同时有电流流过，不存在磁 动势相互抵消的可能，因此变压器中磁心的磁通密度 取决于绕组中电流的大小。
