开关电源方面一些知识.pptx

开关电源方面的一些知识

Prepareby:ChenHui

2009/12

;在这里和大家一起分享一下开关电源的一些相关知识:

首先介绍一下什么是开关电源?

开关电源就是通过电路控制开关管进行高速的导通与截止，将直流电转化为高频率的交流电提供给变压器进行变压，从而产生所需要的一组或多组电压。

主要从开关电源的以下两个方面与大家进行分享:

1.开关电源的结构和原理

2.开关电源测试方面的知识

;开关电源的结构和原理

开关电源典型结构:

主要由整流滤波电路,DC-DC变换器,开关占空比控制器及取样比较电路等模块构成.如下图.

;开关电源基本工作原理:

输入交流电(市电)首先经整流滤波电路形成直流电Vs,该直流电Vs再经通/断状态由图(a)所示波形VC控制的电子开关电路后,变换成脉冲交流电Vo’(见图b),Vo’再经电感,电容等储能元件构成的整流滤波电路平滑后,输出直流电Vo(见图c).

显然,输出直流Vo的大小取决于脉冲交流电Vo’有效值大小(成正比),而Vo’的有效值又与开关的导通占空比D=Ton/T(其中T=TON+TOFF)成正比.此外,通过取样比较电路中的取样电阻R1,R2,对输出Vo取样,并使之基准电压VREF进行比较,若取样电压高于VREF,则比较电路输出-VE,去控制占空比控制电路,使TON/T减小,从而使Vo下降;若取样电压低于VREF,则输出+VE,使TON/T增加,从而使Vo上升,这样就可使开关电源的输出电压Vo稳定在一个恒定值上.;前面已讲过开关电源主要由整流滤波电路,DC-DC变换器,开关占空比控制器及取样比较电路等模块构成.

现说说DC-DC变换器:

DC-DC变换器的基本电路形式有如下几种:

1.降压型

2.升压型

3.升-降压型

4.库克型

5.RCC式

6.回扫式

7.正向激励式

8.推挽式

9.半桥式

10.全桥式

11.洛埃耶式

12.井森式;下面选取如下3种DC-DC变换器与大家分享:

1.降压型2.升压型3.推挽式

降压型

该电路工作原理如下:当VT导通时(TON),L将能量以磁场的形式存储起来,随着电源电压Vs,对L的充电,L电流对C充电,并提供负载电流,VD被反向偏置而截止.只有当VT导通时,来看电源的电流才会流动.当VT截止时,L中消失的磁场使其极性颠倒,VD加上正向偏压.L和C在TOFF提供负载电流.

由于存储在L中的-Vs值必须等释放出来的-Vs值,若不计VD和VT的压降,则有Vo=Vs*TON/T=Vs*D,式中D=TON/T(其中T=TON+TOFF)为导通占空比.因为不计损耗时功率守恒,所以,有Io=II平均/D.根据上面两个关系式可知:因为D≦1,所以Vo≦Vs,因此这种串联式变换器只能降压.通常适用于大电流和中功率(直到大约800W)的自稳压情况下.

;升压型:

该电路的工作原理为:当VT导通时(TON),能量存储在L中,由于VD截止,所以TON期间负载的电压和电流由C供给.在TOFF期间,VT截止,存储在L中的能量,通过正向偏置的VD传送到负载和C,L放电电压的极性和Vs相同,且与Vs相串联,因而提供了一种升压作用.一般用于功率较低(最高大约500W),电流较小的情况下.

;推挽式:

工作原理:当VT1导通时,能量通过T1以磁通方式耦合过来而使VD1导通,当VT1截止时,消失的磁通使T1所有的极性相反,VD2阳极上的正电压使其导通,T1随着磁通消失将能量耦合到输出端.当VT2导通时,这个过程重复进行,VT2导通时,VD2导通,而VT2截止时VD1导通,理想条件下输出电压为Vo=NDVs.当使用二极管VD3和VD4,可防止负压加到刚刚截止的晶体管.

;现在和大家分享一下开关电源中的开关控制分.

开关控制部分有两种形式:

1.脉冲宽度控制(即PWM)

脉冲宽度控制是指开关工作频率(即开关周期T)固定的情况下,直接通过改变导通时间TON)来控制输出电压Vo大小的一种方式.因为改变开关导通时间TON就是改变开关控制电压Vc的脉冲宽度,因此又称为脉冲宽度调制(PWM)控制.

PWM控制方式的优点是,因为采用了固定的开关频率,因此设计滤波电路时就简单方便.目