(整理)開關(guān)電源主要名詞解釋

1、開關(guān)電源主要名詞解釋開關(guān)電源1 .脈寬調(diào)制(Pulse Width Modulation PWM )開關(guān)電源中常用的一種調(diào)制控制方式。其特點(diǎn)是保持開關(guān)頻率恒定，即開關(guān)周期不變，改變脈沖寬度，使電網(wǎng)電壓和負(fù)載變化時(shí)，開關(guān)電源的輸出電壓變化最少。2 .占空比(Duty Cycle Ratio )一個(gè)周期T內(nèi)，晶體管導(dǎo)通時(shí)間t oN所占比例。占空比 D=t oN/T o3 .硬開關(guān)(Hard Switching )晶體管上的電壓(或電流)尚未到零時(shí)，強(qiáng)迫開關(guān)管開通(或關(guān)斷)，這是開關(guān)管 電壓下降(或上升)和電流上升(或下降)有一個(gè)交疊過程，因而，開關(guān)過程中管 子有損耗，這種開關(guān)方式稱為硬開關(guān)。4 .

2、軟開關(guān)(Soft Switching )使晶體管開關(guān)在其中電壓為零時(shí)開通，或電流為零關(guān)斷，從而在開關(guān)過程中管子損 耗接近于零，這種開關(guān)方式稱為軟開關(guān)。5 .諧振(Resonance )諧振是交流電路中的一種物理現(xiàn)象。在理想的(無寄生電阻)電感和電容串聯(lián)電路輸入端，加正弦電壓源，當(dāng)電源的頻率為某-頻率時(shí)，容抗與感抗相等，電路阻抗為零，電流可達(dá)無窮大，這一現(xiàn)象稱為串聯(lián)諧振。同理，在理想的LC弁聯(lián)電路加正弦電流源時(shí)，電路的總導(dǎo)納為零，元件上的電壓為無窮大，稱為弁聯(lián)諧振。電路 諧振時(shí)有兩個(gè)重要參數(shù)：諧振頻率-諧振時(shí)的電路頻率，w0=1 /，LC,稱為諧振頻率。特征阻抗-諧振時(shí)，感抗等于容抗。其值為：Z

3、o=，L /C,稱為特征阻抗。當(dāng)LC串聯(lián)突加直流電壓時(shí),電路中電流按正弦規(guī)律無阻尼振蕩，其頻率即電路的諧振頻率,或稱振蕩頻率.6 .準(zhǔn)諧振(Quasi Resonance )對(duì)于有開關(guān)的LC 串聯(lián)電路，當(dāng)電流按諧振頻率振蕩時(shí)，如果開關(guān)動(dòng)作，使電流正弦振蕩只在一個(gè)周期的部分時(shí)間內(nèi)發(fā)生，電流呈準(zhǔn)正弦，這一現(xiàn)象稱為準(zhǔn)諧振。同樣，在 LC 并聯(lián)電路中，借助開關(guān)動(dòng)作，也可獲得準(zhǔn)諧振。7 .零電壓開通(Zero Voltage -Switching ,簡稱 ZVS)利用諧振現(xiàn)象，在開關(guān)變換器中器件電壓按正弦規(guī)律振蕩到零時(shí)，使器件開通，稱為 ZVS 。8 .零電流關(guān)斷(Zero -Current -Swit

4、ching,簡稱 ZCS)同理，當(dāng)開關(guān)變換器的器件電流按正弦規(guī)律振蕩到零時(shí)，使器件關(guān)斷，稱為ZCS。9 PWM 開關(guān)變換器(PWM Switching Converler )用脈寬調(diào)制方式控制晶體管開關(guān)通、斷的開關(guān)變換器。它屬于恒頻控制的硬開關(guān)類型。10 .離線式開關(guān)變換器(Off Line Switching Converter )是一種AC DC 變換器，其輸入端整流器和平波電容直接接在交流電網(wǎng)上。11 諧振變換器(Resonant Converter )利用諧振現(xiàn)象，使開關(guān)變換器中器件上的電壓或電流按正弦規(guī)律變化，從而創(chuàng)造了ZVS 或 ZCS 的條件，稱為諧振變換器。分串聯(lián)和并聯(lián)諧振變換

5、器兩種。在橋式變換器的輸出端串聯(lián)LC 網(wǎng)絡(luò)， 再接變換器和整流器，可得串聯(lián)諧振DC DC 變換器；在橋式變換器串聯(lián)LC 網(wǎng)絡(luò)的電容兩端并聯(lián)負(fù)載(包括變壓器及整流器)， 可得 DC DC 并聯(lián)諧振變換器。12 .準(zhǔn)諧振變換器(Quasi Resonant Converter )利用準(zhǔn)諧振現(xiàn)象，使開關(guān)變換器中器件上的電壓或電流按準(zhǔn)正弦規(guī)律變化，從而創(chuàng)造了 ZVS 或 ZCS 的條件，稱為準(zhǔn)諧振變換器。在單端、半橋或全橋變換器中，利用寄生電感和電容(如變壓器漏感、晶體開關(guān)管或整流管的結(jié)電容)或外加諧振電感和電容，可得相應(yīng)的準(zhǔn)諧振變換器。諧振參數(shù)可以超過兩個(gè)，例如三個(gè)或更多，這時(shí)又稱為多諧振變換器。為

6、保持輸出電壓基本恒定，諧振和準(zhǔn)諧振變換器均必須應(yīng)有變頻控制。13 .零開關(guān)-PWM 變換器(Zero -Switching Converter )在準(zhǔn)諧振變換器中，增加一個(gè)輔助開關(guān)，以控制諧振網(wǎng)絡(luò)的工作使變換器一周期內(nèi)，一部分時(shí)間按ZCS 或 ZVS 準(zhǔn)諧振變換器工作，另一部分時(shí)間按PWM 變換器工作，稱為ZCS PWM 或ZVS PWM 變換器。它兼有 ZCS (或ZVS)軟開關(guān)和 PWM恒頻控制的特點(diǎn)。這時(shí)諧振網(wǎng)絡(luò)中的電感是與主開關(guān)串聯(lián)的。14 .零過渡 PWM 變換器(Zero -Transition Converter)如果將諧振網(wǎng)絡(luò)與主開關(guān)并聯(lián)，仍用輔助開關(guān)控制，則也可得到與ZCS

7、PWM或ZVS PWM 變換器相同的特點(diǎn)，分別稱為ZCT PWM 或ZVT PWM 變換器(ZCT- 零電流過渡，ZVT-零電流過渡，ZVT -零電壓過渡)。它本質(zhì)上仍屬于ZCS或ZVS 軟開關(guān)PWM變換器。15 .移相式全橋 ZVS PWM 變換器(Phase -Shift FB ZVSPWM Conveter )在全橋開關(guān)變換器中，利用開關(guān)管結(jié)電容和變壓器漏感(必要時(shí)外加諧振元件)的諧振和移相控制驅(qū)動(dòng)脈沖，以實(shí)現(xiàn)ZVS的條件，稱為移相式全橋ZVS PWM變換器。它也是軟開關(guān)PWM變換器，適用于大功率、低電壓輸出。16 高頻開關(guān)變換器60 年代 PWM 開關(guān)變換器的開關(guān)頻率為20kHz, 所

8、用開關(guān)器件為功率雙極晶體管。提高開關(guān)頻率，可以降低變換器的體積、重量，提高功率密度，控制音頻噪聲，改善動(dòng)態(tài)響應(yīng)。但為了提高開關(guān)頻率，先決條件是必須有高頻功率晶體管。此外，頻率越高，PWM 開關(guān)（一種硬開關(guān)）的開關(guān)過程損耗也越大，不能保證高頻高效運(yùn)行。高頻功率MOSFET 的廣泛應(yīng)用，使開關(guān)變換器高頻化有了可能，PWM 開關(guān)變換器的開關(guān)頻率提高到30kHz 以上。 80 年代軟開關(guān)變換技術(shù)的開發(fā)，使高頻、高效率開關(guān)變換器有可能商品化。例如：準(zhǔn)諧振開關(guān)電源，開關(guān)頻率達(dá)到1 10MHz ,功率密度達(dá)到80W/in3 （ PWM開關(guān)變換器受頻率限制，功率密度 最高為0. 5-3W/in3）;移相式全橋

9、 ZVS PWM變換器，功率250W 以上， 開關(guān)頻率可達(dá)0. 5 -1MHz。但當(dāng)應(yīng)用1GBT做開關(guān)器件時(shí)，開關(guān)頻率一般只限于 20 -40kHz 。但有些高頻 1GBT如1RGBC30U 可工作到300kHz 。17 DC DC 開關(guān)變換器由直流電源供電時(shí)，輸送直流功率的開關(guān)變換器。它是開關(guān)電源的功率電路，包括功率變換及整流濾波兩部分。其輸出電壓可低于或高于輸入電壓。按輸入、輸出有無變壓器分有隔離、無隔離兩類。無隔離變壓器的DC DC 變換器的典型拓?fù)溆校築uck , Boost , Buck Boost , Cuk , Sepic 和 Zeta 六種。其中 Buck , Boost 和B

10、uck Boost是基本的拓?fù)?。它們的核心部分?T形（或Y形）開關(guān)網(wǎng)絡(luò)。注：T形開關(guān)網(wǎng)絡(luò)由功率晶體管 S、整流二極管D及電感L組成，不同接法得到不 同拓?fù)?，如下表，設(shè) T形網(wǎng)絡(luò)三個(gè)端點(diǎn)標(biāo)為a, b及c,中點(diǎn)為o, T形網(wǎng)絡(luò)的輸 入（ ab ）端和輸出（cb ）端分別接直流電源和并有濾波電容的負(fù)載。拓?fù)涿Q串聯(lián)支路oa 并聯(lián)支路ob 串聯(lián)支路ocBuck BoostBuck- Boost18 連續(xù)導(dǎo)電模式CCM （ Continueous Conducting Mode ）一周期內(nèi)電感電流（或傳送能量的電容電壓）始終大于零。19 不連續(xù)導(dǎo)電模式DCM （ Discontinueous Cond

11、ucting Mode ）一周期內(nèi)上述電量波形不連續(xù)。20 Buck 變換器又稱降壓變換器，由簡單的電壓斬波加LC 濾波電路組成。CCM 時(shí)（下同），理論上其穩(wěn)態(tài)電壓比 V o/V=D <1, D為占空比，故輸出電壓 V o小于輸入電壓 V o 但輸入端電流不連續(xù)，而輸出端電流連續(xù)。21 Boost 變換器 又稱升壓變換器，也是斬波和濾波的組合電路，濾波電感接在輸入端。理論上電壓比V o/V i=1 / （1 -D）,故輸出電壓高于輸入電壓。輸入電流連續(xù)，適合于做有源功率因數(shù)校正電路。但輸出電流不連續(xù)。Boost 電路與 Buck 電路對(duì)偶。22 . Buck Boost 變換器由電壓斬

12、波器和濾波器組成。其特點(diǎn)是依靠電感儲(chǔ)能，將功率由電源傳送到負(fù)載。穩(wěn)態(tài)電壓比V o/V i=D / （1 -D）,輸出電壓可高于或低于輸入電壓，取決于 D大于或小于0.5 。輸入和輸出電流均不連續(xù)。23 Cuk （丘克）變換器Buck Boost的T形開關(guān)網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過對(duì)偶變換可得 Cuk變換器的形（或II形）開 關(guān)網(wǎng)絡(luò)。設(shè)網(wǎng)絡(luò)的三端標(biāo)號(hào)為 a、b、c、（c為共地端），則a c支路接開關(guān)S, bc支路接二極管 D, a b （串聯(lián)）支路接電容 Co Cuk變換器與Buck Boost變 換器對(duì)偶，左半部分電路與Boost 類似，右半部分電路與Buck 類似，左右兩部分用電容耦合。其電壓比也是 D/ （

13、1 -D）,即輸出電壓可高于或低于輸入電壓。但輸出電流連續(xù)，輸入一般串聯(lián)電感，因此輸入電流也連續(xù)。Cuk 電路的特點(diǎn)是靠耦合電容儲(chǔ)能，將功率又電源傳送到負(fù)載，該電容稱為能量傳送元件。24 Sepic 變換器Sepic變換器左半部分與 Boost電路類似，右半部分與 Buck Boost類似，中 間以電容（傳送能量的元件）耦合，Sepic 變換器是Cuk 變換器的派生電路。25 Zeta 變換器Zeta 變換器也是Cuk 變換器的派生電路。傳送能量的元件是電容，與 Sepic 變換器有類似之處。但左半部分類似Buck -Boost ,而右半部分類似 Buck。26 .單端變換器（Single -

14、Ended Converter ）電路形式最簡單的有隔離變壓器的DC DC 變換器。其主要特征是高頻變壓器的磁心被單向脈動(dòng)電流激磁，一周期內(nèi)磁心中的磁通只在磁滯回線（即 B H同線的第一象限）上變化，因而磁心的磁性能不能充分利用。按一周期內(nèi)激磁方向不同，有正激、反激變換器；還有帶隔離的Cuk 變換器等?？梢杂卸嗦份敵觥?7 （單管）正激變換器（Forward Converter ）結(jié)構(gòu)簡單的一種單端變換器，本質(zhì)上是有隔離變壓器的Buck 變換器，副邊輸出端除串聯(lián)一個(gè)二極管外，還并聯(lián)一個(gè)續(xù)流二極管。其特點(diǎn)是開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，能量由原邊傳送到副邊；開關(guān)管關(guān)斷時(shí)，副邊依靠電感續(xù)流。但兩種情況下磁心所受激

15、磁方向相同。因此必須采取“復(fù)位 ”措施（如變壓器加去磁繞組），使一周期內(nèi)結(jié)束時(shí)磁通恢復(fù)到周期開始時(shí)的原位置。單管正激變換器適用于小功率（幾十到幾百W），開關(guān)管承受電壓按2Vi 計(jì)算。 Vi 為輸入電壓。28 .雙管正激變換器（Two -Transistor Forward Converter）正激變換器中有兩個(gè)開關(guān)管與變壓器原邊繞組串聯(lián)，同時(shí)開通或關(guān)斷。變壓器原邊接法象一個(gè)電橋，橋臂對(duì)角分別為兩個(gè)開關(guān)管和兩個(gè)二極管。橋的輸出接變壓器原邊，副邊電路形式和單管正激一樣。其運(yùn)行模式和橋式變換器完全不同。由于toff時(shí)有去磁電流經(jīng)過二極管及原邊繞組，故無需另設(shè)去磁繞組。雙管正激變換器可用于中等功率(1

16、 -2kW以下)，每管承受電壓約為 Vio兩套相同的雙管正激變換器 副邊并聯(lián)，輸入串聯(lián)或并聯(lián)，接于AC/DC整流器后，可用于大功率(5 -10kW )輸出、輸入端接AC 400W 或 220 電網(wǎng)的整流輸出端。29 反激變換器(Flyback Converter )一種最簡單的單端變換器。與正激電路不同的是：電壓器副邊接反向(Flyback )二極管。在toff 時(shí)變壓器副邊繞組中流過去磁電流，無需另設(shè)去磁繞組。反激變壓器實(shí)質(zhì)上是有隔離的 Buck Boost變換器，其變壓器起了傳送能量元件(電感)的作用，因此變壓器磁心應(yīng)有較大氣隙，使磁性能利用更不充分。適用于小功率( 100W )。開關(guān)承受

17、電壓和單管正激電路一樣。30 推挽變換器(Push Pull Converter )兩個(gè)對(duì)稱正激電路接成推挽形式，構(gòu)成方波逆變器，功率變壓器副邊接推挽整流及LC 濾波電路，形成Buck 型推挽變換器，但輸出無需另加續(xù)流二極管。主要優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)簡單，變換器磁心利用充分，無需另加去磁繞組。每管承受電壓大于2Vi 。缺點(diǎn)是兩管可能同時(shí)導(dǎo)電。可用于中等功率及需要多路輸出時(shí)。電感接在輸入端時(shí)，稱為 Boost 型推挽變換器。31 .半橋變換器(Half Bridge Converter )由兩個(gè)功率晶體管和兩個(gè)電容組成橋式方波逆變器，兩電容串聯(lián)接輸入電壓，變壓器副邊接推挽或橋式整流濾波電路，適用于中等功率

18、。32 .全橋變換器（Full Bridge Converter ）由四個(gè)功率晶體管組成電橋。適用于大功率，半橋和全橋變換器的優(yōu)點(diǎn)是每個(gè)管子的電壓承受Vi ， 變壓器磁性能可充分利用。缺點(diǎn)是要考慮對(duì)稱問題，并且一個(gè)支路中，兩個(gè)橋臂的晶體管都導(dǎo)通時(shí)，是很危險(xiǎn)的。濾波電感可接在電源輸入端或整流輸出端，分別稱為Boost 或 Buck 型橋式變換器。33 . AC-OK Signal （交流電源正常信號(hào)）：該信號(hào)用以指示 220VAC電源輸入 電壓的接通或關(guān)斷。34 Apparent Power （視在功率）：該功率值是電路中電壓有效值（RMS ）與電流有效值（RMS ）的乘積，該值未考慮功率因數(shù)。

19、35 Bandwidth （頻帶寬度）：測定電源某參數(shù)時(shí)必須考慮的頻帶范圍。36 Baseplate （基板）：電源模塊安裝用的鋁基板。37 Bleeder Resistor （泄漏電阻）：為使用電容放電，在電路中可接入一只泄漏電阻，以便產(chǎn)生很小的漏電流。38 Bobbin （線圈骨架）：繞制變壓器或電感線圈的支架，該骨架也可起到線圈與鐵芯間的絕緣作用。39 Breakdown Voltage （擊穿電壓）：在該電壓的作用下，電氣絕緣被破壞。在電源系統(tǒng)中，擊穿電壓是指加到輸入與輸出端或輸入、輸出端到底板間的最高電流或直流電壓。40 . Burn -in （老化）：電源產(chǎn)品出廠前，為了排除元件初

20、期故障和其他潛在的影響，通常應(yīng)在額定負(fù)載下運(yùn)行一段時(shí)間，這個(gè)過程叫做產(chǎn)品老化。41 Center Tap （中心抽頭）：在變壓器電感線圈中點(diǎn)引出的電氣接頭。42 Common Mode Noise （共模噪聲）：兩導(dǎo)體對(duì)某個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)具有相等的噪聲，通常指交流電源火線和零線對(duì)地的噪聲。43 Crest Factor （波峰因數(shù)）：在交流電路中，波形的峰值與有效值（RMS ）之比。在傳輸功率一定的條件下，隨著峰值增大，有效值（RMS ）也增大。所以，功耗也增大。波峰因數(shù)有時(shí)來說明交流電源線中電流的應(yīng)力。44 Cross Regulation （交叉調(diào)整）：一路輸出端負(fù)載變化對(duì)另一路輸出負(fù)載的調(diào)整作用

21、。45 Crowbar （扛桿電路，急劇短路電路）：一種保護(hù)方法，檢測到過壓或過流故障后，為了保護(hù)負(fù)載，該電路可使電源輸出端迅速短路到地。46 Current Mode （電流型）：開關(guān)型變換器的一種控制方法，采用電流型控制時(shí)， 變換器的通過雙環(huán)控制電路，根據(jù)檢測出的輸出電流和輸出電壓調(diào)整脈沖寬度，以便穩(wěn)定輸出電壓。47 Current Monitor （電流監(jiān)控器）：輸出信號(hào)與輸出電流成正比模似電流信 號(hào)。48 . DC OK Signal （直流電源正常信號(hào)）：監(jiān)控直流輸出狀態(tài)的信號(hào)。49 Derating （降額）：為了提高電源運(yùn)行可靠性而降低運(yùn)作要求。在電源系統(tǒng)中，當(dāng)環(huán)境溫度較高時(shí)，為

22、使電源安全工作，通常降低輸出功率使用。50 Defferential Mode Noise （差模噪聲）：排除共模噪聲后，在兩條電源線之間測出的電源線對(duì)公共基準(zhǔn)點(diǎn)的噪聲。測試結(jié)果為兩電源線的噪聲分量之差。在電壓系統(tǒng)中通常在直流輸出端和直流返回端測試噪聲。51 Drift （漂移）：當(dāng)電源電壓、負(fù)載和工作溫度等參數(shù)保持不變的情況下，在預(yù)熱過程后，輸出電壓隨時(shí)間的變化叫做漂移。52 Dropout （跌落電壓）：交流輸入下限，輸入電壓低于該值后，輸出電壓就不能穩(wěn)定。在線性電源中，跌落電壓主要取決于電源輸入電壓。在大部分開關(guān)電源中，跌落電壓主要取決于負(fù)載大小，而與輸入電壓關(guān)系不大。53 Dynami

23、c Load Regulation （電源動(dòng)態(tài)負(fù)載調(diào)整率）： 輸入電流迅速變換時(shí)，輸出電壓產(chǎn)生的變化。54 Electronic Load（電子負(fù)載）：用作電源輸出負(fù)載的一種電子裝置，該負(fù)載可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)整，并可由計(jì)算機(jī)控制。55 Floating Output（懸浮輸出）：電源一個(gè)輸出端的電壓，不以另外任何一個(gè)輸出端為基準(zhǔn)。非懸浮輸出電源，各組輸出有一個(gè)公共地線。56 Foldback Current Limiting （折返限流）：一種過流保護(hù)方式。采用折返限流方式時(shí), 當(dāng)負(fù)載電流達(dá)到一定數(shù)值后就開始下降，當(dāng)負(fù)載接近短路狀態(tài)時(shí)，輸出電流下降到最小值。57 Haversine （迭加正弦波）：

24、該波形與正弦波的特性相同，但它是迭加在基他波形上的正弦波部分，典型離線式電源的輸入電流波形即為這種波形。58 Holdup Capacitor （保持電容器）：該電容的儲(chǔ)能可在輸入電壓中斷后的一段時(shí)間內(nèi)，保持輸出電壓。59 Holdup Time （保持時(shí)間）：交流輸入電源發(fā)生故障后，電源能保持輸出電 壓不變的時(shí)間。60 Hot Swap （帶電插拔）：在通電的系統(tǒng)中將電源插入或拔出。61 Inrush Current （輸入浪涌電流）：電源接通瞬間，流入電源設(shè)備的峰值電流。由于輸入濾波電容迅速充電，所以該峰值電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于穩(wěn)態(tài)輸入電流。62 Line Regulation （電源電壓調(diào)整率）：交流輸入電壓從最低值變到規(guī)定的最大值時(shí)，輸出電壓的變化率。63 Low Line （最低電源電壓）：能夠維持變換器輸出電壓穩(wěn)定的最低穩(wěn)態(tài)輸入電壓。64 Off Line （離線）：電源設(shè)備的輸入功率直接由交流電源供給。整流和濾波電路以前，不需要50Hz 60Hz 電源變壓器，這