開關(guān)電源設(shè)計-基礎(chǔ)理論

開關(guān)電源設(shè)計

——基礎(chǔ)理論開關(guān)電源設(shè)計1、開關(guān)電源基本原理概述2、常見的拓撲結(jié)構(gòu)及優(yōu)缺點3、關(guān)鍵性元器件的選型4、現(xiàn)有電源總結(jié)什么是開關(guān)電源開關(guān)電源概念：泛指，電路中有電力電子器件工作在高頻開關(guān)狀態(tài)的直流電源。開關(guān)電源定義：用半導體器件作為開關(guān)，將一種形式的電源轉(zhuǎn)換為另一種形式的電源，轉(zhuǎn)換時有閉環(huán)控制系統(tǒng)的變換器。常見的開關(guān)電源手機充電器臺式機電腦電源筆記本電源工業(yè)用電源萬能充電器各個組成部分及功能實際圖片MOS管輸入防浪涌電流功率變壓器輸入整流橋EMI濾波輸出整流EMI濾波輸出濾波電解輸入濾波大電解開關(guān)電源的分類調(diào)制方式：PWM,PFM,雙模調(diào)制

開關(guān)

方式：硬開關(guān),軟開關(guān)

隔離特性：非隔離，隔離非隔離：BUCK,BOOST,BUCK-BOOST隔離：反激,正激,半橋,全橋,諧振等開關(guān)電源的分類兢兢刻業(yè)打造一流BUCK電路：基本PWM變換拓撲

以占空比工作的開關(guān)管Tr，二極管D1、電感L和電容C組成的BUCK變換電路，將電壓Vs轉(zhuǎn)換為電壓Vo。buck電路僅可用于輸出電壓低于輸入電壓的場合。BUCK電路優(yōu)點是：

效率高、可以輸出大電流、靜態(tài)電流小。缺點是：輸出脈動和開關(guān)噪音較大、成本相對較高。BUCKBOOST電路：基本PWM變換拓撲

以占空比工作的開關(guān)管T，二極管D1、電感L和電容C組成的BOOST變換電路，將電壓Vs轉(zhuǎn)換為電壓Vo。boost電路適用于，輸出電壓始終高于輸入電壓。BOOST電路優(yōu)點是：對電源的電磁干擾小，驅(qū)動電路簡單．缺點是：輸出紋波較大，只能升壓，不能降壓BOOST反激變換：基本PWM變換拓撲凡是在開關(guān)管截止期間向負載提供能量的統(tǒng)稱反激變換器。主要應用于小功率電源（100W以下）變壓器主要作用為電壓變換和儲能。兢兢刻業(yè)打造一流反激變換器電路優(yōu)點是：能提供多路直流輸出，輸入電壓波動時，有較穩(wěn)定的輸出，轉(zhuǎn)換效率高缺點是：輸出紋波較大，輸出電壓和負載調(diào)整率較差等缺點。反激變換器正激變換器：基本PWM變換拓撲用于中大功率電源（500W）左右，變壓器作為電壓變換，輸出有一個儲能電感，開關(guān)管截止時釋放能量。下圖為雙關(guān)正激的電路，功率可做得更大一些。正激變換電路優(yōu)點是：電壓的輸出范圍大。改變輸出電壓極性是非常方便的。缺點是：輸出紋波較大，輸出電壓和負載調(diào)整率較差等缺點。正激變換兢兢刻業(yè)打造一流半橋電路：基本PWM變換拓撲

C1和C2與開關(guān)管Q1、Q2組成橋，橋的對角線接變壓器T1的原邊繞組，故稱半橋變換器，可做大功率電源，輸入開關(guān)管電壓應力較低，輸出全波整流效率高。兢兢刻業(yè)打造一流半橋變換優(yōu)點是：能提供多路直流輸出，輸入電壓波動時，有較穩(wěn)定的輸出，轉(zhuǎn)換效率高缺點是：由于變壓器漏感的存在，易損壞開關(guān)管。磁芯利用率不高。變壓器的磁芯容易飽和。半橋變換主要元器件選擇開關(guān)電源的主要元器件開關(guān)管：開關(guān)電源中的開關(guān)要求開關(guān)速度快，損耗小快速渡過線性放大區(qū)。目前主要使用的是三極管，MOS管，他們各有特點。開關(guān)電源的主要元器件電感：是電路的儲能器件，一般與電容組成濾波電路；電感的電流不會突變；是磁性元件，會出現(xiàn)飽和現(xiàn)象。開關(guān)電源的主要元器件電容：和電感一樣都是儲存和傳遞電能的器件，主要吸收電路紋波，使輸出的電壓平滑穩(wěn)定。電容的串聯(lián)電阻ESR越大，發(fā)熱越嚴重，壽命越短。開關(guān)電源的發(fā)展方向低噪聲、抗干擾和模塊化。高頻、高可靠、低損耗由于開關(guān)電源輕、小、薄的關(guān)鍵技術(shù)是高頻化，因此國外各大開關(guān)電源制造商都致力于同步開發(fā)新型高智能化的元器件，特別是改善二次整流器件的損耗，，以提高在高頻率和較大磁