开关电源原理与应用.ppt

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1、开关电源原理与应用 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望线性稳压电源的缺点线性稳压电源的缺点开关电源开关电源n定义：凡通过半导体器件作定义：凡通过半导体器件作为开关，实现电压形态的转为开关，实现电压形态的转化的，即可称为化的，即可称为电压转换器电压转换器。若同时具有电压稳定的闭环若同时具有电压稳定的闭环控制功能和保护功能，即可控制功能和保护功能，即可称为称为开关电源开关电源。开关电源稳压原理概述开关电源稳压原理概述 开关电源稳压原理（脉宽调整）开关电源稳

2、压原理（脉宽调整）开关电源的主要元件开关电源的主要元件n开关：三极管、开关：三极管、MOS管、二极管管、二极管n MOS管优点管优点:驱动功率小驱动功率小,开关速度快开关速度快.n电感：储能、稳流电感：储能、稳流n电容：储能、滤波电容：储能、滤波开关电源的过去、现在和未来开关电源的过去、现在和未来n过去过去：用可控、晶体管作开关，开关速：用可控、晶体管作开关，开关速度较低。度较低。n现在现在：用：用MOS管、管、IGBT作开关，出现作开关，出现了了PFC功率因数补偿电路，同步整流电功率因数补偿电路，同步整流电路，软开关电路。开关速度提高。路，软开关电路。开关速度提高。n将来将来：高性能：高性能

3、SiC器件开关，高频磁技术，器件开关，高频磁技术，大电容技术。开关速度更快。大电容技术。开关速度更快。基本的基本的PWM主回路拓扑结构主回路拓扑结构buck电路（开关导通输出，降压电路（开关导通输出，降压）基本的基本的PWM主回路拓扑结构主回路拓扑结构boost电路（开关断开输出，升压）电路（开关断开输出，升压）基本的基本的PWM主回路拓扑结构主回路拓扑结构buckboost电路电路（开关导通储能，断开输出，升降压，反相（开关导通储能，断开输出，升降压，反相）基本的基本的PWM主回路拓扑结构主回路拓扑结构puk (boostcuck)电路：升降电路：升降压压四种变换器的比较四种变换器的比较隔离

4、变压器的必要性隔离变压器的必要性反激型开关电源反激型开关电源反激变换器反激变换器反激变换器反激变换器反激电源的能量储存反激电源的能量储存反激电源反激电源正激变换器正激变换器正激正激 变换器结构特点变换器结构特点半桥型电源半桥型电源半桥式电源特点（降低了开关管半桥式电源特点（降低了开关管电压要求）电压要求）全桥型电源全桥型电源全桥式电源特点全桥式电源特点推挽型电源推挽型电源推挽电源特点推挽电源特点开关电源的控制原理开关电源控制模式开关电源控制模式电流控制模式的优点电流控制模式的优点电流控制模式的优点电流控制模式的优点电流峰值控制模式电流峰值控制模式电流平均值控制模式电流平均值控制模式PWM比较器

5、原理比较器原理MOS管开关的驱动管开关的驱动MOS管驱动示意图管驱动示意图MOS管驱动示意图管驱动示意图MOS管驱动示意图管驱动示意图MOS管驱动示意图管驱动示意图MOS管驱动示意图管驱动示意图MOS管驱动示意图管驱动示意图MOS管驱动示意图管驱动示意图MOS管驱动示意图管驱动示意图早期开关电源对电网的污染早期开关电源对电网的污染n因开关电源输入端的整流滤波作用，因开关电源输入端的整流滤波作用，从电网进入的电流成为尖脉冲，在从电网进入的电流成为尖脉冲，在电网中产生多次谐波，甚至在中线电网中产生多次谐波，甚至在中线中产生大电流，造成电网无功功率中产生大电流，造成电网无功功率的剧增。的剧增。n 故

6、业界对开关电源的功率因数提出故业界对开关电源的功率因数提出了严格要求。了严格要求。功率因数校正功率因数校正PFC功率因数的概念功率因数的概念n定义：有功功率和无功功率定义：有功功率和无功功率n的比值。（它体现了电压和的比值。（它体现了电压和电流之间的相位的差）。电流之间的相位的差）。无源校正无源校正有源校正有源校正常用常用IC控制芯片：控制芯片：UC3854同步整流技术同步整流技术n随着微机的小型化和高集成度趋势，电随着微机的小型化和高集成度趋势，电源电源越来越低，输出电流越来越大，源电源越来越低，输出电流越来越大，开关电源次级的整流二极管的压降造成开关电源次级的整流二极管的压降造成功耗不可忽略。功耗不可忽略。而而MOS管导通时压降管导通时压降可以很小，故可替代二极管，形成了所可以很小，故可替代二极管，形成了所谓的谓的“同步整流同步整流”技术。技术。同步整流示意图同步整流示意图软开关技术软开关技术硬开关缺点：开关损耗大硬开关缺点：开关损耗大硬开关和软开关比较硬开关和软开关比较ZCS和和ZVS的比较的比较ZCS和ZVSw 谢谢！再见！谢谢！再见！