开关电源中的电流型控制模式研究(完整版)实用资料.doc

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1、开关电源中的电流型控制模式研究（完整版）实用资料(可以直接使用，可编辑 完整版实用资料，欢迎下载）关键词:开关电源;电流型控制;斜波补偿摘要:讨论了开关电源中电流反馈控制模式的工作原理、优缺点,以及与之有关的斜波补偿技术1引言PWM型开关稳压电源是一个闭环控制系统,其基本工作原理就是在输入电压、内部元器件参数、外接负载等因素发生变化时,通过检测被控制信号与基准信号的差值,利用差值调节主电路功率开关器件的导通脉冲宽度,从而改变输出电压的平均值,使得开关电源的输出电压保持稳定.以开关电源中的降压型变换为例(其它类型如正激型、推挽型等,均可由降压型派生得到,图1表示了该变换器的主电路的基本拓扑结构.

2、根据选用不同的PWM控制模式,图1电路中的输入电压Uin、输出电压Uo、开关功率器件电流(可从A点采样、输出电感电流(可从B或C点采样均可作为控制信号,用于完成稳压调节过程.目前在开关电源中广泛使用的控制方式是通过对输出电压或电流(功率开关器件或输出电感上流过的电流进行采样,即形成2类控制方式:电压控制模式与电流控制模式. 2电流控制模式的工作原理图2为检测输出电感电流的电流型控制的基本原理框图.它的主要特点是:将采样得到的电感电流直接反馈去控制功率开关的占空比,使功率开关的峰值电流直接跟随电压反馈电路中误差放大器输出的信号.从图2中可以看出,与单一闭环的电压控制模式相比,电流模式控制是双闭环

3、控制系统,外环由输出电压反馈电路形成,内环由互感器采样输出电感电流形成.在该双环控制中,由电压外环控制电流内环,即内环电流在每一开关周期内上升,直至达到电压外环设定的误差电压阈值.电流内环是瞬时快速进行逐个脉冲比较工作的,并且监测输出电感电流的动态变化,电压外环只负责控制输出电压.因此电流型控制模式具有比起电压型控制模式大得多的带宽. 实际电路以单端正激型电源为例,如图3所示.误差电压信号Ue送至PWM比较器后,并不是像电压模式那样与振荡电路产生的固定三角波状电压斜波比较调宽,而是与一个变化的、峰值代表功率开关上的电流信号(由Rs上采样得到的三角状波形信号(电感电流不连续或矩形波上端叠加三角波

4、合成波形信号(电感电流连续比较,然后得到PWM脉冲关断时刻.在电路中,电流的采样通常使用一只在MOSFET 源极与地之间串联的电阻完成,有时为了提高效率,也可通过在MOSFET源极上接一只电流互感器获得电流采样信号.图4为各相关点的波形.图3电路稳压原理可以简述如下:当输入电压变化时,由于变压器的初级电流上升率发生变化,即Ur波形上端的三角波部分的斜率变化,导致Ur与Ue相交的时间提前或滞后,从而使输出脉冲宽度变化,达到输出电压值的稳定;而当负载发生变化时,Ur与Ue同时变大或变小,使得电感电流对输出滤波电容的充电电流发生变化,以保持输出电压稳定. 3电流型控制的优缺点31电流型控制模式的优点

5、1线性调整率(电压调整率非常好,这是因为输入电压的变化立即反映为电感电流的变化,无须经过误差放大器就能在比较器中改变输出脉冲宽度,再加上输出电压到误差放大器的控制,使得电压调整率更好.由于对输入电压的变化和输出负载的变化的瞬态响应快,故适合于负载快速变化时对响应速度要求较高的场所. 2虽然电源的L-C滤波电路为二阶电路,但增加了电流内环控制后,只有当误差电压发生变化时,才会导致电感电流发生变化.即误差电压决定电感电流上升的程度,进而决定功率开关的占空比.因此,可看作是一个电流源,电感电流与负载电流之间有了一定的约束关系,使电感电流不再是独立变量,整个反馈电路变成了一阶电路,由于反馈信号电路与电

6、压型相比,减少了一阶,因此误差放大器的控制环补偿网络得以简化,稳定度得以提高并且改善了频响,具有更大的增益带宽乘积.3在推挽型和全桥型开关电源中,由于2个开关器件本身的压降和开关延迟时间不一定完全一致等原因,容易引起变压器的直流偏磁.采用电流型控制,由于峰值电感电流提供自动的磁通平衡功能,可以有效地减少或消除直流偏磁,避免了变压器的磁饱和.4具有瞬时峰值电流限流功能,这是由于受控的电流在上升到设定值时,会使PWM停止输出,因此电流型自身具有固有的逐个脉冲限流功能,在电路中不必另外附加限流保护电路;而且这种峰值电感电流检测技术可以较精确地限制最大电流,从而使开关电源中的功率变压器和开关管不必有较

7、大的冗余,就能保证可靠工作.5使用电流型控制,简化了反馈控制补偿网络、负载限流、磁通平衡等电路的设计,减少了元器件的数量和成本,这对提高开关电源的功率密度,实现小型化,模块化具有重要的意义.3.2电流型控制模式的缺点1占空比大于50%时系统可能出现不稳定性,可能会产生次谐波振荡;另外,在电路拓扑结构选择上也有局限,在升压型和降压-升压型电路中,由于储能电感不在输出端,存在峰值电流与平均电流的误差.2对噪声敏感,抗噪声性差.因为电感处于连续储能电流状态,开关器件的电流信号的上升斜坡斜率通常较小,电流信号上的较小的噪声就很容易使得控制误动作,改变关断时刻,使系统进入次谐波振荡.3在要求输入/输出隔

8、离的电路类型中,对隔离变压器的设计要求较高.例如在单端正激式电路中,为保证从开关管上取样的电流斜波具有一定的斜率,要求变压器初级的电感量较小,但这样会使励磁电流增加,效率下降.因此需要协调好二者的关系.4电流型控制不大适合于半桥型开关电源.这是因为在半桥式电路中,通过桥臂2只电容的放电维持变压器初级绕组的伏-秒平衡;当电流型控制通过改变占空比而纠正伏-秒不平衡时,会导致这2只电容放电不平衡,使电容分压偏离中心点,然而电流型控制在此情况下试图进一步改变占空比,使电容分压更加偏离中心点,形成恶性循环.4电流型控制模式中的斜波补偿4.1电流型控制存在问题的改善针对电流型控制中的主要缺点,目前许多电流

9、型控制PWM芯片均提供了斜波补偿功能,它可以有效改善电流型控制中存在的以下几个问题:1开环不稳定性电流型电源的占空比大于50%时,就存在电流控制内环工作不稳定的问题.如果给电流控制内环增加一个斜波补偿信号,则变换器可以在任何脉冲占空比情况下正常工作.斜波补偿工作原理如下所述.图5表示了由误差电压Ue控制的电流型变换器的波形,假如由于某种原因,产生一个拢动电流I 加至电感电流IL,当占空比0.5时,这个拢动将随时间增加而增加,如图6所示.扰动量的增加可能会导致电路工作的不稳定,产生次谐波振荡.扰动量的变化可用数学表达式表示为: 为了保证电流环路稳定工作,应使斜波补偿信号的斜率大于电流波形下降斜率

10、m2的1/2,从而保证变换器的占空比大于50%时变换器能稳定工作.2减小峰值电感电流与平均电流的误差电流模式控制是一种固定时钟开启、峰值电流关断的控制方法.因为峰值电流(流过功率开关或电感上在实际电路中容易进行采样,而且在逻辑上与平均电感电流大小变化相一致.但是,电感电流与输出平均电流之间存在一定的误差,峰值电感电流的大小不能与平均电感电流大小一一对应,因为在占空比不同的情况下,相同的峰值电感电流可以对应不同的平均电感电流,如图8所示. 而平均电感电流是唯一决定输出电压大小的因素.与消除次谐波振荡的方法类似,利用斜波补偿可以去除不同占空比对平均电感电流大小的影响,使得所控制的峰值电感电流最后收

11、敛于平均电感电流,如图9所示. 3提高电流检测精度由于在电流型控制中依靠对电感电流上升斜波的检测完成控制,所以若电流变化率较大,可以提供较好的抗噪声干扰能力和为电流比较器提供较好的信号电平.而采用斜波补偿的方法,等于人为地改善了电感电流上升斜率,使其具有类似于电压控制模式抗噪声裕度较大的优点.4.2电流型控制的斜波补偿实例美国UNITRODE公司生产的电流型PWM控制芯片UC1842/43,具有外电路简单,成本较低等优点.关于它的电性能与典型应用这里不再赘述,只简单介绍一下进行斜波补偿的方法.图10说明了UC1842/43的2种斜波补偿方法:第一种如图10(a所示,从斜波端(即脚4振荡器输出端

12、接一个电阻R1至误差放大器反相输入端(脚2,于是误差放大器输出呈斜波状,再与采样电流比较.第二种方法如图10(b所示,它从斜波端(脚4接一电阻R2至电流采样比较器正端(脚3,这时将在Rs上的感应电压上增加斜波的斜率,再与平滑的误差电压进行比较.用这2种方法,均能有效地改善电源的噪声特性. 5结语本文较为详细地论述了电流型控制模式的基本原理,优缺点,并且系统地分析了电流型控制中如何利用斜波补偿来消除或减小电流型控制带来的问题,对于电流型开关电源的选择,设计和优化具有一定的参考价值.开关电源工作原理是什么？开关电源原理图分析开关电源工作原理是什么？开关电源就是用通过电路控制开关管进行高速的道通与截

13、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！转华为高频交流电的原因是高频交流在变压器变压电路中的效率要比50HZ高很多所以开关变压器可以做的很小，而且工作时不是很热！成本很低如果不将50HZ变为高频那开关电源就没有意开关电源的工作流程是：电源输入滤波器全桥整流直流滤波开关管（振荡逆变）开关变压器输出整流与滤波。1. 交流电源输入经整流滤波成直流 2. 通过高频PWM(脉冲宽度调制)信号控制开关管,将那个直流加到开关变压器初级上 3. 开关变压器次级感应出高频电压,经整流滤波供给负载 4. 输出部分通过一定的电路反馈给控制电路,控制PWM占空比,以达到稳

14、定输出的目的 交流电源输入时一般要经过厄流圈一类的东西,过滤掉电网上的干扰,同时也过滤掉电源对电网的干扰; 在功率相同时,开关频率越高,开关变压器的体积就越小,但对开关管的要求就越高; 开关变压器的次级可以有多个绕组或一个绕组有多个抽头,以得到需要的输出; 一般还应该增加一些保护电路,比如空载、短路等保护,否则可能会烧毁开关电源. 主要用于工业以及一些家用电器上，如电视机，电脑等 开关电源原理图分析1、正激电路 电路的工作过程：a 开关S开通后,变压器绕组N1两端的电压为上正下负,与其耦合的N2绕组两端的电压也是上正下负.因此VD1处于通态,VD2为断态,电感L的电流逐渐增长; b S关断后,

15、电感L通过VD2续流,VD1关断.S关断后变压器的激磁电流经N3绕组和VD3流回电源,所以S关断后承受的电压为 . c 变压器的磁心复位:开关S开通后,变压器的激磁电流由零开始,随着时间的增加而线性的增长,直到S关断.为防止变压器的激磁电感饱和,必须设法使激磁电流在S关断后到下一次再开通的一段时间内降回零,这一过程称为变压器的磁心复位.正激电路的理想化波形: 变压器的磁心复位时间为: Tist=N3*Ton/N1 输出电压:输出滤波电感电流连续的情况下: Uo/Ui=N2*Ton/N1*T 磁心复位过程: 2、反激电路 反激电路原理图 反激电路中的变压器起着储能元件的作用,可以看作是一对相互耦

16、合的电感. 工作过程: S开通后,VD处于断态,N1绕组的电流线性增长,电感储能增加; S关断后,N1绕组的电流被切断,变压器中的磁场能量通过N2绕组和VD向输出端释放.S关断后的电压为:us=Ui+N1*Uo/N2 反激电路的工作模式: 电流连续模式:当S开通时,N2绕组中的电流尚未下降到零. 输出电压关系:Uo/Ui=N2*ton/N1*toff 电流断续模式:S开通前,N2绕组中的电流已经下降到零. 输出电压高于上式的计算值,并随负载减小而升高,在负载为零的极限情况下, ,因此反激电路不应工作于负载开路状态. 反激电路的理想化波形 开关电源百科名片 开关电源开关电源1是利用现代电力电子技

17、术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。开关电源和线性电源相比，二者的成本都随着输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异。线性电源成本在某一输出功率点上，反而高于开关电源，这一点称为成本反转点。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新，这一成本反转点日益向低输出电力端移动，这为开关电源提供了广阔的发展空间目录用途与简介 1. 用途 2. 简介分类与发展方向 1. 开关电源的分类 2. 自激式 3. 微型低功率开关电源 4. 它激式 5. 产品发展方向 6. 技术发展动向 7. 开关电源的

18、发展和趋势工作原理 1. 原理简介 2. 电路原理 3. 开关条件 4. 高频条件 5. 直流条件功能 1. DC/DC变换 2. Buck电路 3. Boost电路 4. BuckBoost电路 5. Cuk电路 6. 隔离型电路 7. AC/DC变换使用指南 1. 提高待机效率的方法 2. 输出计算 3. 接地 4. 保护电路产品特点 1. 特点介绍 2. 开关电源的三个条件产品测试 1. 耐压测试 2. 纹波测试 3. 漏电流测试 4. 温度测试 5. 输入电压调节率测试 6. 负载调节率测试成套开关柜 1. 简介 2. 开关柜常见种类 3. 相关标准用途与简介 1. 用途 2. 简介分

19、类与发展方向 1. 开关电源的分类 2. 自激式 3. 微型低功率开关电源 4. 它激式 5. 产品发展方向 6. 技术发展动向 7. 开关电源的发展和趋势工作原理 1. 原理简介 2. 电路原理 3. 开关条件 4. 高频条件 5. 直流条件功能 1. DC/DC变换 2. Buck电路 3. Boost电路 4. BuckBoost电路 5. Cuk电路 6. 隔离型电路 7. AC/DC变换使用指南 1. 提高待机效率的方法 2. 输出计算 3. 接地 4. 保护电路产品特点 1. 特点介绍 2. 开关电源的三个条件产品测试 1. 耐压测试 2. 纹波测试 3. 漏电流测试 4. 温度测

20、试 5. 输入电压调节率测试 6. 负载调节率测试成套开关柜 1. 简介 2. 开关柜常见种类 3. 相关标准展开编辑本段用途与简介用途开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热等领域。 简介随着电力电子技术的高速发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源，进入80年代计算机电源全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代，进入90年代开关电源相继进入各种电子、电器设备领域，程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源，更促进了开关电

21、源技术的迅速发展。开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关晶体管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。开关电源和线性电源相比，二者的成本都随着输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异。线性电源成本在某一输出功率点上，反而高于开关电源，这一成本反转点。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术在不断地创新，这一成本反转点日益向低输出电力端移动，这为开关电源提供了广泛的发展空间。 开关电源高频化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了高新技术产品的小型

22、化、轻便化。另外开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。 编辑本段分类与发展方向开关电源的分类 开关电源人们在开关电源技术领域是边开发相关电力电子器件，边开发开关变频技术，两者相互促进推动着开关电源每年以超过两位数字的增长率向着轻、小、薄、低噪声、高可靠、抗干扰的方向发展。开关电源可分为AC/DC和DC/DC两大类，也有AC/AC DC/AC 如逆变器 DC/DC变换器现已实现模块化，且设计技术及生产工艺在国内外均已成熟和标准化，并已得到用户的认可，但AC/DC的模块化，因其自身的特性使得在模块化的进程中，遇到较为复杂的技术和工艺制造问题。以下分别对两类开关电源

23、的结构和特性作以阐述。 自激式是无须外加信号源能自行振荡，自激式完全可以把它看作是一个变压器反馈式振荡电路。 微型低功率开关电源 320W单组开关电源开关电源正在走向大众化，微型化。开关电源将逐步取代变压器在生活中的所有应用，低功率微型开关电源的应用要首先体现在，数显表、智能电表、 充电器等方面。现阶段国家在大力推广智能电网建设，对电能表的要求大幅提高，开关电源将逐步取代变压器在电能表上面的应用。 它激式则完全依赖于外部维持振荡，在实际应用中自激式应用比较广泛。根据激励信号结构分类；可分为脉冲调宽和脉冲调幅两种，脉冲调宽是控制信号的宽度，也就是频率，脉冲调幅控制信号的幅度，两者的作用相同都是使

24、振荡频率维持在某一范围内，达到稳定电压的效果。变压器的绕组一般可以分成三种类型，一组是参与振荡的初级绕组，一组是维持振荡的反馈绕组，还有一组是负载绕组。比如在家用电器中使用的上海正艺科技生产的开关电源，将220V的交流电经过桥式整流，变换成300V左右的直流电，滤波后进入变压器后加到开关管的集电极进行高频振荡，反馈绕组反馈到基极维持电路振荡，负载绕组感应的电信号，经整流、滤波、稳压得到的直流电压给负载提供电能。负载绕组在提供电能的同时，也肩负起稳定电压的能力，其原理是在电压输出电路接一个电压取样装置，监测输出电压的变化情况，及时反馈给振荡电路调整振荡频率，从而达到稳定电压的目的，为了避免电路的

25、干扰，反馈回振荡电路的电压会用光电耦合器隔离。 产品发展方向开关电源高频化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了开关电源的发展前进，每年以超过两位数字的增长率向着轻、小、薄、低噪声、高可靠、抗干扰的方向发展。开关电源可分为AC/DC和DC/DC两大类，DC/DC变换器现已实现模块化，且设计技术及生产工艺在国内外均已成熟和标准化，并已得到用户的认可，但AC/DC的模块化，因其自身的特性使得在模块化的进程中，遇到较为复杂的技术和工艺制造问题。另外，开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。 开关电源

26、中应用的电力电子器件主要为二极管、IGBT和MOSFET。 SCR在开关电源输入整流电路及软启动电路中有少量应用，GTR驱动困难，开关频率低，逐渐被IGBT和MOSFET取代。 技术发展动向开关电源的发展方向是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化。由于开关电源轻、小、薄的关键技术是高频化，因此国外各大开关电源制造商都致力于同步开发新型高智能化的元器件，特别是改善二次整流器件的损耗，并在功率铁氧体（Mn?Zn)材料上加大科技创新，以提高在高频率和较大磁通密度（Bs)下获得高的磁性能，而电容器的小型化也是一项关键技术。SMT技术的应用使得开关电源取得了长足的进展，在电路板两面布置元器件，以确

27、保开关电源的轻、小、薄。开关电源的高频化就必然对传统的PWM开关技术进行创新，实现ZVS、ZCS的软开关技术已成为开关电源的主流技术，并大幅提高了开关电源的工作效率。对于高可靠性指标，美国的开关电源生产商通过降低运行电流，降低结温等措施以减少器件的应力，使得产品的可靠性大大提高。 模块化是开关电源发展的总体趋势，可以采用模块化电源组成分布式电源系统，可以设计成N1冗余电源系统，并实现并联方式的容量扩展。针对开关电源运行噪声大这一缺点，若单独追求高频化其噪声也必将随着增大，而采用部分谐振转换电路技术，在理论上即可实现高频化又可降低噪声，但部分谐振转换技术的实际应用仍存在着技术问题，故仍需在这一领

28、域开展大量的工作，以使得该项技术得以实用化。 电力电子技术的不断创新，使开关电源产业有着广阔的发展前景。要加快我国开关电源产业的发展速度，就必须走技术创新之路，走出有中国特色的产学研联合发展之路，为我国国民经济的高速发展做出贡献。 开关电源的发展和趋势1955年美国罗耶（GH.Roger)发明的自激振荡推挽晶体管单变压器直流变换器，是实现高频转换控制电路的开端，1957年美国查赛（Jen Sen)发明了自激式推挽双变压器，年美国 开关电源科学家们提出取消工频变压器的串联开关电源的设想，这对电源向体积和重量的下降获得了一条根本的途径。到了年由于大功率硅晶体管的耐压提高，二极管反向恢复时间的缩短等

29、元器件改善，终于做成了千赫的开关电源。 目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用于以电子计算机为主导的各种终端设备、通信设备等几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。目前市场上出售的开关电源中采用双极性晶体管制成的kHz、用制成的kHz电源，虽已实用化，但其频率有待进一步提高。要提高开关频率，就要减少开关损耗，而要减少开关损耗，就需要有高速开关元器件。然而，开关速度提高后，会受电路中分布电感和电容或二极管中存储电荷的影响而产生浪涌或噪声。这样，不仅会影响周围电子设备，还会大大降低电源本身的可靠性。其中，为防止随开关启-闭所发生的电压浪涌，可采用R-C或L

30、-C缓冲器，而对由二极管存储电荷所致的电流浪涌可采用非晶态等磁芯制成的磁缓冲器。不过，对1MHz以上的高频，要采用谐振电路，以使开关上的电压或通过开关的电流呈正弦波，这样既可减少开关损耗，同时也可控制浪涌的发生。这种开关方式称为谐振式开关。目前对这种开关电源的研究很活跃，因为采用这种方式不需要大幅度提高开关速度就可以在理论上把开关损耗降到零，而且噪声也小，可望成为开关电源高频化的一种主要方式。当前，世界上许多国家都在致力于数兆Hz的变换器的实用化研究。 编辑本段工作原理原理简介开关电源的工作过程相当容易理解，在线性电源中，让功率晶体管工作在线性模式，与线性电源不同的是，PWM开关电源是让功率晶

31、体管工作在导通和关断的状态，在这两种状态中，加在功率晶体管上的伏-安乘积是很小的（在导通时，电压低，电流大；关断时，电压高，电流小）/功率器件上的伏安乘积就是功率半导体器件上所产生的损耗。 与线性电源相比，PWM开关电源更为有效的工作过程是通过“斩波”，即把输入的直流电压斩成幅值等于输入电压幅值的脉冲电压来实现的。脉冲的占空比由开关电源的控制器来调节。一旦输入电压被斩成交流方波，其幅值就可以通过变压器来升高或降低。通过增加变压器的二次绕组数就可以增加输出的电压组数。最后这些交流波形经过整流滤波后就得到直流输出电压。 控制器的主要目的是保持输出电压稳定，其工作过程与线性形式的控制器很类似。也就是

32、说控制器的功能块、电压参考和误差放大器，可以设计成与线性调节器相同。他们的不同之处在于，误差放大器的输出（误差电压）在驱动功率管之前要经过一个电压/脉冲宽度转换单元。 开关电源有两种主要的工作方式：正激式变换和升压式变换。尽管它们各部分的布置差别很小，但是工作过程相差很大，在特定的应用场合下各有优点。 电路原理所谓开关电源，顾名思义，就是这里有一扇门，一开门电源就通过，一关门电源就停止通过，那么什么是门呢，开关电源里有的采用可控硅，有的采用开关管，这两个元器件性能差不多，都是靠基极、（开关管）控制极（可控硅）上加上脉冲信号来完成导通和截止的，脉冲信号正半周到来，控制极上电压升高，开关管或可控硅

33、就导通，由220V整流、滤波后输出的300V电压就导通，通过开关变压器传到次级，再通过变压比将电压升高或降低，供各个电路工作。振荡脉冲负半周到来，电源调整管的基极、或可控硅的控制极电压低于原来的设置电压，电源调整管截止，300V电源被关断，开关变压器次级没电压，这时各电路所需的工作电压，就靠次级本路整流后的滤波电容放电来维持。待到下一个脉冲的周期正半周信号到来时，重复上一个过程。这个开关变压器就叫高频变压器，因为他的工作频率高于50HZ低频。那么推动开关管或可控硅的脉冲如何获得呢，这就需要有个振荡电路产生，我们知道，晶体三极管有个特性，就是基极对发射极电压是0.65-0.7V是放大状态，0.7

34、V以上就是饱和导通状态， -0.1V- -0.3V就工作在振荡状态，那么其工作点调好后，就靠较深的负反馈来产生负压，使振荡管起振，振荡管的频率由基极上的电容充放电的时间长短来决定，振荡频率高输出脉冲幅度就大，反之就小，这就决定了电源调整管的输出电压的大小。那么变压器次级输出的工作电压如何稳压呢，一般是在开关变压器上，单绕一组线圈，在其上端获得的电压经过整流滤波后，作为基准电压，然后通过光电耦合器，将这个基准电压返回振荡管的基极，来调整震荡频率的高低，如果变压器次级电压升高，本取样线圈输出的电压也升高，通过光电耦合器获得的正反馈电压也升高，这个电压加到振荡管基极上，就使振荡频率降低，起到了稳定次

35、级输出电压的稳定，太细的工作情况就不必细讲了，也没必要了解的那么细的，这样大功率的电压由开关变压器传递，并与后级隔开，返回的取样电压由光耦传递也与后级隔开，所以前级的市电电压，是与后级分离的，这就叫冷板，是安全的，变压器前的电源是独立的，这就叫开关电源。说到这里吧。 开关条件电力电子器件工作在开关状态而不是线性状态 高频条件电力电子器件工作在高频而不是接近工频的低频 直流条件开关电源输出的是直流而不是交流 也可以输出高频交流如电子变压器 各种功能 编辑本段功能DC/DC变换DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为直流斩波。斩波器的工作方式有两种，一是脉宽调制方式Ts不变，改

36、变ton(通用)，二是频率调制方式，ton不变，改变Ts（易产生干扰）。其具体的电路由以下几类： Buck电路降压斩波器，其输出平均电压 U0小于输入电压Ui，极性相同。 Boost电路升压斩波器，其输出平均电压 开关电源及电路图U0大于输入电压Ui，极性相同。 BuckBoost电路降压或升压斩波器，其 输出平均电压U0大于或小于输入电压Ui，极性相反，电感传输。 Cuk电路降压或升压斩波器，其输出平均电 压U0大于或小于输入电压Ui，极性相反，电容传输。 还有Sepic、Zeta电路。 隔离型电路上述为非隔离型电路，隔离型电路有正激电路、反激电路、半桥电路、全桥电路、推挽电路。 当今软开关

37、技术使得DC/DC发生了质的飞跃，美国VICOR公司设计制造的多种ECI软开关DC/DC变换器，其最大输出功率有300W、600W、800W等，相应的功率密度为(6.2、10、17)W/cm3，效率为（8090）。日本NemicLambda公司最新推出的一种采用软开关技术的高频开关电源模块RM系列，其开关频率为（200300)kHz，功率密度已达到27W/cm3，采用同步整流器（MOSFET代替肖特基二极管），使整个电路效率提高到90。 AC/DC变换AC/DC变换是将交流变换为直流，其功率流向可以是双向的，功率流由电源流向负载的称为“整流”，功率流由负载返回电源的称为“有源逆变”。AC/DC

38、变换器输入为50/60Hz的交流电，因必须经整流、滤波，因此体积相对较大的滤波电容器是必不可少的，同时因遇到安全标准（如UL、CCEE等）及EMC指令的限制（如IEC、FCC、CSA），交流输入侧必须加EMC滤波及使用符合安全标准的元件，这样就限制AC/DC电源体积的小型化，另外，由于内部的高频、高压、大电流开关动作，使得解决EMC电磁兼容问题难度加大，也就对内部高密度安装电路设计提出了很高的要求，由于同样的原因，高电压、大电流开关使得电源工作损耗增大，限制了AC/DC变换器模块化的进程，因此必须采用电源系统优化设计方法才能使其工作效率达到一定的满意程度。 AC/DC变换按电路的接线方式可分为

39、，半波电路、全波电路。按电源相数可分为，单相、三相、多相。按电路工作象限又可分为一象限、二象限、三象限、四象限。 开关电源的选用 开关电源在输入抗干扰性能上，由于其自身电路结构的特点（多级串联），一般的输入干扰如浪涌电压很难通过，在输出电压稳定度这一技术指标上与线性电源相比具有较大的优势，其输出电压稳定度可达(0.51）。开关电源模块作为一种电力电子集成器件，要注意选择。 编辑本段使用指南提高待机效率的方法切断启动电阻 对于反激式电源，启动后控制芯片由辅助绕组供电，启动电阻上压降为300V左右。设启动电阻取值为47k，消耗功率将近2W。要改善待机效率，必须在启动后将该电阻通道切断。TOPSWI

40、TCH，ICE2DS02G内部设有专门的启动电路，可在启动后关闭该电阻。若控制器没有专门启动电路，也可在启动电阻串接电容，其启动后的损耗可逐渐下降至零。缺点是电源不能自重启，只有断开输入电压，使电容放电后才能再次启动电路。 降低时钟频率 时钟频率可平滑下降或突降。平滑下降就是当反馈量超过某一阈值，通过特定模块，实现时钟频率的线性下降。 切换工作模式 1QRPWM对于工作在高频工作模式的开关电源，在待机时切换至低频工作模式可减小待机损耗。例如，对于准谐振式开关电源（工作频率为几百kHz到几MHz），可在待机时切换至低频的脉宽调制控制模式PWM（几十kHz）。 IRIS40xx芯片就是通过QR与P

41、WM切换来提高待机效率的。当电源处于轻载和待机时候，辅助绕组电压较小，Q1关断，谐振信号不能传输至FB端，FB电压小于芯片内部的一个门限电压，不能触发准谐振模式，电路则工作在更低频的脉宽调制控制模式。 2PWMPFM 对于额定功率时工作在PWM模式的开关电源，也可以通过切换至PFM模式提高待机效率，即固定开通时间，调节关断时间，负载越低，关断时间越长，工作频率也越低。将待机信号加在其PW/引脚上，在额定负载条件下，该引脚为高电平，电路工作在PWM模式，当负载低于某个阈值时，该引脚被拉为低电平，电路工作在PFM模式。实现PWM和PFM的切换，也就提高了轻载和待机状态时的电源效率。 通过降低时钟频

42、率和切换工作模式实现降低待机工作频率，提高待机效率，可保持控制器一直在运作，在整个负载范围中，输出都能被妥善的调节。即使负载从零激增至满负载的情况下，能够快速反应，反之亦然。输出电压降和过冲值都保持在允许范围内。 可控脉冲模式（BurstMode） 可控脉冲模式，也可称为跳周期控制模式（SkipCycleMode）是指当处于轻载或待机条件时，由周期比PWM控制器时钟周期大的信号控制电路某一环节，使得PWM的输出脉冲周期性的有效或失效，这样即可实现恒定频率下通过减小开关次数，增大占空比来提高轻载和待机的效率。该信号可以加在反馈通道，PWM信号输出通道，PWM芯片的使能引脚（如LM2618，L65

43、65）或者是芯片内部模块（如NCP1200，FSD200，L6565和TinySwitch系列芯片）。 输出计算因开关电源工作效率高，一般可达到80以上，故在其输出电流的选择上，应准确测量或计算用电设备的最大吸收电流，以使被选用的开关电源具有高的性能价格比，通常输出计算公式为： Is=KIf 式中：Is开关电源的额定输出电流； If用电设备的最大吸收电流； K裕量系数，一般取1.51.8； 接地开关电源比线性电源会产生更多的干扰，对共模干扰敏感的用电设备，应采取接地和屏蔽措施，按ICE1000、EN61000、FCC等EMC限制，开关电源均采取EMC电磁兼容措施，因此开关电源一般应带有EMC电

44、磁兼容滤波器。如利德华福技术的HA系列开关电源，将其FG端子接大地或接用户机壳，方能满足上述电磁兼容的要求。 保护电路开关电源在设计中必须具有过流、过热、短路等保护功能，故在设计时应首选保护功能齐备的开关电源模块，并且其保护电路的技术参数应与用电设备的工作特性相匹配，以避免损坏用电设备或开关电源。 编辑本段产品特点特点介绍电压输入范围宽，85VAC到264VAC； 输入输出间隔离电压达4KVAC； 深圳超越星科技 微型开关电源输出电压可调3-20v 高效率、低噪音、稳定可靠； 选用低阻抗长寿命电解电容； 内置过流保护，输出可持续短路； 输入、输出采用直焊式引脚，整体环保真空封装； 成本低、体积

45、小、重量轻、外围电路设计简单。 优质的EMC指数，使本开关电源可以放心的应用到各种对EMC要求高的场合，减少对环境的电磁污染，更加节能环保，利用高频脉冲变压器内置屏蔽罩来提高EMC指数。 开关电源的三个条件1、开关：电力电子器件工作在开关状态而不是线性状态 2、高频：电力电子器件工作在高频而不是接近工频的低频 3、直流：开关电源输出的是直流而不是交流 编辑本段产品测试耐压测试（HI.POT,ELECTRIC STRENGTH ,DIELECTRIC VOLTAGE WITHSTAND）KV 于指定的端子间,例如:I/P-O/P,I/P-FG,O/P-FG间,可耐交流之有效值,漏电流一般可容许1

46、0毫安,时间1分钟。 测试条件 Ta：25；RH：室内湿度；测试回路。 说明 耐压测试主要为防止电气破坏，经由输入串入之高压，影响使用者安全。 测试时电压必须由0V开始调升，并于1分钟内调至最高点。 放电时必须注意测试器之Timer设定，于OFF前将电压调回 0V。 安规认证测试时，变压器需另行加测，室内 ，温度25，RH：95，48HR，后测试变压器初/次级与初级/CORE。 生产线测试时间为1秒钟。 纹波测试（涟波杂讯电压） （Ripple & Noise）%，mv 直流输出电压上重叠之交流电压成份最大值(P-P)或有效值。 测试条件 I/P: Nominal 开关电源伯特图O/P : Full Load Ta : 25 测试回路 测试波形 说明 示波器之GND线愈短愈好,测试线得远离PUS。 使用1：1之Probe。 Scope之BW一般设定于20MHz，但是对于目前的网络产品测试纹波噪声最好将BW设为最大。 Noise与使用仪器，环境差异极大，因此测试必须表明测试地点。 测试纹波噪声以不超过原规格值 +1%Vo。 漏电流测试（洩漏电流）