智能高频开关电源ppt课件.ppt

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1、第三章通信用智能开关电源的整流模块3.1概述3.1.1智能开关电源的整流模块一.整流模块的基本原理（AC/DC变换器）二.整流模块的电气和机械结构设计考虑：1.外形尺寸满足GB3047.1；2.遵循EMC（电磁兼容性）的要求；3.显示、指示、调节、转换等观察和操作的部分设计在前面板上；交流输入插件、直流输出插件及各插口接口设计在后面板上；4.冷却方式有：风冷、自然冷却；5.热插拔设计。3.1.2整流模块逆变开关电路的选择一.单端正激式变换电路1.电路简单，开关器件少，设计容易，成本较低，工作可靠，应用非常广泛，是整流模块逆变开关电路的优选方案之一

2、2.常用于百瓦～数千瓦的变换器；3.对于较大功率的整流模块，采用双单端正激式变换电路并联输出，使得功率增大1倍，输出频率增加1倍，纹波及动态响应得到改善。二.单端反激式变换电路1.对多路输出的负载有较好的平衡能力，适用于多路输出的DC/DC变换；2.一般用于小功率输出场合3.变压器的利用率低三.推挽式功率变换电路1.双端变换器，变压器双端工作，体积小；2.两个开关管轮流导通，输出脉冲频率提高1倍，脉冲电压小，滤波容易，输出电压易高；3.VT1、VT2的发射极共地，所以无需隔离基极驱动电路，驱动电路简化；4.功率输出较大；5.VT1、VT2的耐压值

3、应＞2Vin；6.该电路现在已经很少应用。四.全桥式功率变换电路1.VT的耐压值只要＞Vin即可；2.使用VD1～VD4，提高了电源效率，变压器利用率高；3.输出功率比双正激高一倍；4.4个VT，四组驱动电路需要隔离，设计较复杂5.主要应用于大功率变换电路中6.目前，国内市场上，绝大多数的48V/50A、48V/100A、24V/100A的整流模块的逆变电路都选用全桥式！五.半桥式功率变换电路1.开关管耐压值＞Vin即可，适用于较高的直流输入电压；2.具有自动抗电路不平衡能力；3.输出功率不太大，在几KW以下，只适合设计48V/50A（24V/1

4、00A）以下功率等级的整流模块；4.变形的半桥式功率变换电路：在高电压输入和大功率输出的场合，得到了广泛的应用。3.1.3整流模块功率变换方式的选择一.负载谐振变换技术（RLC谐振技术）1.串联负载谐振（SLR)并联负载谐振（PLR）利用RLC谐振技术，即利用负载电阻和谐振电感电容组成的RLC电路，在谐振过程中进行功率变换。优点：开关损耗小，工作频率高，EMI小缺点：（1）开关的电流电压定额较高，增加了成本（2）必须采用PFM变频工作方式，给输出滤波带来了困难。多用于半桥式和全桥式逆变电路。二.硬开关定频变换技术固定工作频率，调节开关管导通的占空

5、比，即：采用脉冲宽度（PWM）方式来调节或稳定输出。1.优点：对开关器件的要求低，控制电路简单；几乎可用于所有的逆变主电路拓扑形式2.缺点：开关损耗大，高频工作的效率低；EMI（电磁干扰）较严重。3.硬开关PWM变换方式一般应用于以下几种情况：逆变频率不太高的场合；不要求体积和重量太小的逆变器开关电路；效率要求不太高的逆变器和开关电源；成本不宜太高的功率变换装置。三.谐振开关变换技术零电流谐振开关（ZCS）开关管在零电流时关断。零电压谐振开关（ZVS）开关管在零电压时关断。ZCS：利用LC谐振技术使开关管在开通时间内谐振，流过它的电流为正弦半波，

6、在开通和关断过程中电流为0，实现零电流开关。电流、电压有一个为0，损耗小谐振用电感Lr和开关S串联，流经开关的电流为正弦波的一部分。开关导通时，电流从0以正弦波形状上升，上升到峰值后，又以正弦波形状减小到0，电流变为0之后，开关断开。ZCS原理：开关再次导通时，重复以上过程。开关在零电流时通断，这样动作的开关叫做零电流开关,简称为ZCS。在零电流开关中，开关通断时与电压重叠的电流非常小，从而可以降低开关损耗。采用电流谐振开关时，寄生电感可作为谐振电路元件的一部分，这样可以降低开关断开时产生的浪涌电压。2.优点：开通或关断损耗小；提高了工作频率、效

7、率、功率密度；降低了体积、重量。3.缺点：开关管的电压电流定额较高，成本提高采用PFM变频工作方式，比PWM方式复杂，滤波困难。四.双零转换变换技术1.零电压转换（ZVT）零电流转换（ZCT）采用辅助开关管配合LC参数的部分谐振使得开关管实现零电压开通或零电流关断。2.特点：电路在很宽的输入电压范围内和从零负载到满载都能工作在软开关状态；电路中无功功率的交换被削减到最小，这使得电路效率有了进一步提高。3.双零转换开关的基本电路形式：(1)零电流转换PWM电路（Zero-CurrentTransitionPWMConverter—ZCTPWM）ZC

8、T－PWM电路的基本开关单元(2)零电压转换PWM电路（Zero-Voltage-TransitionPWMConverter—ZVTP