开关电源如何分类？ 开关电源有哪些基本类型.doc

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1、开关电源如何分类？开关电源有哪些基本类型　　　　串联型、并联型和变压器耦合（并联）型开关电源　　按开关管与负载的连接方式分类，开关电源可分为串联型、并联型和变压器耦合（并联）型3种类型。　　串联型。图1所示的开关电源基本形式即是串联型开关电源，其特点是开关调整管VT与负载R1串联。因此，开关管和续流二极管的耐压要求较低。且滤波电容在开关管导通和截止时均有电流，故滤波性能好，输出电压叽的纹波系数小；要求储能电感铁心截面积也较小。其缺点为：输出直流电压与电网电压之间没有隔离变压器，即所谓“热底盘”，不够安全；若开关管内部

2、短路，则全部输入电压直接加到负载上，会引起负载过压或过流，损坏元件。因此输出端一般需加稳压管加以保护。　　　　图1开关电源基本电路及工作波形　　并联型。并联型开关稳压电源基本电路如图2所示，其工作波形与串联电路基本相同，因开关管VT与负载RL并联而称为并联型。此外，二极管YD通常称为脉冲整流管，C为滤波电容。　　当开关管基极输人开关控制脉冲时，开关管周期性地导通与截止。当开关管饱和导通时，输入电压Ui加在储能电感L两端。此时电感中的电流线性上升，二极管VD反偏而截止，电感L储存能量，此时负载RL所需的电流由前一段时间

3、电容上所充的电压供给。当开关管截止时，VD导通，通过电感上的电流线性下降，感应电压为左负右正，输入电压Ui和电感L上的感应电压同极性串联，电源输人Ui和电感L所释放的能量同时给负载RL提供电流，并向电容C充电。同样，达到动态平衡时，电感L在开关管饱和时增加的电流量（能量）与开关管截止时减小的电流量（能量）相等，即电感上能量保持一个恒量，故　　　　图2并联型开关电源基本电路　　可见，并联型开关稳压电源同样可通过控制δ来稳定或调整输出电压，同时还可以看出，由于δ＜1，这种并联型开关电源属于升压型电源，开关管所承受的最大反

4、向电压Ucemax＝Uo（＞Ui）。而图1所示的串联型开关电源属降压型电源，开关管所承受的最大反向电压Ucemax＝Ui。　　脉冲变压器耦合（并联）型。变压器耦合（并联）型开关电源（自激式）基本电路如图3所示。开关器件可以是双极型晶体管，也可以是场效应管，T为开关（脉冲）变压器，VD为脉冲整流二极管，C为滤波电容，RL为负载。这里脉冲变压器的初级绕组起储能电感作用，脉冲变压器通过电感耦合传输能量，可使输入端与稳压输出端之间互相隔离，实现机壳（底板）不带电，同时还可便利地得到多种直流电压，给制作和维修带来方便，因此，大

5、多数彩电都采用变压器耦合型开关电源。　　如果将脉冲变压器视为初、次级匝数比为n：1的理想变压器，把次级参数等效至初级，可画成图2所示并联型的电路形式，只是用nUo代替图2中的Uo。对图3电路，可得　　　　图3变压器耦合型开关电源基本电路　　由于n＞1，变压器型开关电源一般均为降压输出。开关电源中开关管所承受的最大脉冲电压为Ucemax=Ui+nUo。　　开关电源一般有三种工作模式：频率、脉冲宽度固定模式，频率固定、脉冲宽度可变模式，频率、脉冲宽度可变模式。前一种工作模式多用于DC/AC逆变电源，或DC/DC电压变换；

6、后两种工作模式多用于开关稳压电源。另外，开关电源输出电压也有三种工作方式：直接输出电压方式、平均值输出电压方式、幅值输出电压方式。同样，前一种工作方式多用于DC/AC逆变电源，或DC/DC电压变换；后两种工作方式多用于开关稳压电源。　　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；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。　　（1）DC/DC变换　　DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直

7、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：　　A、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。　　B、Boost电路——升压斩波器，其输出平均电压U0大于输入电压Ui，极性相同。　　C、Buck-Boost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。　　D、Cuk电路——降压或升压斩波器，其输出平均电压U0大于或小于

8、输入电压Ui，极性相反，电容传输。　　当今软开关技术使得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（80～90）%。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