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时间:2020-05-09
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1、超级无敌开关电源秘籍1、高频开关电源的发展趋势(4个):4.1高频化:理论分析和实践经验表明,电气产品的变压器、电感和电容的体积重量与供电频率的平方根成反比。4.2模块化:模块化有两方面的含义,其一是指功率器件的模块化,其二是指电源单元的模块化。4.3数字化:优点:便于计算机处理控制、避免模拟信号的畸变失真、减小杂散信号的干扰(提高抗干扰能力)、便于软件包调试和遥感遥测遥调,也便于自诊断、容错等技术的植入。4.4绿色化:电源系统的绿色化有两层含义:一是显著节电;二是降低电磁污染。2、开关电源的主要电
2、路是由输入电磁干扰滤波器(EMI)、整流滤波电路、功率变换(逆变)电路、PWM控制器电路、输出整流滤波电路组成。辅助电路有输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输出短路保护电路等。3、压控型器件(2种):4、肖特基二极管弱点:反向耐压较低,(一般低于150V,)反向漏电流较大,多用于低电压场合。优点:反向恢复时间很短;正向恢复过程中也不会有明显的电压过冲;反向耐压较低时其正向压降明显低于快恢复二极管;效率高,其开关损耗和正向导通损耗都比快速二极管还小。5、MOSFET:工作在开关
3、状态,即在截止区和非饱和区之间来回转换。IGBT:正向阻断区,有源区,饱和区驱动电路隔离:一般使用电气隔离,有光隔离(光耦合器)和磁隔离(脉冲变压器)工作状态保护电路:RCD缓冲电路、RC缓冲电路。MOSFET的驱动芯片:M57918LIGBT的驱动芯片:EXB840脉冲变压器隔离驱动:TC44246、线性调整器工作原理:直流输出电压由于输入电压升高或输出负载电流减少而升高时,串接晶体管(设为NPN型)基极电压下降,其等效电阻阻值加大,使输出电压降低,从而保持输出电压等于参考电压。直流输出电压由于输
4、入电压下降或输出负载电流增大而下降时,串接晶体管基极电压上升,其等效电阻阻值减小,使输出电压升高,从而保持输出电压等于参考电压。拓扑结构图:原理图:9/9超级无敌开关电源秘籍7、电感伏-秒平衡、电容充电平衡和小纹波近似的基本原理伏秒平衡:0=5、V1点电压迅速下降到零。输出电压计算:Vo=VDCD9/9超级无敌开关电源秘籍9、Boost开关型调整器基本工作原理:输出电压Vo比直流输入电压Vdc高的原因。Q1开通过程,储能;Q1关断过程,L1的电压极性颠倒,L1经D1向Co充电,使Co两端电压(泵升电压)高于Vdc。电感储能给负载提供电流并补充Co单独向负载供电时损失的电荷。原理图:画出工作在不连续模式下的电流波形:输出电压计算:Vo=VDC/(1-D)10、双管正激变换器特点:有两个开关管,关断时每个开关管仅承受一倍直流输入电压,而且不出现6、漏感尖峰,没有漏感能量消耗。原理图:要求一个输出绕组,即是一个输出整流电路.9/9超级无敌开关电源秘籍11、半桥和全桥变换器拓扑桥式变换器的优点:1.拓扑开关管的稳态关断电压等于直流输入电压。2.能将变压器初级侧的漏感尖峰电压钳位于直流母线电压,并将漏感储存的能量归还到输入母线,而不是消耗于电阻元件。全桥变换器拓扑:半桥变换器拓扑:VO=(VDC/2)(NM/NP)。平均电压V=2VOD。注意半桥和全桥的区别。12、反激变换器工作原理:开关管导通时,变压器储存能量,负载电流由输出滤波电容提供;开关管7、关断时,变压器将储存的能量传送到负载和输出滤波电容,以补偿电容单独提供负载电流时消耗的能量。优点:不需要输出滤波电感(滤波电感在所有正激拓扑中是必需的),减小体积,降低成本。9/9超级无敌开关电源秘籍缺点:1、较大的输出电压尖峰;2、需要大容量且能耐高纹波电流的输出滤波电容。反激变换器原理图(拓扑):不连续模式下电流波形是三角波形:简答:不连续模式(优点)比连续模式应用更广泛的原因:1、不连续模式本身的变压器励磁电感小而响应快,且输出负载电流和输入电压突变时,输出电压瞬态尖峰小。2、由于连续模式本身8、的特性(其传递函数具有右半平面零点),必须大幅减小误差放大器带宽才能使反馈环稳定。13、输入输出级电路设计高频开关电源对滤波电路也有特殊的要求,一般由以下组成:输入滤波电路(低通滤波器),由整流桥和大容量电容构成的工频滤波电路,输出整流滤波电路,回馈型电路低通滤波器是PWM开关电源抑制噪声干扰最常用的方式差模噪声:主回路引线(两根电源线)间的噪声。(也称串模干扰)共模噪声:主回路引线与地线(两根电源线与地线)间的噪声。(也称共模干扰)电源两线间的电容为X电容工频整流滤
5、V1点电压迅速下降到零。输出电压计算:Vo=VDCD9/9超级无敌开关电源秘籍9、Boost开关型调整器基本工作原理:输出电压Vo比直流输入电压Vdc高的原因。Q1开通过程,储能;Q1关断过程,L1的电压极性颠倒,L1经D1向Co充电,使Co两端电压(泵升电压)高于Vdc。电感储能给负载提供电流并补充Co单独向负载供电时损失的电荷。原理图:画出工作在不连续模式下的电流波形:输出电压计算:Vo=VDC/(1-D)10、双管正激变换器特点:有两个开关管,关断时每个开关管仅承受一倍直流输入电压,而且不出现
6、漏感尖峰,没有漏感能量消耗。原理图:要求一个输出绕组,即是一个输出整流电路.9/9超级无敌开关电源秘籍11、半桥和全桥变换器拓扑桥式变换器的优点:1.拓扑开关管的稳态关断电压等于直流输入电压。2.能将变压器初级侧的漏感尖峰电压钳位于直流母线电压,并将漏感储存的能量归还到输入母线,而不是消耗于电阻元件。全桥变换器拓扑:半桥变换器拓扑:VO=(VDC/2)(NM/NP)。平均电压V=2VOD。注意半桥和全桥的区别。12、反激变换器工作原理:开关管导通时,变压器储存能量,负载电流由输出滤波电容提供;开关管
7、关断时,变压器将储存的能量传送到负载和输出滤波电容,以补偿电容单独提供负载电流时消耗的能量。优点:不需要输出滤波电感(滤波电感在所有正激拓扑中是必需的),减小体积,降低成本。9/9超级无敌开关电源秘籍缺点:1、较大的输出电压尖峰;2、需要大容量且能耐高纹波电流的输出滤波电容。反激变换器原理图(拓扑):不连续模式下电流波形是三角波形:简答:不连续模式(优点)比连续模式应用更广泛的原因:1、不连续模式本身的变压器励磁电感小而响应快,且输出负载电流和输入电压突变时,输出电压瞬态尖峰小。2、由于连续模式本身
8、的特性(其传递函数具有右半平面零点),必须大幅减小误差放大器带宽才能使反馈环稳定。13、输入输出级电路设计高频开关电源对滤波电路也有特殊的要求,一般由以下组成:输入滤波电路(低通滤波器),由整流桥和大容量电容构成的工频滤波电路,输出整流滤波电路,回馈型电路低通滤波器是PWM开关电源抑制噪声干扰最常用的方式差模噪声:主回路引线(两根电源线)间的噪声。(也称串模干扰)共模噪声:主回路引线与地线(两根电源线与地线)间的噪声。(也称共模干扰)电源两线间的电容为X电容工频整流滤
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