开关电源简介+V10知识讲解.doc

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1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。开关电源简介+V10-开关电源简介文件编号TEST-TG-HG002版本号V1.0审批姓名签字日期编写徐大鹏2011-10-20审核批准文件变更记录版本修订原因修订内容修订人日期修订章节修订类型修订描述1.0创建所有ALLALL创建所有徐大鹏2011-10-20注释：修订类型：A增加M修改D删除目录1目的42范围43参考文件44术语和定义45内容和要求45.1Buck变换器45.2Boost变换器55.3Buck-Boost变换器65.4CUK变换器85.5各种开关电源的比较：106小结111 前言本文

2、主要是对目前业界流行的开关电源进行分类，本文主要介绍直流型的开关电源，使得硬件开发设计人员和电源测试人员熟悉各种开关电源工作原理和设计方法，以便在后续应用中根据实际需求选取开关电源进行系统的设计和电源的测试。2 引用文件网络3 基本概念开关电源：开关电源是利用现代电力电子技术，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。Buck：指的就是降压型转换器、BuckConverter的意义(Buck一词等于降压)。BuckConverter的功能是降低电压，将输入电压推落(buckdown)转换成为较低的输出电压，因此也称为降压型转换器(Step-DownConverter)。Boo

3、st：Boost就是升压的意思，主要是指直流电压的升高，一般叫theboostconverter或者叫step-upconverter。Cuk：美国加州理工学院SlobodanCuk提出的对Buck/Boost改进的单管不隔离直流变换器，在输入输出段均有电感，可以显著减小输入和输出电流的脉动，输出电压的极性和输入电压相反，输出电压既可以低于也可以高于输入电压。Cuk变换器可看做是Boost变换器和Buck变换器串联而成，合并了开关管。PWM：pulsewidthmodulation的缩写，脉冲宽度调制，保持开关周期不变，调节开关导通时间。PFM：pulsefrequencymodulation

4、的缩写，频率调制，保持开关导通时间不变，改变开关周期ZCS：零电流谐振开关ZVS：零电压谐振开关4 主要内容4.1 开关电源的分类按电压转换形式可分为：AC/DC的一次电源，即整流电源；DC/DC的二次电源。其中二次电源按拓扑结构（即按输入与输出之间是否有电气间隔）可分为：隔离型电源，即有变压器；非隔离型电源，无变压器。其中按照有源功率器件的个数有如下分类：1. 隔离型电源可以按有源功率器件的个数分为：l 单管的正激式（Forward）和反激式（Flyback）l 双管的正激式（DoubleTransistorForwardConverter）、反激式（DoubleTransistorFlyb

5、ackConverter）、推挽式（Push-PullConverter）和半桥式（Half-BridgeConverter）l 四管的全桥式（Full-BridgeConverter）2. 非隔离型电源按有源功率器件的个数分为：l 单管降压式（Buck）、单管升压式（Boost）、单管升压降压式电感传输式（BuckBoost）、单管升压降压式电容传输式（Cuk）l 双管串接的升压式（Buck-Boost）四管全桥式（Full-BridgeConverter）各种开关电源结构比较电路形式开关管绝缘方式振荡方式控制方式输出功率（W）优点缺点隔离型电路正激式单管绝缘他激脉冲宽度或频率50200仅需

6、一只高压快速二极管，电流波形好高频变换器复杂反激式20100高频变压简单，无需高压快速二极管，滤波电路简单开关管反压最大，高于2倍输入电压推挽式多管100500两开关管驱动容易若电流不平衡，有置于变压器为饱和的危险半桥式100700高频变压器更简单，开关管耐压低开关管需要悬浮驱动，需要4只高压快速二极管全桥式5002000每只开关管有效功率最大，高频变压器简单，开关管耐压低驱动电路复杂，需要4只高压快速二极管和4只高压开关管非隔离型电路降压式单管非绝缘50电路简单，效率高不适用大电流升压式30变换极性30振铃式绝缘自激频率100占空比与输入电压成反比，不受负载影响，容易大范围调节变压器利用率低

7、输出功率小洛埃耶式振幅50无需控制功能和超负载保护磁心损失大，元件损耗大，输出容量小井森式多管100300具有洛埃耶式的优点，并克服他的缺点需要两只变压器4.2 Buck变换器a.别名：降压变换器，串联开关稳压电源，三端开关型降压稳压器等b.线路的拓扑结构：4.3 c.工作原理：Boost变换器a.别名：升压变换器，并联开关电源，三端开关型升压稳压器等4.4 b.线路的拓扑结构：c.工作原理：Buck-Boost变换器a.别名：降压-升压变换器，反转变换器4.5 b.线路的拓扑结构：c.工作原理：CUK变换器a.别名：Boost-Buck串联变换器等b.线路的拓扑结构：器作为输入到输出主要能量的转换元件。c.工作原理：4.6 各种开关电源的比较5 小结无-