开关整流器的基本原理

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1、开关整流器的基本原理页码，1/31目录1.1开关整流器的分类与构成1.1.1开关整流器基本构成原理及特点1.1.2开关整流器的基本分类1.2开关整流器功率变换电路1.2.1单端正激变换电路1.2.2单端反激变换电路1.2.3推挽式功率变换电路1.2.4全桥式功率变换电路1.2.5半桥式功率变换电路1.2.6功率变换电路的比较与应用1.3谐振型开关电源技术1.3.1开关电源模块的几个技术参数分析1.3.2谐振型开关技术1.3.3谐振型开关电源的应用及发展趋势1.4开关电源的控制和驱动电路1.4.1控制电路1.4.2驱动电路1.5功率因数校正器1.5.1问题的提出1.5.2功率因数校正器工作

2、原理1.5.3选择高功率因数校正器的最佳拓扑1.6开关电源的电磁兼容性1.6.1问题的提出1.6.2电磁兼容性EMC涉及的内容1.6.3有关EMC的各种标准1.6.4开关电源中的EMC设计1.7开关电源的负载均分技术1.7.1负载均分的概念1.7.2一种脉宽调制（PWM）型负载均分电路1.1开关整流器的分类与构成1.1.1开关整流器基本构成原理及特点1．开关整流器基本原理框图开关整流器基本原理框图如图1.1-1所示。开关整流器的基本原理页码，2/31图1.1-1开关整流器基本原理框图具体说明如表1.1-1所示。表1.1-1开关整流器基本原理说明组成的电路作用输入回路将交流输入电压整流滤波

3、变为较平滑的高压直流电压功率变换器将高压直流电压转换为频率大于20Khz的高频脉冲电压整流滤波电路将高频的脉冲电压转换为稳定的直流输出电压根据输出直流电压取样控制功率开关器件的驱动脉冲的宽度，从而调整开通时间以开关电源控制器使输出电压可调且稳定从框图中可见，由于高频变压器取代了笨重的工频（50Hz）变压器，使稳压电源的体积和重量大大减小2．开关整流器的特点（1）重量轻、体积小采用高频技术，去掉了工频变压器，在输出同等功率的情况下，与相控整流器相比较，开关整流器的体积只是相控整流器的1/10，重量约为1/10。（2）功率因数高相控整流器的功率因数随可控硅导通角的变化而变化，在全导通时，一般

4、大于0.7，小负载时，仅为0.3左右。经过校正的开关电源功率因数一般大于0.93，并且基本不受负载变化的影响（对20%以上负载）。（3）可闻噪声低在相控整流设备中，工频变压器及滤波电感工作时，产生的可闻噪声一般大于60dB。在无风扇噪声的情况下，开关电源可闻噪声仅为45dB左右。（4）效率高开关电源采用的功率器件一般功耗较小，带功率因数补偿的开关电源其整机效率大于88%。（5）冲击电流小开机冲击电流可限制在额定输入电流的范围。（6）模块式结构由于体积小，重量轻，可设计为模块式结构。1.1.2开关整流器的基本分类目前，开关整流器主要分为以下两类。开关整流器的基本原理页码，3/31ò采用硬开

5、关技术设计的整流器。ò采用软开关技术设计的整流器，主要指谐振型开关整流器。两种开关整流器的比较如表1.1-2所示。表1.1-2两种开关整流器的比较一览表开关整流器名称特点硬开关技术设计的1．功率开关器件工作在强迫关断（即电流不为零）和强迫导通整流器（即电压不为零）方式2．在开关器件的导通和截至期间，存在一定的功率损耗3．开关频率的提高受到限制，一般控制在300kHz左右4．硬开关技术已完全成熟，如何减少开关器件的损耗，提高整机的效率有许多有效的措施5．整机效率可大于91%6．技术成熟，对高频信号干扰的处理方式完善，主回路可靠，制造成本易于控制软开关技术设计的1．各开关器件可实现零电压导通

6、和截止，减少了开关损耗，提整流器高开关频率2．工作频率可大于10MHz3．按过零开关方式，可以将谐振型开关技术分为零电流开关型（ZCS）和零电压开关型（ZVS）两大类1.2开关整流器功率变换电路1.2.1单端正激变换电路1．基本工作原理（1）正激式开关电源的核心部分是正激式直流-直流变换器，基本电路如图1.2-1所示：图1.2-1正激式直流-直流变换器原理图（2）其工作过程说明如下。ò当开关管V1导通时，输入电压U加到变换器初级线圈两端，去磁线圈上产生的感应电压使in二极管V2截止，次级线圈上感应的电压使V3导通，并将输入电流的能量传送给电感L、电容C0和负载。同时在变压器T中建立起磁化

7、电流。开关整流器的基本原理页码，4/31ò当V1截止时，V3截止，L上的电压极性反转并通过续流二极管V4继续向负载供电，变压器中的磁0化电流则通过、V2向输入电源U释放而去磁。inò具有箝位作用，其电压等于输入电压U，在V1再次导通之前，T中的去磁电流必须释放到零，in即T中的磁通必须复位，否则，变压器T将发生饱和，导致V1损坏。ò通常，采用双线并绕耦合方式。òV1的导通时间应小于截止时间，即占空比＜0.5，否则T将饱和，可从下面的