电源技术基础知识讲稿(二)ppt课件.ppt

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1、开关电源基础知识讲座课程介绍：第一讲：开关电源常用电子元器件知识第二讲：开关电源拓扑结构及原理介绍课程安排：第一讲：3个课时第二讲：6个课时（其中包括5H的讲课、1个小时的测试）第二讲：开关电源拓扑结构及原理介绍第一节：开关电源技术的背景介绍第二节：DC/DC变换器的基本拓扑第三节：Buck变换器的稳态分析第四节：Boost变换器的稳态分析第五节：Buck-Boost变换器的稳态分析第六节：反激型开关电源的简单介绍与分析第七节：正激型开关电源的简单介绍与分析第八节：开关电源的测试及其规范第一节：开关电源技术的背景介绍所有的电设备都需要电源，电源是一切用电设备的

2、心脏。开关电源（SPS）技术是电力电子技术的一门重要学科，什么是开关电源？开关电源是利用现代电力技术，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。开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。其主要是通过PWM脉宽调制电路控制开关管进行高速的导通与截止，将直流电转化为高频率的交流电提供给变压器进行变压，然后通过整流滤波后，从而得到需要的一组或多组直流电压。一、什么是开关电源？在电力电子中，AC-DC（AC交流电转换为DC直流电），称为整流（包括整流及离线式变换）；DC-AC（DC转换为AC），称为逆变；AC-AC称为交流-交流

3、直接变频变压；DC-DC称为直流-直流变换；二、开关变换器DC-DC变换是将一种直流电压变换成所需要的另一种直流电压，也称为直流斩波。斩波的工作方式有两种，一种是脉宽调制方式（PWM），周期Ts不变，改变导通时间ton（通用方式）；另一种就是频率调制方式（PFM），导通时间ton不变，改变周期Ts。三、开关电源的发展趋势开关电源的发展方向是高频化、高可靠性、低功耗、低噪声、抗干扰能力和模块化。开关电源高频化是其发展的方向，高频化迫使传统的PWM开关技术创新实现ZVS、ZCS的软开关技术已成为开关电源的主流技术，大幅提高开关电源的工作效率。对于高可靠性指标，开关

4、电源生产商通过降低器件的结温等措施以减少器件的热应力，使得产品的可靠性大大提高。模块化是开关电源发展的总体趋势，采用模块化电源组成分布式电源系统，可以设计成N＋1冗余电源系统，并实现并联方式的容量扩展。高频化使开关电源小型化，并使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了高新技术产品的小型化、轻便化。开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。四、绿色电源随着世界的环境保护、节约能耗的兴起，开关电源技术也提出了绿色电源的要求。所谓绿色电源：（一）、高效率同步整流、软开关、器件功耗的降低（二）、低功耗PWM→P

5、FM、跳周期模式控制（三）、低电磁干扰谐振技术、抖频技术、六面屏蔽工艺五、开关电源的应用领域开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热等领域。第二节：DC-DC变换器的基本拓扑基本的DC-DC变换器的拓扑结构：①、Buck变换器②、Boost变换器③、Buck-Boost变换器④、Cuk变换器⑤、Sepic变换器⑥、Zeta变换器一、Buck变换器1、Buck变换器电路图稳态电压关系：其中：D=ton/TS0≤D≤12、稳态电压增益的推导电感正反向电压伏秒：正

6、向伏秒:(Vin–Vo)DTs反向伏秒:Vo(1–D)Ts由电感伏秒平衡:所以：(Vin–Vo)DTs=Vo(1–D)Ts简化后，有如下输入/输出稳态关系：3、Buck变换器的特征：---输出电压低于输入电压---输入电流断续---输出电流连续---开关驱动需要隔离4、Buck变换器的拓展：---三绕组去磁单正激变换器---二极管去磁双正激变换器---谐振去磁单正激变换器---有源去磁单正激变换器---相移控制全桥变换器---对称驱动半桥变换器---对称驱动全桥变换器---对称驱动推挽变换器5、Buck变换器本身的应用：Buck变换器

7、的应用非常广泛，如：---计算机CPU中的VRM---通信单板的负载端变换器（POL）---多输出开关电源中辅路的后调变换器等等、、、二、Boost变换器1、Boost变换器电路图稳态电压关系：其中：D=ton/TS0≤D＜12、稳态电压增益的推导电感正反向电压伏秒：正向伏秒:VinDTs反向伏秒:(Vo–Vin)(1–D)Ts由电感伏秒平衡:所以：VinDTs=(Vo–Vin)(1–D)Ts简化后，得到如下输入/输出稳态关系：3、Boost变换器的特征：---输出电压高于输入电压---输入电流连续---输出电流断续---开关驱动不需要隔离

8、4、Boost变换器的特