开关电源复习总结.docx

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开关电源复习总结

开关电源技术

考试题型：

填空，20分；简答，20分；画图分析，40分；综合设计（误差放大器），20分

重要声明：

此资料由个人整理，所有内容的正确性、准确性均不保证；若任何人因迷信此资料而造成错复、漏复、甚至是挂科等严重后果，本人概不负责，特此声明。

第一章、绪论

1.电源

可以分为发出电能的电源和变换电能的电源两大类;发出电能的电源如发电机、电池等；变换电能的电源如线性电源、相控电源、开关电源等。

变换是把一种形态的电能变换为另一种形态的电能,目的是把粗电变成精电.

2.开关电源

全电路中的电力电子器件工作在开关状态的电源

目的：

把粗电变成精电。

开关---电力电器件工作在开关状态非线性;

高频---电力电子器件工作在高频而非工频;

直流---电源输出是直流而非交流.

3.开关电源的发展趋势

高频化、模块化、数字化、绿色化

4.开关电源的组成框图

第二章、线性电源及开关电源的提出

1.线性电源工作原理、原理图

2.线性电源的最小调整电压（NPN）

串联NPN晶体管的最小压差（Vdc-V0）为2.5V

第三章、常用元件

1.两个电压驱动控制型器件

P-MOSFET（功率场效应晶体管、全控、单极型），IGBT（绝缘栅双极型晶体管、全控）均为电压驱动控制型器件

P-MOSFET与IGBT要求有正的持续的驱动电压使其保持为通态,要求有负的持续的电压使其关断并保持为可靠的短态.电压型驱动器件的驱动功率都远小于电流型开关器件.

SCR（晶体闸流管、半控）、BJT、GTO（门极可关断晶闸管、全控）均为电流驱动控制型器件。

2．MOSFET工作在哪两个区间

工作在开关状态，即在截止区和非饱和区之间来回转换。

3.光隔离、磁隔离器件

光隔离一般采用光耦合器;磁隔离的元件通常是脉冲变压器

4.TC4424,PC929，EXB840

TC4424是P-MOSFET的驱动;IGBT的驱动是pc929、HCPL316J,EXB840

5.常用的两种缓冲电路

缓冲电路又称吸收电路，抑制器件内因过电压、du/dt、过电流和di/dt，减小器件的开关损耗。

关断缓冲电路（du/dt抑制电路）----吸收器件的关断过电压和换相过电压，抑制du/dt、减小关断损耗。

开通缓冲电路（di/dt抑制电路）---抑制器件开通时的电流过冲和di/dt，减小器件的开通损耗。

复合缓冲电路---关断缓冲电路和开通缓冲电路的结合

按能量的去向分类法：

耗能式缓冲电路和馈能式缓冲电路（无损吸收电路）

通常将缓冲电路专指关断缓冲电路，将开通缓冲电路叫做di/dt抑制电路。

第四章、buck变换器

1.原理图

2.工作过程（原理）

压降式（BUCK）变换器是一种输出电压等于或小于输入电压的单管非隔离直流变换器.电路由开关管Q1、二极管D1，输出滤波电感Lf和输出滤波电容Cf构成。

根据输出滤波电感中电流是否连续，BUCK电路可以工作在电流连续模式CCM和电流断续模式DCM。

电感电流连续模式是指输出电感Lf的电流总是大于零，电感电流断续是指开关管关断期间有一段时间Lf的电流为零。

在这两种工作方式之间有一个工作边界，即在开关管关断区间结束时，Lf的电流刚好降为零。

3.连续模式下的典型波形

4．简单的计算（V0=？

）

第五章、Boost变换器

1.原理图、工作（过程）原理

3.输出电压的调整是通过负反馈环控制开关管Q的导通时间实现的。

若直流负载电流上升，则导通时间会自动增加，为负载提供更多能量。

若Vin下降而Ton不变，则峰值电流即Lf的储能会下降，导致输出电压下降，但负反馈环会检测到电压的下降并通过增大Ton来维持输出电压恒定

2.（连续模式）典型波形

3.简单的计算（V0表达式，占空比）

第六章、反激变换器

1.工作原理

开关管Q1导通时，变换器T1储存能量，负载电流由输出滤波电容Cf提供；开关管Q1关断时，变换器T1将储存的能量传送到负载RLd和输出滤波电容Cf，以补偿电容单独提供负载电流时消耗的能量。

2.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。

3.原理图及典型波形

第七章、桥式变换器

1.优点（两点）

半桥和全桥开关变换器拓扑开关管的稳态关断电压等于直流输入电压，而不是像推挽、单端正激或交错正激拓扑那样为输入的两倍。

所有桥式拓扑广泛应用于直接电网的离线式变换器。

另一个优点是，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。

故适用高输入电压、大功率的应用场所。

2.半桥、全桥变换器的原理图、波形、简单的计算（V0=?

）

半桥：

计算：

全桥：

计算公式：

第八章、正激和推挽变换器

1.双管正激变换器的原理图、特点

第九章、输入输出级电路设计

1.抑制噪声最常用的方式、差模、共模

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）。

2.开关电源上合闸浪涌电流的抑制（两种）

1）串普通功率电阻（在整流回路中）+继电器：

加入R后，合闸电流

，适当选择R值即可将浪涌电流限制在有限值内。

2）串热敏电阻：

用负温度系数的热敏电阻代替R。

合闸时，热敏电阻有一定的冷态阻值，随着电源向负载供电，热敏电阻电流增加，其阻值减小，功耗很低，满足防止合闸浪涌的要求。

第十章、控制电路的设计

1.PWM控制电路的框图

2.UC3842的图

3.SG3525，UC3842，UCC3895，L6562芯片类型

SG3525是采用电压模式控制的集成PWM控制器

UC3842是采用峰值电流模式控制的集成PWM控制器

UCC3895是专用于PWM移相全桥DC/DC变换器的新型芯片

L6562是采用双极和COMS混合工艺制造的有源功率因数校正控制集成电路。

4.电流模式的优点

1）对输入网压变化即时响应（电压前馈特性）

2）在小信号分析中可省去输出电感简化反馈环设计

3）具有快速的电流限制能力（不需另外设置电流限制电路）

5.采样电流的哪两种方法？

？

？

？

？

？

？

？

、

电流模式控制电流的检测方法：

（1）电阻（或分流器）；

（2）电流互感器

第十一章、反馈电路设计

1.稳定原则（判据）

1）在系统开环增益为1的频率（通常称为交越频率、剪切频率）处，系统所有环节的开环相位延迟必须小于360度。

2）为防止-2斜率电路的相位随频率陡峭变化，整个电路的开环幅频特性（包括回路所有环节增益去向的代数和）以-1斜率交越。

总的开环幅频特性以-1斜率交越不是系统稳定必须的，但它能保证即使某些环节的相位变化被忽略时，相频特性曲线仍具有足够的相位余量，使系统保持稳定。

3）提供希望的相位裕度，这里通常设定为45度。

2.II型误差放大器的设计

第十二章、软开关技术

1.硬开关的缺点、危害（EMI）

（1）可获得的fs频率受限

（2）由于di/dt,dv/dt比较大带来电磁干扰（EMI）

（3）开关轨迹可能超出安全工作区域

2.零．。

。

（条件）

3.谐振开关

4.谐振变换器的优缺点

优点：

电路损耗和开关噪声大大降低

缺点：

（1）谐振电压峰值很高，要求器件耐压必须很高；

（2）谐振电流的有效值很大，电路中存在大量的无功功率的交换，造成导通损耗加大；

（3）谐振周期随输入电压、负载变化而改变，只能采用脉冲频率调制，给高频变压器、输入滤波器和输出滤波器的优化设计造成困难。

5.功率因数（两部分）

6.校正技术

CCM方式的几种PFC电路：

峰值电流型，平均电流型

7.均流技术

1）平均电流法自动均流

2）最大电流法自动均流

8.高频开关（四部分）

交流配电,整流模块,直流配电,监控模块

补充:

肖特基二极管的两个特点:

__________________

________________是全桥变换器的独有现象

谐振开关就是在器件两边加一个_____和一个_________