(整理)開關電源主要名詞解釋

1、開關電源主要名詞解釋開關電源1 .脈寬調制(Pulse Width Modulation PWM )開關電源中常用的一種調制控制方式。其特點是保持開關頻率恒定，即開關周期不變，改變脈沖寬度，使電網電壓和負載變化時，開關電源的輸出電壓變化最少。2 .占空比(Duty Cycle Ratio )一個周期T內，晶體管導通時間t oN所占比例。占空比 D=t oN/T o3 .硬開關(Hard Switching )晶體管上的電壓(或電流)尚未到零時，強迫開關管開通(或關斷)，這是開關管 電壓下降(或上升)和電流上升(或下降)有一個交疊過程，因而，開關過程中管 子有損耗，這種開關方式稱為硬開關。4 .

2、軟開關(Soft Switching )使晶體管開關在其中電壓為零時開通，或電流為零關斷，從而在開關過程中管子損 耗接近于零，這種開關方式稱為軟開關。5 .諧振(Resonance )諧振是交流電路中的一種物理現象。在理想的(無寄生電阻)電感和電容串聯電路輸入端，加正弦電壓源，當電源的頻率為某-頻率時，容抗與感抗相等，電路阻抗為零，電流可達無窮大，這一現象稱為串聯諧振。同理，在理想的LC弁聯電路加正弦電流源時，電路的總導納為零，元件上的電壓為無窮大，稱為弁聯諧振。電路 諧振時有兩個重要參數：諧振頻率-諧振時的電路頻率，w0=1 /，LC,稱為諧振頻率。特征阻抗-諧振時，感抗等于容抗。其值為：Z

3、o=，L /C,稱為特征阻抗。當LC串聯突加直流電壓時,電路中電流按正弦規(guī)律無阻尼振蕩，其頻率即電路的諧振頻率,或稱振蕩頻率.6 .準諧振(Quasi Resonance )對于有開關的LC 串聯電路，當電流按諧振頻率振蕩時，如果開關動作，使電流正弦振蕩只在一個周期的部分時間內發(fā)生，電流呈準正弦，這一現象稱為準諧振。同樣，在 LC 并聯電路中，借助開關動作，也可獲得準諧振。7 .零電壓開通(Zero Voltage -Switching ,簡稱 ZVS)利用諧振現象，在開關變換器中器件電壓按正弦規(guī)律振蕩到零時，使器件開通，稱為 ZVS 。8 .零電流關斷(Zero -Current -Swit

4、ching,簡稱 ZCS)同理，當開關變換器的器件電流按正弦規(guī)律振蕩到零時，使器件關斷，稱為ZCS。9 PWM 開關變換器(PWM Switching Converler )用脈寬調制方式控制晶體管開關通、斷的開關變換器。它屬于恒頻控制的硬開關類型。10 .離線式開關變換器(Off Line Switching Converter )是一種AC DC 變換器，其輸入端整流器和平波電容直接接在交流電網上。11 諧振變換器(Resonant Converter )利用諧振現象，使開關變換器中器件上的電壓或電流按正弦規(guī)律變化，從而創(chuàng)造了ZVS 或 ZCS 的條件，稱為諧振變換器。分串聯和并聯諧振變換

5、器兩種。在橋式變換器的輸出端串聯LC 網絡， 再接變換器和整流器，可得串聯諧振DC DC 變換器；在橋式變換器串聯LC 網絡的電容兩端并聯負載(包括變壓器及整流器)， 可得 DC DC 并聯諧振變換器。12 .準諧振變換器(Quasi Resonant Converter )利用準諧振現象，使開關變換器中器件上的電壓或電流按準正弦規(guī)律變化，從而創(chuàng)造了 ZVS 或 ZCS 的條件，稱為準諧振變換器。在單端、半橋或全橋變換器中，利用寄生電感和電容(如變壓器漏感、晶體開關管或整流管的結電容)或外加諧振電感和電容，可得相應的準諧振變換器。諧振參數可以超過兩個，例如三個或更多，這時又稱為多諧振變換器。為

6、保持輸出電壓基本恒定，諧振和準諧振變換器均必須應有變頻控制。13 .零開關-PWM 變換器(Zero -Switching Converter )在準諧振變換器中，增加一個輔助開關，以控制諧振網絡的工作使變換器一周期內，一部分時間按ZCS 或 ZVS 準諧振變換器工作，另一部分時間按PWM 變換器工作，稱為ZCS PWM 或ZVS PWM 變換器。它兼有 ZCS (或ZVS)軟開關和 PWM恒頻控制的特點。這時諧振網絡中的電感是與主開關串聯的。14 .零過渡 PWM 變換器(Zero -Transition Converter)如果將諧振網絡與主開關并聯，仍用輔助開關控制，則也可得到與ZCS

7、PWM或ZVS PWM 變換器相同的特點，分別稱為ZCT PWM 或ZVT PWM 變換器(ZCT- 零電流過渡，ZVT-零電流過渡，ZVT -零電壓過渡)。它本質上仍屬于ZCS或ZVS 軟開關PWM變換器。15 .移相式全橋 ZVS PWM 變換器(Phase -Shift FB ZVSPWM Conveter )在全橋開關變換器中，利用開關管結電容和變壓器漏感(必要時外加諧振元件)的諧振和移相控制驅動脈沖，以實現ZVS的條件，稱為移相式全橋ZVS PWM變換器。它也是軟開關PWM變換器，適用于大功率、低電壓輸出。16 高頻開關變換器60 年代 PWM 開關變換器的開關頻率為20kHz, 所

8、用開關器件為功率雙極晶體管。提高開關頻率，可以降低變換器的體積、重量，提高功率密度，控制音頻噪聲，改善動態(tài)響應。但為了提高開關頻率，先決條件是必須有高頻功率晶體管。此外，頻率越高，PWM 開關（一種硬開關）的開關過程損耗也越大，不能保證高頻高效運行。高頻功率MOSFET 的廣泛應用，使開關變換器高頻化有了可能，PWM 開關變換器的開關頻率提高到30kHz 以上。 80 年代軟開關變換技術的開發(fā)，使高頻、高效率開關變換器有可能商品化。例如：準諧振開關電源，開關頻率達到1 10MHz ,功率密度達到80W/in3 （ PWM開關變換器受頻率限制，功率密度 最高為0. 5-3W/in3）;移相式全橋

9、 ZVS PWM變換器，功率250W 以上， 開關頻率可達0. 5 -1MHz。但當應用1GBT做開關器件時，開關頻率一般只限于 20 -40kHz 。但有些高頻 1GBT如1RGBC30U 可工作到300kHz 。17 DC DC 開關變換器由直流電源供電時，輸送直流功率的開關變換器。它是開關電源的功率電路，包括功率變換及整流濾波兩部分。其輸出電壓可低于或高于輸入電壓。按輸入、輸出有無變壓器分有隔離、無隔離兩類。無隔離變壓器的DC DC 變換器的典型拓撲有：Buck , Boost , Buck Boost , Cuk , Sepic 和 Zeta 六種。其中 Buck , Boost 和B

10、uck Boost是基本的拓撲。它們的核心部分是 T形（或Y形）開關網絡。注：T形開關網絡由功率晶體管 S、整流二極管D及電感L組成，不同接法得到不 同拓撲，如下表，設 T形網絡三個端點標為a, b及c,中點為o, T形網絡的輸 入（ ab ）端和輸出（cb ）端分別接直流電源和并有濾波電容的負載。拓撲名稱串聯支路oa 并聯支路ob 串聯支路ocBuck BoostBuck- Boost18 連續(xù)導電模式CCM （ Continueous Conducting Mode ）一周期內電感電流（或傳送能量的電容電壓）始終大于零。19 不連續(xù)導電模式DCM （ Discontinueous Cond

11、ucting Mode ）一周期內上述電量波形不連續(xù)。20 Buck 變換器又稱降壓變換器，由簡單的電壓斬波加LC 濾波電路組成。CCM 時（下同），理論上其穩(wěn)態(tài)電壓比 V o/V=D <1, D為占空比，故輸出電壓 V o小于輸入電壓 V o 但輸入端電流不連續(xù)，而輸出端電流連續(xù)。21 Boost 變換器 又稱升壓變換器，也是斬波和濾波的組合電路，濾波電感接在輸入端。理論上電壓比V o/V i=1 / （1 -D）,故輸出電壓高于輸入電壓。輸入電流連續(xù)，適合于做有源功率因數校正電路。但輸出電流不連續(xù)。Boost 電路與 Buck 電路對偶。22 . Buck Boost 變換器由電壓斬

12、波器和濾波器組成。其特點是依靠電感儲能，將功率由電源傳送到負載。穩(wěn)態(tài)電壓比V o/V i=D / （1 -D）,輸出電壓可高于或低于輸入電壓，取決于 D大于或小于0.5 。輸入和輸出電流均不連續(xù)。23 Cuk （丘克）變換器Buck Boost的T形開關網絡經過對偶變換可得 Cuk變換器的形（或II形）開 關網絡。設網絡的三端標號為 a、b、c、（c為共地端），則a c支路接開關S, bc支路接二極管 D, a b （串聯）支路接電容 Co Cuk變換器與Buck Boost變 換器對偶，左半部分電路與Boost 類似，右半部分電路與Buck 類似，左右兩部分用電容耦合。其電壓比也是 D/ （

13、1 -D）,即輸出電壓可高于或低于輸入電壓。但輸出電流連續(xù)，輸入一般串聯電感，因此輸入電流也連續(xù)。Cuk 電路的特點是靠耦合電容儲能，將功率又電源傳送到負載，該電容稱為能量傳送元件。24 Sepic 變換器Sepic變換器左半部分與 Boost電路類似，右半部分與 Buck Boost類似，中 間以電容（傳送能量的元件）耦合，Sepic 變換器是Cuk 變換器的派生電路。25 Zeta 變換器Zeta 變換器也是Cuk 變換器的派生電路。傳送能量的元件是電容，與 Sepic 變換器有類似之處。但左半部分類似Buck -Boost ,而右半部分類似 Buck。26 .單端變換器（Single -

14、Ended Converter ）電路形式最簡單的有隔離變壓器的DC DC 變換器。其主要特征是高頻變壓器的磁心被單向脈動電流激磁，一周期內磁心中的磁通只在磁滯回線（即 B H同線的第一象限）上變化，因而磁心的磁性能不能充分利用。按一周期內激磁方向不同，有正激、反激變換器；還有帶隔離的Cuk 變換器等?？梢杂卸嗦份敵觥?7 （單管）正激變換器（Forward Converter ）結構簡單的一種單端變換器，本質上是有隔離變壓器的Buck 變換器，副邊輸出端除串聯一個二極管外，還并聯一個續(xù)流二極管。其特點是開關管導通時，能量由原邊傳送到副邊；開關管關斷時，副邊依靠電感續(xù)流。但兩種情況下磁心所受激

15、磁方向相同。因此必須采取“復位 ”措施（如變壓器加去磁繞組），使一周期內結束時磁通恢復到周期開始時的原位置。單管正激變換器適用于小功率（幾十到幾百W），開關管承受電壓按2Vi 計算。 Vi 為輸入電壓。28 .雙管正激變換器（Two -Transistor Forward Converter）正激變換器中有兩個開關管與變壓器原邊繞組串聯，同時開通或關斷。變壓器原邊接法象一個電橋，橋臂對角分別為兩個開關管和兩個二極管。橋的輸出接變壓器原邊，副邊電路形式和單管正激一樣。其運行模式和橋式變換器完全不同。由于toff時有去磁電流經過二極管及原邊繞組，故無需另設去磁繞組。雙管正激變換器可用于中等功率(1

16、 -2kW以下)，每管承受電壓約為 Vio兩套相同的雙管正激變換器 副邊并聯，輸入串聯或并聯，接于AC/DC整流器后，可用于大功率(5 -10kW )輸出、輸入端接AC 400W 或 220 電網的整流輸出端。29 反激變換器(Flyback Converter )一種最簡單的單端變換器。與正激電路不同的是：電壓器副邊接反向(Flyback )二極管。在toff 時變壓器副邊繞組中流過去磁電流，無需另設去磁繞組。反激變壓器實質上是有隔離的 Buck Boost變換器，其變壓器起了傳送能量元件(電感)的作用，因此變壓器磁心應有較大氣隙，使磁性能利用更不充分。適用于小功率( 100W )。開關承受

17、電壓和單管正激電路一樣。30 推挽變換器(Push Pull Converter )兩個對稱正激電路接成推挽形式，構成方波逆變器，功率變壓器副邊接推挽整流及LC 濾波電路，形成Buck 型推挽變換器，但輸出無需另加續(xù)流二極管。主要優(yōu)點是設計簡單，變換器磁心利用充分，無需另加去磁繞組。每管承受電壓大于2Vi 。缺點是兩管可能同時導電。可用于中等功率及需要多路輸出時。電感接在輸入端時，稱為 Boost 型推挽變換器。31 .半橋變換器(Half Bridge Converter )由兩個功率晶體管和兩個電容組成橋式方波逆變器，兩電容串聯接輸入電壓，變壓器副邊接推挽或橋式整流濾波電路，適用于中等功率

18、。32 .全橋變換器（Full Bridge Converter ）由四個功率晶體管組成電橋。適用于大功率，半橋和全橋變換器的優(yōu)點是每個管子的電壓承受Vi ， 變壓器磁性能可充分利用。缺點是要考慮對稱問題，并且一個支路中，兩個橋臂的晶體管都導通時，是很危險的。濾波電感可接在電源輸入端或整流輸出端，分別稱為Boost 或 Buck 型橋式變換器。33 . AC-OK Signal （交流電源正常信號）：該信號用以指示 220VAC電源輸入 電壓的接通或關斷。34 Apparent Power （視在功率）：該功率值是電路中電壓有效值（RMS ）與電流有效值（RMS ）的乘積，該值未考慮功率因數。

19、35 Bandwidth （頻帶寬度）：測定電源某參數時必須考慮的頻帶范圍。36 Baseplate （基板）：電源模塊安裝用的鋁基板。37 Bleeder Resistor （泄漏電阻）：為使用電容放電，在電路中可接入一只泄漏電阻，以便產生很小的漏電流。38 Bobbin （線圈骨架）：繞制變壓器或電感線圈的支架，該骨架也可起到線圈與鐵芯間的絕緣作用。39 Breakdown Voltage （擊穿電壓）：在該電壓的作用下，電氣絕緣被破壞。在電源系統中，擊穿電壓是指加到輸入與輸出端或輸入、輸出端到底板間的最高電流或直流電壓。40 . Burn -in （老化）：電源產品出廠前，為了排除元件初

20、期故障和其他潛在的影響，通常應在額定負載下運行一段時間，這個過程叫做產品老化。41 Center Tap （中心抽頭）：在變壓器電感線圈中點引出的電氣接頭。42 Common Mode Noise （共模噪聲）：兩導體對某個基準點具有相等的噪聲，通常指交流電源火線和零線對地的噪聲。43 Crest Factor （波峰因數）：在交流電路中，波形的峰值與有效值（RMS ）之比。在傳輸功率一定的條件下，隨著峰值增大，有效值（RMS ）也增大。所以，功耗也增大。波峰因數有時來說明交流電源線中電流的應力。44 Cross Regulation （交叉調整）：一路輸出端負載變化對另一路輸出負載的調整作用

21、。45 Crowbar （扛桿電路，急劇短路電路）：一種保護方法，檢測到過壓或過流故障后，為了保護負載，該電路可使電源輸出端迅速短路到地。46 Current Mode （電流型）：開關型變換器的一種控制方法，采用電流型控制時， 變換器的通過雙環(huán)控制電路，根據檢測出的輸出電流和輸出電壓調整脈沖寬度，以便穩(wěn)定輸出電壓。47 Current Monitor （電流監(jiān)控器）：輸出信號與輸出電流成正比模似電流信 號。48 . DC OK Signal （直流電源正常信號）：監(jiān)控直流輸出狀態(tài)的信號。49 Derating （降額）：為了提高電源運行可靠性而降低運作要求。在電源系統中，當環(huán)境溫度較高時，為

22、使電源安全工作，通常降低輸出功率使用。50 Defferential Mode Noise （差模噪聲）：排除共模噪聲后，在兩條電源線之間測出的電源線對公共基準點的噪聲。測試結果為兩電源線的噪聲分量之差。在電壓系統中通常在直流輸出端和直流返回端測試噪聲。51 Drift （漂移）：當電源電壓、負載和工作溫度等參數保持不變的情況下，在預熱過程后，輸出電壓隨時間的變化叫做漂移。52 Dropout （跌落電壓）：交流輸入下限，輸入電壓低于該值后，輸出電壓就不能穩(wěn)定。在線性電源中，跌落電壓主要取決于電源輸入電壓。在大部分開關電源中，跌落電壓主要取決于負載大小，而與輸入電壓關系不大。53 Dynami

23、c Load Regulation （電源動態(tài)負載調整率）： 輸入電流迅速變換時，輸出電壓產生的變化。54 Electronic Load（電子負載）：用作電源輸出負載的一種電子裝置，該負載可實現動態(tài)調整，并可由計算機控制。55 Floating Output（懸浮輸出）：電源一個輸出端的電壓，不以另外任何一個輸出端為基準。非懸浮輸出電源，各組輸出有一個公共地線。56 Foldback Current Limiting （折返限流）：一種過流保護方式。采用折返限流方式時, 當負載電流達到一定數值后就開始下降，當負載接近短路狀態(tài)時，輸出電流下降到最小值。57 Haversine （迭加正弦波）：

24、該波形與正弦波的特性相同，但它是迭加在基他波形上的正弦波部分，典型離線式電源的輸入電流波形即為這種波形。58 Holdup Capacitor （保持電容器）：該電容的儲能可在輸入電壓中斷后的一段時間內，保持輸出電壓。59 Holdup Time （保持時間）：交流輸入電源發(fā)生故障后，電源能保持輸出電 壓不變的時間。60 Hot Swap （帶電插拔）：在通電的系統中將電源插入或拔出。61 Inrush Current （輸入浪涌電流）：電源接通瞬間，流入電源設備的峰值電流。由于輸入濾波電容迅速充電，所以該峰值電流遠遠大于穩(wěn)態(tài)輸入電流。62 Line Regulation （電源電壓調整率）：交流輸入電壓從最低值變到規(guī)定的最大值時，輸出電壓的變化率。63 Low Line （最低電源電壓）：能夠維持變換器輸出電壓穩(wěn)定的最低穩(wěn)態(tài)輸入電壓。64 Off Line （離線）：電源設備的輸入功率直接由交流電源供給。整流和濾波電路以前，不需要50Hz 60Hz 電源變壓器，這