開關(guān)電源簡介V10

1、文件編號TEST-TG-HG002版 本 號V1.0審批姓名簽字日期編寫徐大鵬2011-10-20審核批準(zhǔn)文件變更記錄版本修訂原因修訂內(nèi)容修訂人日 期修訂章節(jié)修訂類型修訂描述創(chuàng)建所有ALLALL創(chuàng)建所有徐大鵬2011-10-20注釋：修訂類型： A 增加 M 修改 D 刪除目 錄1目的42范圍43參考文件44術(shù)語和定義45內(nèi)容和要求4Buck變換器4Boost變換器5Buck-Boost變換器6CUK變換器8各種開關(guān)電源的比較：106小結(jié)111 前言本文主要是對目前業(yè)界流行的開關(guān)電源進(jìn)行分類，本文主要介紹直流型的開關(guān)電源，使得硬件開發(fā)設(shè)計(jì)人員和電源測試人員熟悉各種開關(guān)電源工作原理和設(shè)計(jì)方法，以

2、便在后續(xù)應(yīng)用中根據(jù)實(shí)際需求選取開關(guān)電源進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和電源的測試。2 引用文件網(wǎng)絡(luò)3 基本概念開關(guān)電源：開關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制開關(guān)管開通和關(guān)斷的時(shí)間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源。Buck：指的就是降壓型轉(zhuǎn)換器、Buck Converter的意義(Buck一詞等于降壓)。 Buck Converter的功能是降低電壓，將輸入電壓推落(buck down)轉(zhuǎn)換成為較低的輸出電壓，因此也稱為降壓型轉(zhuǎn)換器(Step-Down Converter)。Boost：Boost就是升壓的意思，主要是指直流電壓的升高，一般叫the boost converter或者叫step-up conve

3、rter。Cuk：美國加州理工學(xué)院Slobodan Cuk提出的對Buck/Boost改進(jìn)的單管不隔離直流變換器，在輸入輸出段均有電感，可以顯著減小輸入和輸出電流的脈動，輸出電壓的極性和輸入電壓相反，輸出電壓既可以低于也可以高于輸入電壓。Cuk變換器可看做是Boost變換器和Buck變換器串聯(lián)而成，合并了開關(guān)管。PWM：pulse width modulation的縮寫，脈沖寬度調(diào)制，保持開關(guān)周期不變，調(diào)節(jié)開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間。PFM：pulse frequency modulation的縮寫，頻率調(diào)制，保持開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間不變，改變開關(guān)周期ZCS：零電流諧振開關(guān)ZVS：零電壓諧振開關(guān)4 主要內(nèi)容4.1

4、開關(guān)電源的分類按電壓轉(zhuǎn)換形式可分為：AC/DC的一次電源，即整流電源；DC/DC的二次電源。其中二次電源按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（即按輸入與輸出之間是否有電氣間隔）可分為：隔離型電源，即有變壓器；非隔離型電源，無變壓器。其中按照有源功率器件的個(gè)數(shù)有如下分類：1. 隔離型電源可以按有源功率器件的個(gè)數(shù)分為：l 單管的正激式（Forward）和反激式（Fly back）l 雙管的正激式（Double Transistor Forward Converter）、反激式（Double Transistor Fly back Converter）、推挽式（Push-Pull Converter）和半橋式（Half-Br

5、idge Converter）l 四管的全橋式（Full-Bridge Converter）2. 非隔離型電源按有源功率器件的個(gè)數(shù)分為：l 單管降壓式（Buck）、單管升壓式（Boost）、單管升壓降壓式電感傳輸式（Buck Boost）、單管升壓降壓式電容傳輸式（Cuk）l 雙管串接的升壓式（Buck-Boost）l 四管全橋式（Full-Bridge Converter）各種開關(guān)電源結(jié)構(gòu)比較電路形式開關(guān)管絕緣方式振蕩方式控制方式輸出功率（W）優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)隔離型電路正激式單管絕緣他激脈沖寬度或頻率50200僅需一只高壓快速二極管，電流波形好高頻變換器復(fù)雜反激式20100高頻變壓簡單，無需高壓快速

6、二極管，濾波電路簡單開關(guān)管反壓最大，高于2倍輸入電壓推挽式多管100500兩開關(guān)管驅(qū)動容易若電流不平衡，有置于變壓器為飽和的危險(xiǎn)半橋式100700高頻變壓器更簡單，開關(guān)管耐壓低開關(guān)管需要懸浮驅(qū)動，需要4只高壓快速二極管全橋式5002000每只開關(guān)管有效功率最大，高頻變壓器簡單，開關(guān)管耐壓低驅(qū)動電路復(fù)雜，需要4只高壓快速二極管和4只高壓開關(guān)管非隔離型電路降壓式單管非絕緣50電路簡單，效率高不適用大電流升壓式30變換極性30振鈴式絕緣自激頻率100占空比與輸入電壓成反比，不受負(fù)載影響，容易大范圍調(diào)節(jié)變壓器利用率低輸出功率小洛埃耶式振幅50無需控制功能和超負(fù)載保護(hù)磁心損失大，元件損耗大，輸出容量小井森式多管100300具有洛埃耶式的優(yōu)點(diǎn)，并克服他的缺點(diǎn)需要兩只變壓器4.2 Buck變換器a. 別名：降壓變換器，串聯(lián)開關(guān)穩(wěn)壓電源，三端開關(guān)型降壓穩(wěn)壓器等b. 線路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：c.工作原理：4.3 Boost變換器a. 別名：升壓變換器，并聯(lián)開關(guān)電源，三端開關(guān)型升壓穩(wěn)壓器等b. 線路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：c. 工作原理：4.4 Buck-Boost變換器a. 別名：降壓-升壓變換器，反轉(zhuǎn)變換器b.