開(kāi)關(guān)電源講解與習(xí)題(已修改)
2025-01-22 13:01 本頁(yè)面
【正文】 44 課題四 開(kāi)關(guān)電源 開(kāi)關(guān)電源是一種高效率、高可靠性、小型化、輕型化的穩(wěn)壓電源，是電子設(shè)備的主流電源。廣泛應(yīng)用于生活、生產(chǎn)、軍事等各個(gè)領(lǐng)域。各種計(jì)算機(jī)設(shè)備、彩色電視機(jī)等家用電器等都大量采用了開(kāi)關(guān)電源。本課題介紹了開(kāi)關(guān)電源的相關(guān)知識(shí)：開(kāi)關(guān)器件（電力晶體管、電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管）、 DC/DC 變換電路、開(kāi)關(guān)狀態(tài)控制電路以及軟開(kāi)關(guān)技術(shù)。 一、本課題學(xué)習(xí)目標(biāo)與要求 1．掌握開(kāi)關(guān)電源主要器件（大功率晶體管 GTR、功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管 MOSFET）的工作原理和特性。 2．掌握 DC/DC 變換電路的基本概念和工作原理。 3．了解 PWM 控制電路的基本組成和工作原理。 4．熟悉 PWM 控制器集成芯片。 5．了解軟開(kāi)關(guān)的基本概念。 二、主要概念提示及難點(diǎn)釋疑 1．電力晶體管 在電力電子技術(shù)中， GTR 主要工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)。晶體管通常連接稱共發(fā)射極電路，NPN 型 GTR 通常工作在正偏（ Ib0）時(shí)大電流導(dǎo)通；反偏（ Ib0）時(shí)處于截止高電壓狀態(tài)。因此，給 GTR 的基極施加幅度足夠大的脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)，它將工作于導(dǎo)通和截止的開(kāi)關(guān)工作狀態(tài)。 2．電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管 當(dāng) D、 S 加正電壓（漏極為正，源極為負(fù)）， UGS=0 時(shí)， D、 S 之間無(wú)電流通過(guò)；如果在 G、 S 之間加一 正電壓 UGS，當(dāng) UGS 大于某一電壓 UT時(shí)，柵極下 P 區(qū)表面的電子濃度將超過(guò)空穴濃度，從而使 P 型半導(dǎo)體反型成 N 型半導(dǎo)體而成為反型層，該反型層形成N 溝道而使 PN 結(jié) J1 消失，漏極和源極導(dǎo)電。電壓 UT稱開(kāi)啟電壓或閥值電壓， UGS 超過(guò)UT越多，導(dǎo)電能力越強(qiáng)，漏極電流越大。 3． DC/DC 變換電路 45 DC/DC 變換電路是將一種直流電源變換為另一種直流電源的電力電子裝置。常見(jiàn)的DC/DC 變換電路有非隔離型電路、隔離型電路和軟開(kāi)關(guān)電路。 （ 1）降壓斬波電路 降壓斬波電路是一種輸出電壓的平均值低于輸入直流電壓的電路。輸出電壓平均 值為 kUU ?o 式中 k為斬波器的占空比 TTk ON? （ 2）升壓斬波電路 升壓斬波電路的輸出電壓總是高于輸入電壓。輸出電壓平均值為 （ 3）升降壓斬波電路
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