【正文】 1 / )Z R j L C??? ? ? (36) 一定條件下，使得 XL=XC，即 1/LC??? ， ZR? ，此時(shí)的電路狀態(tài)稱為串聯(lián)諧振。這種開關(guān)電源稱為諧振式開關(guān)電源。 圖 313 能量回饋型電流變換器電路 該電路與推挽電 路類似。當(dāng) S 斷開時(shí)， N1能量轉(zhuǎn)移到 N3，經(jīng) N3電源 VD3 向輸入端釋放能量，避免變壓器過(guò)飽和。 圖 38 推挽型變換電路 S1 和 S2 輪流導(dǎo)通，將在二次側(cè)產(chǎn)生交變的脈動(dòng)電流，經(jīng)過(guò)全波整流轉(zhuǎn)換為直流信號(hào)，再經(jīng) L、 C 濾波，送給負(fù)載。 電壓關(guān) 系： oi/ /(1 )UU ? ?? ? ? (34) 圖 36 BuckBoost 電路 拓?fù)?結(jié)構(gòu) S 通時(shí)，輸入電源僅對(duì)電感充電，當(dāng) S 斷時(shí)，再通過(guò)電感對(duì)負(fù)載放電來(lái)實(shí)現(xiàn)電源傳輸。 開關(guān)電源畢業(yè)論文 19 壓 控 振 蕩 器零 電 壓 比 較 器 控 制 邏 輯誤 差 放 大 器V C 0瞬時(shí)定時(shí)器++abcd0 . 5 V5VVrFV TT R+ BV DV0CR 圖 33 脈沖頻率調(diào)制的基本原理 各類拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)電源分析 (1) 非隔離 型開關(guān)變換器 ① 降壓變換器 Buck 電路：降壓斬波器，入出極性相同。再經(jīng)過(guò)瞬間定時(shí)器、控制邏輯和輸出級(jí)，輸出一方波信號(hào)，驅(qū)動(dòng) MOS 開關(guān)管，最后經(jīng)高頻變壓器 TR 和整流濾波獲得穩(wěn)定的輸出電壓 V0。 to nto ntto f fTto f fTVi nVi nV0V000t (a) PWM 控制方式 to nto f fT1T2tVi nVi nV0V000 t (b) PFM 控制方式 圖 31 PWM、 PFM 控制方式和波形圖 脈寬調(diào)制的基本原理 開關(guān)電源采用脈寬調(diào)制方式的占很大比例，所以有必要對(duì)脈寬調(diào)制的基本原理加以了解。脈沖頻率調(diào)制（ Pulse Frequency Modulation， PFM）是將脈沖寬度固定，通過(guò)調(diào)節(jié)工作頻率來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓。所謂軟啟動(dòng)是指電源剛通電時(shí)，因?yàn)V波電容 C 的電壓不能突變，容抗趨于零，瞬時(shí)對(duì)電容充電的電流很大，容易損壞電解電容。熱敏電阻的主要參數(shù)有： (1) RT0：零功率電阻值，表示室溫 為 25℃ 時(shí)的電阻值。日光燈短路或漏氣時(shí)，鎮(zhèn)流器的工作電流是正常工作電流的 3 倍以上，這時(shí)只要在鎮(zhèn)流器的輸出端與燈之間的電路上串接一只自動(dòng)恢復(fù)開關(guān)，就能非常有效地進(jìn)行過(guò)流保護(hù)，提高電子鎮(zhèn)流器的可靠性。它具有開關(guān)特性好、使用安全、不需維護(hù)、自動(dòng)恢復(fù)、可反復(fù)使用等特點(diǎn)。 ③恢復(fù)和快速恢復(fù)二極管有 3 種結(jié)構(gòu)，即單管、共陰對(duì)管和共陽(yáng)對(duì)管。 開關(guān)電源畢業(yè)論文 14 ② 穩(wěn)定電流 IE?，F(xiàn)在市面上從 到 200V，各種型號(hào)規(guī)格齊全。 (2) 最大管壓降 VFM：小于 。面接觸型二極管的工作電流比較大，發(fā)熱比較厲害，它的最高工作溫度不允許超過(guò) 100℃ 。 開關(guān)電源則應(yīng)該選擇線性光電耦合器，上表給出了常見的線性光電耦合器及主要數(shù)據(jù)。這表明欲獲得同樣的輸出電流，后者只需較小的輸入電流。 在開關(guān)電源中我們是采用電壓環(huán)進(jìn)行閉環(huán)調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定輸出的，光電耦合器作為輸入采樣、反饋信號(hào)、輸出驅(qū)動(dòng)的隔離器件。它廣泛用于 電平轉(zhuǎn)換、信號(hào)隔離、級(jí)間隔離、開關(guān)電路、遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸、脈沖放大、固態(tài)繼電器 (SSR)、儀器儀表、通信設(shè)備及微機(jī)接口中。因?yàn)樗鼤r(shí)一種發(fā)光體，而且用低電平的電源供電，所以它的使用壽命長(zhǎng)，傳輸效率高，而且體積小，可廣泛用于級(jí)間耦合、信號(hào)傳輸、電氣隔離、電路開關(guān)以及電平轉(zhuǎn)換等 [5]。 (5) EE 磁芯是一種常用磁芯， 對(duì)于中小功率的變壓器來(lái)說(shuō)很適合。一下是一些主要磁芯結(jié)構(gòu)的說(shuō)明。 選用磁性材料時(shí)，要選用可飽和的磁性材料。磁芯的磁狀態(tài)由鐵磁性轉(zhuǎn)變成順磁性時(shí)，在 μ— T 曲線上，80%μmax與 20%μmax的連線跟導(dǎo)磁率等于 1的直線的交點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的溫度稱為居里溫度。設(shè)計(jì)開發(fā)人員對(duì)高頻變壓器的設(shè)計(jì)制作，時(shí)開關(guān)電源設(shè)計(jì)制作的頭等重要任務(wù)。 ⑤ 開關(guān)速度快，關(guān)斷時(shí)間短。當(dāng) MOSFET的柵極驅(qū)動(dòng)電壓突然降到門限電壓時(shí)， MOSFET 由導(dǎo)通突變?yōu)榻刂?，三極管 BC557加速了 ID的跌落，為 MOSFET 起到加速作用。MOSFET 的主要缺點(diǎn)是導(dǎo)通電阻（ RDS(ON)）較大，而且具有正溫度系數(shù)，用在大電流開關(guān)狀態(tài)時(shí)，導(dǎo)通損耗較大，開啟門限電壓 VGS(th)較高（一般為 2~4V），要求驅(qū)動(dòng)變壓器繞組的匝數(shù)比采用雙極型晶體管多 1 倍以上。 MOSFET 在大功率開關(guān)電源中用作開關(guān)，比雙極型功率晶 體管具有明顯的優(yōu)勢(shì)。選用好元器件，是決定開關(guān)電源質(zhì)量的關(guān)鍵。要真正做到功率轉(zhuǎn)換、功率因數(shù)改善、全程自動(dòng)檢測(cè)控制實(shí)現(xiàn)軟件操作，目前還存在很大的差距。 (2) 材料問(wèn)題。調(diào)寬式變換器有以下幾種：正激式（ Forward Converter）、反激式（ Feedback Converter Mode）、半橋式（ Half Bridge Converter）、全橋式（ Overall Bridge Mode）、推挽式（ Push Draw Mode）和阻塞式（ Ringing Choke Converter， RCC）等 6 種。它是在脈寬調(diào)制器上附加諧振網(wǎng)絡(luò)而形成的，固定電子開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間，通過(guò)調(diào) 整振蕩頻率，最終使電路產(chǎn)生諧振，從而獲得準(zhǔn)諧振變換器的模式。另一類叫做軟開關(guān)，電子開關(guān)在零電壓下導(dǎo)通，在零電流下關(guān)斷。而其他的電源由于本身原因或使用不當(dāng)，發(fā)生短路或斷路的事故較多。對(duì)于不同的變換器形式，所選用的占空比大小是不一樣的。 斷開時(shí)間 oft 所占 T 的比例稱為斷開占空比（ D39。開關(guān)電源電路常采用有源功率因數(shù)校正。所以，凡是用半導(dǎo)體功率器件作開關(guān)，將一種電源形態(tài)轉(zhuǎn)換成另一種形態(tài)的電路，叫做開關(guān)變換電路。開關(guān)電源畢業(yè)論文 I 1． 緒論 ............................................................................................................................. 1 開關(guān)電源的概念和分類 ...................................................................................... 1 開關(guān)電源的概念 .......................................................................................... 1 開關(guān)電源的分類 .......................................................................................... 3 開關(guān)電源設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題與未來(lái)發(fā)展 .......................................................... 4 開關(guān)電源中存在的問(wèn)題 .............................................................................. 4 開關(guān)電源的發(fā)展趨勢(shì) .................................................................................. 5 2． 開關(guān)電源元器件的選用 ....................................................................................... 6 開關(guān)晶體管 .......................................................................................................... 6 功率 開關(guān) MOSFET ......................................................................................... 6 絕緣柵雙極型晶體管 ................................................................................. 7 軟磁鐵氧體磁芯 .................................................................................................. 8 磁性材料的基本特性 .................................................................................. 9 磁芯的結(jié)構(gòu)與選用 ...................................................................................... 9 光電耦合器 ........................................................................................................ 10 二極管 ................................................................................................................ 12 開關(guān)二極管 ................................................................................................ 13 穩(wěn)壓二極管 ................................................................................................ 13 快速恢復(fù)及超快速恢復(fù)二極管 ................................................................ 14 自動(dòng)恢復(fù)開關(guān) .................................................................................................... 14 熱敏電阻 ............................................................................................................ 15 3． 開關(guān)電源的設(shè)計(jì)基礎(chǔ) ...........................................................................................17 開關(guān)電源的控制方式 .........................................................................................17 脈寬調(diào)制的基本原理 ................................................................................ 17 脈沖頻率調(diào)制的基本原理 ........................................................................ 18 各類拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)電源分析 .................................................................................... 19 諧振式電源與軟開關(guān)技術(shù) ................................................................................ 24 電路的諧振現(xiàn)象 ........................................................................................ 24 諧振式電源的基本原理 ............................................................................ 25 諧振開關(guān)的動(dòng)態(tài)過(guò)程分析 .................................