【文章內容簡介】 O 推挽電路的理想化波形 TtNNUU on12io 2?DCDC變換電路 各種不同的間接直流變流電路的比較 電路 優(yōu)點 缺點 功率范圍 應用領域 正激 電路較簡單 ， 成本低 ， 可靠性高 ， 驅動電路簡單 變壓器單向激磁 ，利用率低 幾百 W~幾 kW 各種中 、 小功率電源 反激 電路非常簡單 ， 成本很低 ， 可靠性高 ，驅動電路簡單 難以達到較大的功率 ， 變壓器單向激磁 ， 利用率低 幾 W~幾十 W 小功率電子設備 、計算機設備 、 消費電子設備電源 。 全橋 變壓器雙向勵磁 ，容易達到大功率 結構復雜 ， 成本高 ，有直通問題 ， 可靠性低 ， 需要復雜的多組隔離驅動電路 幾百 W~幾百 kW 大功率工業(yè)用電源 、 焊接電源 、電解電源等 半橋 變壓器雙向 勵 磁 ， 沒有變壓器偏磁問題 ，開關較少 ， 成本低 有直通問題 ， 可靠性低 ， 需要復雜的隔離驅動電路 幾百 W~幾 kW 各種工業(yè)用電源 ， 計算機電源等 推挽 變壓器雙向勵磁 ， 變壓器一次側電流回路中只有一個開關 ， 通態(tài)損耗較小 ， 驅動簡單 有偏磁問題 幾百 W~幾 kW 低輸入電壓的電源 輸出整流濾波電路 ?全波整流和全橋整流 全波整流電路和全橋整流電路原理圖 a）全波整流電路 b）全橋整流電路 ?雙端電路中常用的整流電路形式為全波整流電路和全橋整流電路。 +VD 1VD 2L+VD1LVD3VD2VD 4輸出整流濾波電路 ?全橋電路的特點 ?優(yōu)點：二極管在斷態(tài)承受的電壓僅為交流電壓幅值 ， 變壓器的繞組結構較為簡單 。 ?缺點：電感 L的電流流過兩個二極管 ， 回路中存在兩個二極管壓降 ， 損耗較大 ， 而且電路中需要 4個二極管 ， 元件數較多 。 ?適用場合：高壓輸出的情況下 。 輸出整流濾波電路 ?全波整流電路的特點 ?優(yōu)點：電感 L的電流只流過一個二極管 ， 回路中只有一個二極管壓降 ， 損耗小 ， 而且整流電路中只需要 2個二極管 ， 元件數較少 。 ?缺點：二極管斷態(tài)時承受的反壓是二倍的交流電壓幅值 ， 對器件耐壓要求較高 ， 而且變壓器二次側繞組有中心抽頭 ， 結構較復雜 。 ?適用場合：輸出電壓較低的情況下（ 100V） 。 開關電源現階段的發(fā)展方向 ? 更高的功率密度、更高的變換效率及更好的動態(tài)特性 為使開關電源輕、小、薄，發(fā)展趨勢是高頻化。高頻化是傳統(tǒng)的PWM開關損耗加大、效率降低、噪聲增加。實現零電壓導通、零電流關斷的軟開關技術將成為開關電源產品未來的主流。 ? CAD技術 利用 CAD設計開關電源系統(tǒng)，做穩(wěn)定性分析、電路仿真、印制板設計、熱傳導分析、 EMI分析及可靠性預估等。 開關電源現階段的發(fā)展方向 ? 更好的環(huán)保特性及可靠性 相對于線性穩(wěn)壓電源而言，開關電源有較大的電磁干擾及對交流電源的諧波污染。為此，國際上有很多管制條例。例如針對中小功率電器的 IEC5552，針對大功率設備的 IEC5554，最新也是最嚴格的標準是 IEC100032， 《 諧波電流發(fā)射限值（設備每相輸入電流 ?16A） 》 。開關電源必須采用更有效的諧波噪聲抑制措施。 開關電源方面的技術革新 ? 軟開關技術 這是相對于 PWM硬開關技術，為適應小體積高效率的要求發(fā)展的開關電壓和電流波形不交疊的技術，即零電壓零電流技術。 最典型的應用是 90年代中期開始的全橋 ZVSPWM技術。 90年代末南航的阮新波提出了滯后臂串加二極管的較實用的全橋移相ZVZCS方案。目前，該技術在各大電源生產廠家得到廣泛應用。一般的， 530V輸入、 220V輸出的 DC/DC滿載效率可達 96%。 開關電源方面的技術革新 ? 控制技術 由于開關電源是非線性系統(tǒng)，并具有離散結構的特點，負載性質也是多變的，并要求主電路性能滿足電網電壓大范圍變化等特點，是開關電源的控制技術和控制器的設計較為復雜。 電流型控制及多環(huán)控制（ Multiloop control）以在開關電源中得到廣泛應用。電荷控制（ Charge control）、本周期控制（ One cycle control）、 DSP控制等技術的開發(fā)和專用控制芯片的研制使開關電源動態(tài)性能有很大的提高，電路也大幅簡化。 開關電源方面的技術革新 ? 高頻磁元件 平面磁心及平面變壓器技術： 磁心、繞組都是平面結構。繞組采用 銅箔或印制板，省去了繞組骨架，有利于散熱，漏感 LLK小，集膚效 應損耗小。國內外較大的軟磁鐵氧體供應商已推出相應的平面磁心， 如 PHILIP推出的 E64/10/50、 E64/10/50和 PLT64。在 3KW的電源應用 中，變壓器體積是應用雙 E65磁材的 20%，漏感 LLK為原來的 1/3，銅 損降至最小。 集成磁元件： 將多個磁元件（如變壓器和倍流整流的電感）集成在 一個磁心上，成為集成 TL磁元件，可以減小電源體積，降低損耗 。 開關電源與相控電源的比較 ? 工作原理比較 相控電源 是指采用晶閘管作為整流器件的電源系統(tǒng) ， 其原理是交流輸入電壓經工頻變壓器降壓 ， 然后采用晶閘管進行整流 。 并通過移相控制以保持輸出電壓的穩(wěn)定 。 高頻開關電源 先將輸入的工頻交流電經整流濾波后得到直流電壓 ，再通過功率變換器變換成高頻脈沖電壓 ， 經高頻變壓器和整流濾波電路最后轉換為穩(wěn)定的直流輸出電壓 。 因其采用脈沖寬度調制 （ PWM）電路來控制大功率開關器件 （ 功率晶體管 、 MOS管 、 IGBT等 ） 的導通和截止時間 ， 故可以得到很高的穩(wěn)壓和穩(wěn)流精度及很短的動態(tài)響應時間 。 高頻開關電源內部還應用了軟開關技術和無源功率因數校正（ PFC） 技術 ， 所以開機浪涌基本消除 ， 功率因數大幅提高 ， 是晶閘管 、 磁飽和類直流電源系統(tǒng)的更新?lián)Q代產品 。 開關電源與相控電源的比較 ? 技術性能比較 開關電源與相控電源的比較 ? 供電可靠性比較 1）晶閘管相控電源響應速度慢，反應時間為幾十 ms，輸入電壓突變時在輸出端會產生沖擊，容易燒壞二次設備。高頻開關電源直流系統(tǒng)采用無級調壓方式，響應速度快，輸入電壓突變時，模塊在 200μ s內調整完成，過沖小于 5％。 2）晶閘管相控充電裝置發(fā)生故障時，必須將整臺充電裝置退出運行，然后進行維護和檢修，降低了系統(tǒng)的可靠性。高頻開關電源直流系統(tǒng)由于采用模塊化結構和 N＋ 1備份方式，使系統(tǒng)的可靠性得到大大提高，并為系統(tǒng)擴容提供了極大方便。當運行的電源系統(tǒng)中某一整流模塊出現故障時，該模塊自動退出，其它模塊繼續(xù)均衡工作，對系統(tǒng)供電不產生影響，且模塊可以帶電插拔。當用戶需要擴展電源系統(tǒng)容量時，只需增加整流模塊即可以實現。 開關電源與相控電源的比較 3）高頻