【正文】 電經(jīng)整流濾波后得到直流電壓 ，再通過(guò)功率變換器變換成高頻脈沖電壓 ， 經(jīng)高頻變壓器和整流濾波電路最后轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流輸出電壓 。 開關(guān)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(jīng)工頻變壓器降壓 ， 然后采用晶閘管進(jìn)行整流 。在 3KW的電源應(yīng)用 中，變壓器體積是應(yīng)用雙 E65磁材的 20%，漏感 LLK為原來(lái)的 1/3，銅 損降至最小。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(yīng)損耗小。電荷控制（ Charge control）、本周期控制（ One cycle control）、 DSP控制等技術(shù)的開發(fā)和專用控制芯片的研制使開關(guān)電源動(dòng)態(tài)性能有很大的提高，電路也大幅簡(jiǎn)化。 開關(guān)電源方面的技術(shù)革新 ? 控制技術(shù) 由于開關(guān)電源是非線性系統(tǒng)，并具有離散結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，負(fù)載性質(zhì)也是多變的，并要求主電路性能滿足電網(wǎng)電壓大范圍變化等特點(diǎn)，是開關(guān)電源的控制技術(shù)和控制器的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜。目前，該技術(shù)在各大電源生產(chǎn)廠家得到廣泛應(yīng)用。 最典型的應(yīng)用是 90年代中期開始的全橋 ZVSPWM技術(shù)。開關(guān)電源必須采用更有效的諧波噪聲抑制措施。為此，國(guó)際上有很多管制條例。 ? CAD技術(shù) 利用 CAD設(shè)計(jì)開關(guān)電源系統(tǒng)，做穩(wěn)定性分析、電路仿真、印制板設(shè)計(jì)、熱傳導(dǎo)分析、 EMI分析及可靠性預(yù)估等。高頻化是傳統(tǒng)的PWM開關(guān)損耗加大、效率降低、噪聲增加。 ?適用場(chǎng)合：輸出電壓較低的情況下（ 100V） 。 輸出整流濾波電路 ?全波整流電路的特點(diǎn) ?優(yōu)點(diǎn)：電感 L的電流只流過(guò)一個(gè)二極管 ， 回路中只有一個(gè)二極管壓降 ， 損耗小 ， 而且整流電路中只需要 2個(gè)二極管 ， 元件數(shù)較少 。 ?缺點(diǎn)：電感 L的電流流過(guò)兩個(gè)二極管 ， 回路中存在兩個(gè)二極管壓降 ， 損耗較大 ， 而且電路中需要 4個(gè)二極管 ， 元件數(shù)較多 。 全橋 變壓器雙向勵(lì)磁 ，容易達(dá)到大功率 結(jié)構(gòu)復(fù)雜 ， 成本高 ，有直通問(wèn)題 ， 可靠性低 ， 需要復(fù)雜的多組隔離驅(qū)動(dòng)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(lì) 磁 ， 沒(méi)有變壓器偏磁問(wèn)題 ，開關(guān)較少 ， 成本低 有直通問(wèn)題 ， 可靠性低 ， 需要復(fù)雜的隔離驅(qū)動(dòng)電路 幾百 W~幾 kW 各種工業(yè)用電源 ， 計(jì)算機(jī)電源等 推挽 變壓器雙向勵(lì)磁 ， 變壓器一次側(cè)電流回路中只有一個(gè)開關(guān) ， 通態(tài)損耗較小 ， 驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單 有偏磁問(wèn)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。N2N239。如半橋 、 全橋和推挽電路 。 DCDC變換電路 變壓器 整流電路 濾波器直流 交流 交流 脈動(dòng)直流 直流逆變電路? 隔離 DCDC變換電路可分為單端電路和雙端電路： ?單端電路：變壓器中流過(guò)的是直流脈動(dòng)電流 ， 如正激電路和反激電路 。 它通過(guò)功率開關(guān)管的開斷 ， 將直流電壓變?yōu)槊}沖狀的交流電壓 ， 此交流電壓通過(guò)高頻變壓器隔離并可變換成任意大小的交流電壓 ， 再經(jīng)過(guò)二極管進(jìn)行二次整流與電容平滑后變?yōu)橹绷鬏敵鲭妷?。在 10KW以下的功率等級(jí)，三相 BOOST單開關(guān)拓?fù)浔容^經(jīng)濟(jì)實(shí)用，國(guó)內(nèi)已有應(yīng)用的報(bào)道，輸入端功率因數(shù)可達(dá)到 ～。節(jié)約電能30%，成本上升 15～ 30%。功率因數(shù)可提高至 ～ ，輸入電流 THD小于 10%，有功功率輸出提高 30%以上。 有源功率因數(shù)校正電路 表一 IEC100032 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的諧波電流極限值諧波次數(shù) （ n ） 最大允許諧波電流 （ A ）奇次諧波3579111315 n 3 90. 15 *1 5/ n偶次諧波2468n400. 23 *8 /nIEC100032（ 1995）對(duì)電源裝置高次諧波的限制 對(duì)于相電流小于 16A的電源裝置， IEC100032規(guī)定了不同高次諧波的絕對(duì)值。 ： 測(cè)量?jī)x表是在純正弦波情況下進(jìn)行校驗(yàn)的，如果供電的波形發(fā)生畸變，儀表則容易產(chǎn)生誤差。當(dāng)有諧波畸變時(shí)，依靠采樣數(shù)據(jù)或過(guò)零工作的數(shù)字繼電器容易產(chǎn)生誤差。 3的倍數(shù)次零序電流會(huì)在三角接法的繞組內(nèi)產(chǎn)生環(huán)流，這一額外的環(huán)流可能會(huì)使繞組電流超過(guò)額定值 。 高次諧波的危害： ： 電容器的阻抗與頻率成反比，高次諧波的容抗比基波電壓作用下的容抗小得多，諧波電流畸變比諧波電壓畸變大得多，即便諧波電壓的幅值不大，也會(huì)產(chǎn)生較大的諧波電流。 有源功率因數(shù)校正電路 個(gè)人電腦 PWM電源輸入電流波形 Uin Uo Iin 有源功率因數(shù)校正電路 %%%%%%%%%%%3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25個(gè)人電腦 PWM電源輸入電流 THD頻譜 有源功率因數(shù)校正電路 ： 諧波電流一方面在輸電線路上產(chǎn)生諧波電壓降 ， 另一方面 ，增加了輸電線路上的電流有效值從而引起附加輸電損耗 。 ? 有源功率因數(shù)校正電路 高頻開關(guān)電源一般采用電容濾波的方式，交流輸入電壓經(jīng)整流后直接加在濾波電容兩端，以得到較為平直的直流電壓。濾波器有電阻濾波器、電感濾波器、電容濾波器以及放電器等。 高頻開關(guān)穩(wěn)壓電源 高頻開關(guān)電源基本原理 EMI 濾波 有源功率因 數(shù)校正電路 DCDC變換電路 高頻變 壓器 輸出整流 濾波電路 輸入電流 采樣 驅(qū)動(dòng)電路 PWM邏輯控制電路 輸出電壓 采樣 外圍四遙接口 輔助電源 交流輸入 直流輸出 全橋整流 高頻開關(guān)穩(wěn)壓電源 ? EMI濾波電路 EMI濾波電路，用來(lái)減小電網(wǎng)干擾對(duì)開關(guān)電源的影響，同時(shí)抑制電源模塊產(chǎn)生的干擾噪聲進(jìn)入電網(wǎng)，影響其他電氣設(shè)備運(yùn)行。 當(dāng)開關(guān)頻率較低時(shí)，脈頻調(diào)制（ PFM）方式需要較大的隔離變壓器和輸入輸出濾波器，為此，開關(guān)工作頻率要足夠高。已經(jīng)逐步取代相控電源，成為電源的主選。主要指利用高頻開關(guān)功率器件并通過(guò)交換技術(shù)而制成的高頻開關(guān)穩(wěn)壓電源，簡(jiǎn)稱開關(guān)電源（ Switching Power Supplies，縮寫 SPS）。這種靠改變晶閘管的導(dǎo)通來(lái)控制整流器輸出電壓的，這種類型的電源稱為 相位控制型電源，簡(jiǎn)稱相控電源。 輸出平均電壓： 222020 22)()s i n (221)(21 UUtdtUtduUoO ???? ?? ????????iD1,3 iD2,4 VD4 VD3 VD2 VD1 Tr u1 u2 a b RL uo a橋式整流電路 b波形圖 O O O iD1, iD3 iD2, iD4 iD1, iD3 π 4 π 3 π 2 π ωt u2 ωt io ωt uo D1 D3