【正文】 交流電轉(zhuǎn)換為單向的直流電，通常電源中采取用四顆二極管實(shí)現(xiàn)的。 橋式整流電路整流電路，是電力電子電路中最早出現(xiàn)的一種，作用就是將交流電能變成直流電供給直流用電設(shè)備或者是期待的需要輸出的直流電壓電流，整流電路可以從各個(gè)角度進(jìn)行分類，主要的分類方法有：按組成的器件可分為不可控、半控、全控三種；按電路結(jié)構(gòu)可分為橋式電路和零式電路；按交流輸入相數(shù)可分為單相電路和多相電路；按變壓器二次電流的方向是單向或者雙向，又分為單拍電路和雙拍電路。當(dāng)濾波電感Ｌ的電流連續(xù)時(shí)：　　　　　　　　　　　　　 （253）如果輸出不連續(xù)，輸出電壓U0將高于上式的計(jì)算值，并且隨著負(fù)載減小而上升，在負(fù)載為零的極限情況下。S1和S2斷態(tài)的時(shí)候承受的峰值電壓均為兩倍Ui。S1導(dǎo)通的時(shí)候，二極管VD1處于通態(tài)，S2導(dǎo)通時(shí)，二極管VD2處于通態(tài)，當(dāng)兩個(gè)開關(guān)都處于關(guān)斷的時(shí)候，VD1和VD2都處于通態(tài)，分別分擔(dān)一半的電流。工作過程：當(dāng)Tr導(dǎo)通時(shí)，電源電流流過變壓器原邊，增加，其變化為d/dt=/，而副邊由于二極管D的作用，i2為0，變壓器磁心磁感應(yīng)強(qiáng)度增加，變壓器儲(chǔ)能；當(dāng)Tr關(guān)斷時(shí)，原邊電流迅速降為0，副邊電流i2在反激作用下迅速增大到最大值，然后開始線性減小，其變化為d/dt=/，此時(shí)原邊由于開關(guān)管的關(guān)斷，電流為0，變壓器磁心磁感應(yīng)強(qiáng)度減小，變壓器放能。由面積相等可得 （231）由n可得 （232） （233)而 （234）聯(lián)立可得 （235） 臨界連續(xù)時(shí)，既可以看作連續(xù)又可以看作斷續(xù)，此時(shí)：= 所以臨界電流為 （236）當(dāng)=1/2時(shí)取最大值為 （237）由此可得斷續(xù)工作模式下的電壓增益為 M= （238）（2） 反激電路反激電路的電路原理圖和波形圖： 圖（a）反激式電路原理圖 反激電路的工作原理:單端反激變換器主要用在250W以下的電路中，其中的變壓器既有變壓器的作用，也有電感的作用。 （222）在輸出濾波電感電流連續(xù)的情況下，就是S開通時(shí)電感L的電流不為0的時(shí)候，輸出電壓和輸入電壓的比為： （223） 如果輸出電感電流不連續(xù)，輸出電壓將高于式中的計(jì)算值，并且隨負(fù)載減小而升高，在負(fù)載為零的極限情況下。勵(lì)磁電感飽和后，勵(lì)磁電流會(huì)更加迅速的增長(zhǎng)，最終損壞電路的開關(guān)元件。開關(guān)S開通后，變壓器的勵(lì)磁電流由零開始，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)而線性的增長(zhǎng)，直到S關(guān)斷。因此VD1處于通態(tài)，VD2為斷態(tài)，電感L的電流逐漸增長(zhǎng)；S關(guān)斷后，電感L通過VD2續(xù)流，VD1關(guān)斷，L逐漸下降。t＝時(shí)，Q開始導(dǎo)通，L中電流下降到極小值： (218)(3) 輸入直流電壓U1和輸出直流電壓U2的關(guān)系將(218)式代入(215)式可得： (219) (220) (221a)當(dāng)時(shí)， ，電路屬于降壓式；當(dāng)時(shí)， ；當(dāng)時(shí)， ，電路屬于升壓式。 (213) (214)式中是Q導(dǎo)通前流過L的電流。假設(shè)儲(chǔ)能電感L足夠大，其時(shí)間常數(shù)遠(yuǎn)大于開關(guān)的周期，流過儲(chǔ)能電感的電流可近似認(rèn)為是線性的，并設(shè)開關(guān)管Q及二極管都具有理想的開關(guān)特性。此后，又重復(fù)上述過程。經(jīng)過ton時(shí)間以后，開關(guān)管Q受控而截止時(shí)，儲(chǔ)能電感L自感電勢(shì)的極性變?yōu)樯县?fù)下正，二極管D正向偏置而導(dǎo)通，儲(chǔ)能電感L所存儲(chǔ)的磁能通過D向負(fù)載 RL釋放，并同時(shí)向?yàn)V波電容C充電。當(dāng)開關(guān)管Q受控制電路的脈沖信號(hào)觸發(fā)而導(dǎo)通時(shí)，輸入直流電壓V1全部加于儲(chǔ)能電感L的兩端，感應(yīng)電勢(shì)的極性為上正下負(fù)，二極管D反向偏置截止，儲(chǔ)能電感L將電能變換成磁能儲(chǔ)存起來。3. buckboost電路（a）電路的原理圖（b）電路的波形圖圖 buckboost電路原理圖以及波形圖 buckboost電路的工作原理：升降壓斬波電路的原理圖如圖23所示。buck電路既可以工作于電流連續(xù)狀態(tài)，又可以工作于電流斷續(xù)狀態(tài)。由于電路中沒有變壓器，所以輸入和輸出之間沒有隔離。由于占空比D總是小于1，所以總是小于，所以這樣的電路稱為降壓斬波電路，即buck變換器。當(dāng)控制信號(hào)使Q1導(dǎo)通時(shí)，電感L1中的電流從最小值增加到最大值，當(dāng)控制信號(hào)使V 截止時(shí)，L1中的電流又從最大值下降到。當(dāng)控制信號(hào)使Q1導(dǎo)通時(shí)，電感L1中的電流從最小值增加到最大值，當(dāng)控制信號(hào)使V 截止時(shí)，L1中的電流又從最大值下降到。當(dāng)負(fù)載電壓低于電容C兩端的電壓時(shí)，C便向負(fù)載放電。此時(shí)續(xù)流二極管D1因反向偏置而截止。（2）buck電路（a）電路的原理圖（b）電流連續(xù)時(shí)候的波形圖（c）電流斷續(xù)時(shí)的波形圖圖 buck電路工作原理圖以及波形圖buck電路的工作原理：Buck電路（圖 ）即為降壓斬波電路。 boost電路的轉(zhuǎn)換效率比較低，所以電源電壓的利用率比較低，輸出的功率較小。 Boost電路能將電壓升高的原因是電感L1儲(chǔ)能之后具有使電壓泵升的作用，而電容C能將輸出電壓保持住。當(dāng)截止時(shí)，假定右端的電感反沖電壓等于輸出電壓，則電感上的電壓為()，而在穩(wěn)態(tài)，期間中電流的增量應(yīng)等于期間電流的減量，故有 (22) (23)其中D=，由上式可知，當(dāng)改變占空比D時(shí)，就能獲得所需的上升的電壓值。假定開關(guān)無損耗，并聯(lián)變換器電路在輸入電壓和輸入電流，能在較低的輸出電流下，輸出較高的電壓。截止時(shí)，電感上電壓跳變的幅值時(shí)與占空比有關(guān)的，愈大，中峰值電流大，儲(chǔ)存的磁能愈大。當(dāng)截止時(shí)，電感中電流不能突變，它所產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)阻止電流減小，感應(yīng)電勢(shì)的極性為下正上負(fù)，二極管導(dǎo)通，電感中儲(chǔ)存的能量經(jīng)二極管，流入電容，并供給負(fù)載。（1） Boost電路 電路的原理圖以及波形圖如下圖所示。開關(guān)電源的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)很多，主要有隔離式和非隔離式劃分，隔離式有正激式、反激式、推挽式；非隔離式有boost、buck、buckboost類型的電路。高頻功率開關(guān)元件可以采用場(chǎng)效應(yīng)管（MOSFET），高頻變換部分產(chǎn)生高頻高壓方波，所得到的高壓方波送給高頻隔離降壓變壓器的初級(jí)，在變壓器的次級(jí)感應(yīng)出的電壓被整流、濾波后就產(chǎn)生了低壓直流。 （3）高頻變換部分。這種電路，只要增加兩只二極管口連接成“橋”式結(jié)構(gòu)，便具有全波整流電路的優(yōu)點(diǎn)，而同時(shí)在一定程度上克服了它的缺點(diǎn)。經(jīng)過整流電路之后的電壓已經(jīng)不是交流電壓，而是一種含有直流電壓和交流電壓的混合電壓。 （2）橋式整流。 我們將一個(gè)交流信號(hào)的單峰值與有效值的比，定義為該交變信號(hào)波峰系數(shù)。 其單峰值為其有效值的倍， 就是。外界輸入電壓，輸入市值電壓220V交流電。要加快我國(guó)開關(guān)電源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度,就必須走技術(shù)創(chuàng)新之路,走出有中國(guó)特色的產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合發(fā)展之路,為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展做出貢獻(xiàn)。針對(duì)開關(guān)電源運(yùn)行噪聲大這一缺點(diǎn),若單獨(dú)追求高頻化其噪聲也必將隨著增大,而采用部分諧振轉(zhuǎn)換電路技術(shù),在理論上即可實(shí)現(xiàn)高頻化又可降低噪聲,但部分諧振轉(zhuǎn)換技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用仍存在著技術(shù)問題,故仍需在這一領(lǐng)域開展大量的工作,以使得該項(xiàng)技術(shù)得以實(shí)用化。對(duì)于高可靠性指標(biāo),美國(guó)的開關(guān)電源生產(chǎn)商通過降低運(yùn)行電流,降低結(jié)溫等措施以減少器件的應(yīng)力,使得產(chǎn)品的可靠性大大提高。SMT技術(shù)的應(yīng)用使得開關(guān)電源取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展,在電路板兩面布置元器件,以確保開關(guān)電源的輕、小、薄。 開關(guān)電源的技術(shù)發(fā)展開關(guān)電源技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向，開關(guān)電源的發(fā)展方向是高頻、高可靠、低耗、低噪聲、抗干擾和模塊化。(3)有源功率因子校正技術(shù)。(2)軟開關(guān)技術(shù)。 主要開關(guān)電源技術(shù)(1)功率半導(dǎo)體器件。⑥電路復(fù)雜，維修困難，對(duì)電路的污染嚴(yán)重。④,開關(guān)電源的軟件開發(fā)還處于剛剛開始的地步,要能做到功率轉(zhuǎn)換、功率因子提高、全程自動(dòng)檢測(cè)實(shí)現(xiàn)軟件操作,目前還有一定的差異。②,比較沉重,在電路中不單耗能,降低了開關(guān)電源的工作效率,而且會(huì)直接致使電源的體積笨重龐大。⑩保護(hù)：一般的內(nèi)容式過流保護(hù)、超載保護(hù)、短路保護(hù)、高壓保護(hù)、過溫保護(hù)。⑧EMI/RFI：電磁射頻指標(biāo)，要求其不能夠干擾到別的電子設(shè)備的正常工作也要具備一定的抗干擾能力。⑦漏電流：平常裝載在可移動(dòng)設(shè)備上的交流漏電流應(yīng)小于1mA。⑤效率：不同的電機(jī)需要不一樣的效率，大體來說開關(guān)電源的效率都要求滿足80%以上。③耐壓指標(biāo)：這個(gè)指標(biāo)是安規(guī)的內(nèi)容，其要求產(chǎn)品有一定的耐壓程度。每個(gè)國(guó)家有不一樣的交流電壓及頻率，日本100V/60HZ、韓國(guó)220V/60HZ、美國(guó)120V/60HZ、澳大利亞240V/50HZ。 環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)最大的要求是電源在惡劣的環(huán)境下還能正常工作，基本上的規(guī)范為：在室內(nèi)，室溫增加至45℃時(shí)輸出電壓漂移小于3%，室外小于5%；在濕度為92%、溫度為28℃的環(huán)境下保存48小時(shí)，絕緣強(qiáng)度不變，以上都只是個(gè)比較常見的規(guī)定，具體的指標(biāo)要根據(jù)實(shí)際要求來定。對(duì)于外貌，大體上要求是美觀、沒有油漬、不能過大、簡(jiǎn)便輕質(zhì)、沒有松散。對(duì)于大部分正激式開關(guān)電源，它的輸出功率要大一些，成本也其它的電源多，而反激式比較簡(jiǎn)便，可是功率也要低一點(diǎn)，所以成本會(huì)少一點(diǎn)，推挽式的電路對(duì)比其它的電源要復(fù)雜，可是輸出功率范圍比較廣。如果是理想條件，開關(guān)的損耗就是為零，對(duì)浪涌電壓、脈沖尖峰電壓的抑制能力比較明顯，而且工作頻率可以提升到一定的地步，實(shí)現(xiàn)了軟開關(guān)，還可以讓電源的質(zhì)量和大小有很顯著的改變。 正激式開關(guān)電源正激式開關(guān)電源（后文都簡(jiǎn)稱為正激式）只是開關(guān)電源的一種，可以用開關(guān)電源的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行劃分:從工作性質(zhì)上分，大致可分“硬開關(guān)”和“軟開關(guān)”兩種，硬開關(guān)就是指電子脈沖、外加控制信號(hào)強(qiáng)制對(duì)電子開關(guān)來進(jìn)行“開”和“關(guān)”的控制， 那么在開關(guān)導(dǎo)通和關(guān)閉這段時(shí)間的電流和電壓的同時(shí)存在，就會(huì)造成損失，這種損耗和開關(guān)的頻率成正比，可是，因?yàn)楸绕渌儞Q方式簡(jiǎn)便，因此，很多電機(jī)上現(xiàn)在還是繼續(xù)使用這種方式。與其它的電源形式作比較，開關(guān)電源體積小、效率高、重量輕、耗能低。 本文設(shè)計(jì)了正激式開關(guān)電源，主要從主電路，控制電路和反饋電路這幾個(gè)部分出發(fā)，條理清楚，思路明確，環(huán)環(huán)緊扣，最后設(shè)計(jì)出了一個(gè)簡(jiǎn)單的正激式開關(guān)電源。本文主要設(shè)計(jì)了正激式開關(guān)電源，正激式開關(guān)電源具備了上述的所有優(yōu)點(diǎn)，另外還具有，輸出電壓的瞬態(tài)控制特性相對(duì)來說比較好；正激式變壓器開關(guān)電源負(fù)載能力相對(duì)來說比較強(qiáng)；正激式變壓器開關(guān)電源的電壓和電流輸出特性要比其它開關(guān)電源好很多。近年來，由于微型計(jì)算機(jī)的普及，通信行業(yè)的迅猛發(fā)展，推動(dòng)了開關(guān)電源技術(shù)的進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展。由于在開關(guān)電源中半導(dǎo)體功率器件工作在高頻開關(guān)方式，因此它具有高效率，高功率密度，高可靠性。能提供信號(hào)的電子設(shè)備叫做信號(hào)源。把其他形式的能轉(zhuǎn)換成電能的裝置叫做電源。 42 整流電路仿真 43參考文獻(xiàn) 48附錄Ⅰ元器件清單 51附錄Ⅱ 電路原理總圖 52X 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）引言MATLAB簡(jiǎn)介 1１設(shè)計(jì)概述 2 基本概念 2 開關(guān)電源 2 正激式開關(guān)電源 2 技術(shù)指標(biāo) 3 機(jī)械指標(biāo) 3 環(huán)境標(biāo)準(zhǔn) 3 電氣標(biāo)準(zhǔn) 3 目前的研究現(xiàn)狀 4 目前存在的問題 4 主要開關(guān)電源技術(shù) 5 開關(guān)電源的技術(shù)發(fā)展 52開關(guān)電源主要電路的設(shè)計(jì) 7 主電路的組成 7 8 8 15 22 橋式整流電路 22 25 26 MOSFET管的選取 28 濾波電路 30 323 控制和反饋電路的設(shè)計(jì) 34 34 36 36 36 38 394部分電路仿真分析 PWM。 the software, proved the correctness of the design, to provide for the practical engineering the design guide.Keywords: forward switching 。 in terms of overall structure design, mainly analyses thecircuit switching power supply。在正激式開關(guān)電源的原理方面，介紹了幾種基本電路和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇；在整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，