【正文】 效率提高。因為輸入端有整流原件和濾波電容,。由于開關(guān)電源輕、小、薄的關(guān)鍵技術(shù)是高頻化,因此國外各大開關(guān)電源制造商都致力于同步開發(fā)新型高智能化的元器件,特別是改善二次整流器件的損耗,并在功率鐵氧體(MnZn)材料上加大科技創(chuàng)新,以提高在高頻率和較大磁通密度(Bs)下獲得高的磁性能，而電容器的小型化也是一項關(guān)鍵技術(shù)。開關(guān)電源的高頻化就必然對傳統(tǒng)的PWM開關(guān)技術(shù)進行創(chuàng)新,實現(xiàn)ZVS、ZCS的軟開關(guān)技術(shù)已成為開關(guān)電源的主流技術(shù),并大幅提高了開關(guān)電源的工作效率。模塊化是開關(guān)電源發(fā)展的總體趨勢,可以采用模塊化電源組成分布式電源系統(tǒng),可以設(shè)計成N+1冗余電源系統(tǒng),并實現(xiàn)并聯(lián)方式的容量擴展。電力電子技術(shù)的不斷創(chuàng)新,使開關(guān)電源產(chǎn)業(yè)有著廣闊的發(fā)展前景。2開關(guān)電源主要電路的設(shè)計調(diào)寬方波整流濾波 主電路的組成整流濾波高頻變壓器AC DC脈寬調(diào)制 比較器取樣器 振蕩器基準(zhǔn)電壓 （1） 交流輸入。220V(有效值）正弦波。 峰值是正峰值與負(fù)峰值的差 = 。 正弦波波峰系數(shù)（CF, Crest Factor)就是。整流電路的作用是將交流輸出交流電轉(zhuǎn)換成單向脈動性直流電，這就是整流過程，整流電路主要由整流二極管組成。橋式整流電路是使用最多的一種整流電路。變成了含有一定脈動電壓成分的直流電壓。高頻變換部分的核心是DCDC變換器，它主要由高頻功率開關(guān)和高頻隔離變壓器組成。為了調(diào)節(jié)輸出電壓，使得在輸入交流和輸出負(fù)載發(fā)生變化時，輸出電壓能保持穩(wěn)定，可以采用脈寬調(diào)制器(PWM)的電路進行調(diào)節(jié)，通過對輸出電壓采樣，并把采樣的結(jié)果反饋給控制電路，控制電路把它與基準(zhǔn)電壓進行比較，根據(jù)比較結(jié)果來控制高頻功率開關(guān)元件的開關(guān)時間比例（占空比），達到調(diào)整輸出電壓的目的。下面分別介紹這幾種電路的情況。（a）電路的原理圖 （b）電路的波形圖 boost電路的工作原理：Boost電路（圖 21）即為升壓斬波電路，當(dāng)導(dǎo)通時，能量從輸入電源流入，并儲存于電感中，由于導(dǎo)通期間正向飽和管壓降很小，所以這時二極管反偏，負(fù)載由濾波電容供給能量，將中儲存的電能釋放給負(fù)載。 在導(dǎo)通的期間，能量儲存于電感中，在截止的 期間，電感釋放的能量補充在期間給電容上損失的能量。所以，如果在期間吃內(nèi)存的能量要在期間釋放出來，那么，上的脈沖必定比較高的。穩(wěn)壓電源達到穩(wěn)態(tài)后，輸出電壓穩(wěn)定在所需的恒定值，只要適當(dāng)選擇電容，輸出紋波可做得足夠小，當(dāng)要求紋波為，直流輸出電流為是，由于在管子導(dǎo)通期間全部負(fù)載都由電容供電，因此選擇取決于下式： (21)當(dāng)Q1導(dǎo)通時，忽略管子導(dǎo)通壓降，電感上的電壓為輸入電壓,并且電流按?I??tV1?L1速率線性上升，周期期間導(dǎo)通時，電感中的電流增量為Ldi/dt 。由于占空比D總是小于1，總是大于。boost電路特點： boost電路的電路相比較其他電路來的簡單，所以成本比較低，另外boost電路的輸出電壓高于輸入電壓，能夠起到升壓作用。由boost電路最為顯著的特點可以知道，boost電路只適用于升壓電路?？刂泼}沖使Q1導(dǎo)通之后，C開始充電，輸出電壓加到負(fù)載R兩端，在C充電過程中，電感L1內(nèi)的電流逐漸增加，儲存的磁場能量也逐漸增加。經(jīng)過Ton時間以后，控制信號使Q1截止，L1中的電流減小，L1中儲存的磁場能量便通過續(xù)流二極管D1傳遞給負(fù)載。經(jīng)過時間后，控制脈沖又使Q1導(dǎo)通，上述過程重復(fù)發(fā)生。建設(shè)Q1具有理想的開關(guān)特性，其正向飽和管壓降可以忽略。建設(shè)Q1具有理想的開關(guān)特性，其正向飽和管壓降可以忽略，所以可以列出以下的方程： (24)由此可得出： (25) (26)Q1導(dǎo)通狀態(tài)終止時，T=Ton時，L1中的電流達到最大值，得： (27)在Q1截止期間，L1中的電流經(jīng)續(xù)流二極管D1向負(fù)載釋放能量，假若忽略D1的正向壓降，則可得出下列方程： (28)由此可得出： (29) (210)Q1截止?fàn)顟B(tài)終止時，即T=時，L1中的電流下降到最小值，得： (211)由上面的公式可得： (212)式中是開關(guān)導(dǎo)通時間，是開關(guān)截止時間；T時開關(guān)管工作周期，D是占空比，D=由上式可知，輸出電壓與開關(guān)管的占空比D成正比，所以通過改變開關(guān)管的占空比可以控制輸出平均電壓的大小。buck電路的特點:Buck電路只能實現(xiàn)降壓，所以在任何時候，輸出電壓只能比輸入電壓低。Buck電路的輸出只有一路，不能用于多路輸出，除非加個第二級的電壓調(diào)節(jié)器。Buck變換器開關(guān)的門極驅(qū)動很麻煩，但是buck電路簡單，所以成本比較低，而且buck變換器能把一個正的輸入變換成一個負(fù)的輸出。由可控開關(guān)Q、儲能電感L、二極管D、濾波電容C、負(fù)載電阻RL和控制電路等組成。電流從電源的正端經(jīng)Q及L流回電源的負(fù)端。經(jīng)過時間后，控制脈沖又使Q導(dǎo)通，D截止，L儲能，已充電的 C向負(fù)載RL放電，從而保證了向負(fù)載的供電。由上述討論可知，這種升降壓斬波電路輸出直流電壓V2的極性和輸入直流電壓升降壓斬波電路V1的極性是相反的，故也稱為反相式直流交換器。分析電路圖可以得到：（1）Q導(dǎo)通期間，D截止，電感L兩端的電壓為V1，呈線性上升。當(dāng)t＝ton時，流過L的電流達到最大值： (215)(2) Q截止期間，D導(dǎo)通，L向負(fù)載和C1供電，電感兩端電壓 (216) (217)式中為Q截止前流過L電流。（1） 正激式電路 正激（Forward)電路包含很多種不同拓?fù)?，典型的單開關(guān)正激電路原理圖和它的工作波形圖如下圖所示： 圖a 圖b 電路的工作過程為：開關(guān)S開通后，變壓器繞組W1兩端的電壓為上正下負(fù)，與其耦合的繞組W2兩端的電壓也是上正下負(fù)。S關(guān)斷后變壓器的勵磁電流經(jīng)過繞組W3和VD3流回電源，所以S關(guān)斷后承受的電壓為： （2—21b） 其中N為繞組匝數(shù)。S關(guān)斷后到下一次再開通的一段時間內(nèi)，必須設(shè)法使勵磁電流降到0，否則下一個開關(guān)周期中，勵磁電流將在本周期結(jié)束時的剩余值基礎(chǔ)上繼續(xù)增加，并在以后的開關(guān)周期中依次累積起來，變得越來越大，從而導(dǎo)致變壓器的勵磁電感飽和。因此在S關(guān)斷后使勵磁電流降回零是非常重要的，這一過程稱為變壓器的磁芯復(fù)位。 連續(xù)模式下的電壓增益理想狀態(tài)下，由副邊繞組在一個周期中的伏秒值為0可得 (224)故可得電壓增益為 M=/(n)=/(1) (225)而在實際中，由于變壓器存在一次繞組內(nèi)阻，二次繞組內(nèi)阻，故可得 （ （226）而 （227） (228） （229）聯(lián)立可得 M=== （230）斷續(xù)模式下的電壓增益。 其有兩種工作方式：一是完全能量轉(zhuǎn)換方式，即電感電流斷續(xù)工作模式；二是不完全能量轉(zhuǎn)換方式，即電感電流連續(xù)工作模式。 連續(xù)模式下的電壓增益，理想狀態(tài)下，由副邊繞組在一個周期中的伏秒值為0可得： (239)故可得電壓增益為 M=/(n)=/(1) (240)而在實際中，由于變壓器存在一次繞組內(nèi)阻，二次繞組內(nèi)阻，故可得 （ （241）而 （242） （243） （244）聯(lián)立可得 M=== （245）斷續(xù)模式下的電壓增益，由面積相等可得 （245）由n可得 （246） （247)而 （248）聯(lián)立可得 （249） 臨界連續(xù)時，既可以看作連續(xù)又可以看作斷續(xù)，此時：= 所以臨界電流為 （250）當(dāng)=1/2時取最大值為 （251）由此可得斷續(xù)工作模式下的電壓增益為 M= （252）（3） 推挽電路推挽電路電路原理圖以及波形示意圖： 　　推挽電路的工作特點：推挽電路中兩個開關(guān)S1和S2交替導(dǎo)通，在繞組N1和N’1兩端分別形成相位相反的交流電壓。S1或者S2導(dǎo)通的時候，電感Ｌ的電流逐漸上升，兩個開關(guān)都關(guān)斷的時候，電感Ｌ的電流逐漸下降?！　∪绻鸖1和S2同時導(dǎo)通，就相當(dāng)于變壓器一次繞組短路，因此避免兩個開關(guān)同時導(dǎo)通，每個開關(guān)導(dǎo)通各自的占空比不能超過50%，還要留有死區(qū)?！　　? 表1　各種帶隔離的直流－直流變流電路的比較電路　　　優(yōu)點　　缺點功率范圍應(yīng)用領(lǐng)域正激電路簡單，成本低，可靠性高，驅(qū)動電路簡單變壓器單向勵磁，利用率低幾百瓦～幾千瓦各種中、小功率領(lǐng)域反激電路非常簡單，成本很低，可靠性高，驅(qū)動電路簡單難以達到較大的功率，變壓器單向勵磁，利用率低幾瓦～幾百瓦小功率電子設(shè)備，計算機設(shè)備，消費電子設(shè)備推挽變壓器雙向勵磁，變壓器一次電路回路中只有一個開關(guān)，通態(tài)損耗小，驅(qū)動簡單有偏磁問題幾百瓦～幾千瓦低輸入電壓的電源在主電路中，有幾個比較重要的組成部分，一個是整流的橋式整流部分，一個是直流直流高頻變壓部分，一個就是濾波電路部分，然后就是輸出，下面分別介紹這幾個部分。整流電路可分為相位控制整流電路和斬波控制整流電路。 圖a 圖b 　　　　　　　　　 整流電路的任務(wù)是將交流電變換成直流電。下面分析整流電路時，為簡單起見。即認(rèn)為它的正向?qū)娮铻榱悖聪螂娮铻闊o窮大。接成電橋的形式，故有橋式整流電路之稱。電流的波形與V0的波形相同。單相橋式整流電壓的平均值為： （254）直流電流為。是兩兩輪流導(dǎo)通的，所以流經(jīng)每個二極管的平均電流為。在正半周時，、導(dǎo)通，、截止。同理，在的負(fù)半周、也承受同樣大小的反向電壓。橋式整流電路的優(yōu)點是輸出電壓高，紋波電壓較小，管子所承受的最大反向電壓較低，同時因電源變壓器在正負(fù)半周內(nèi)都有電流供給負(fù)載，電源變壓器得到充分的利用，效率較高。因此，這種電路在半導(dǎo)體整流電路中得到了廣泛的應(yīng)用。在單相橋式全控整流電路中，每一個導(dǎo)電回路中有兩個晶閘管，用兩個晶閘管同時導(dǎo)通以控制導(dǎo)電的回路