p总结与开关电源设计综述.pptx

电气电气工程系工程系开关电源技术开关电源技术 Guitao Guitao。CC2015.2015.春季学期春季学期Switching Power SuppliesSwitching Power SuppliesPartPart1616.开关开关电电源技源技术术小小结结Switch Mode Power Supply-SMPS2024/5/21 周二1电气电气工程系工程系Guitao.CGuitao.CSwitching Power Supplies /PART17Switching Power Supplies /PART17l闭卷考卷考试l考前答疑：考前答疑：5月月23号周一晚号周一晚70:308楼楼电气气实验室室2024/5/21 周二21什么是直流什么是直流稳压（稳流）流）电源源？l输出出电压（电流）方向不随流）方向不随时间变化而化而变化化l线性性电源，相控整流源，相控整流电源，开关源，开关电源源有哪些技有哪些技术能能实现？种类器件工作状态开关频率体积重量效率响应速度输出纹波应用范围线性性电源源线性性放大放大零零大大重重低低快快极小极小纹波和干波和干扰要要求极求极严时开关开关电源源开关开关状状态高高小小轻高高快快小小中小功率中小功率，也也包括大功率包括大功率相控相控电源源开关开关状状态低低大大重重较高高慢慢大大大功率大功率2024/5/21 周二32什么是开关什么是开关电源源l高高频直流开关直流开关电源源变频器，器，UPS，相控整流？，相控整流？l开关开关电源通常是指以功率器件工作在开关方式的源通常是指以功率器件工作在开关方式的DC/DC 变换器器为核心的，有核心的，有负反反馈闭环控制、控制、驱动电路和完善的保路和完善的保护，且，且满足足负载使用要求的使用要求的电源系源系统DC-DC变换器是开关器是开关电源源？2024/5/21 周二43开关开关电源的源的组成成？DC-DC变换器器主电路控制电路功率器件，功率器件，无源器件，无源器件，磁性元件磁性元件驱动调节器器保保护并机均流并机均流控制方法电压控制模式控制模式电流控制模式流控制模式平均平均电流流峰峰值电流流2024/5/21 周二54开关开关电源的指源的指标？l稳压精度精度l效率效率l功率因数功率因数 输入指入指标 和和输出指出指标p1.输入入电压调整率整率 p2 负载调整率整率 p3 时效偏差效偏差2024/5/21 周二65开关开关电源技源技术的的发展？展？ABC器件技器件技术发展及功率集成展及功率集成肖特基，同步整流管，肖特基，同步整流管，SiC,IPM等等高高频化化软开关技开关技术零零电压，零，零电流流准准谐振，零开关，零振，零开关，零转换开关开关损耗耗开关噪声开关噪声解决解决绿色化色化PFC技技术 解决解决-同步整流技同步整流技术降低降低二极管二极管损耗耗功率因数低功率因数低位移因数位移因数畸畸变因数因数2024/5/21 周二76DC-DC拓扑分拓扑分类开关开关电源源非回非回馈型型回回馈型型非隔离型非隔离型隔离型隔离型非隔离型非隔离型隔离型隔离型降降压型型升升压型型升降升降压型型Cuk型型Sepic型型Zeta型型正激型正激型反激型反激型半半桥型型全全桥型型推挽型推挽型二象限型二象限型四象限型四象限型波形波形电路路图电路特点路特点增益增益连续条件条件适用适用场合合全全桥整流整流全波整流全波整流倍流倍流整流整流2024/5/21 周二8降降压型型升升压型型BUCK-BOOST型型2024/5/21 周二9Forward型型半半桥型型全全桥型型推挽型推挽型2024/5/21 周二10Flyback型型2024/5/21 周二11根据根据电感感电流流连续与否与否 的工作模的工作模态分分类7（Continuous Conduction Mode）（Discontinuous Conduction Mode）CRM/BCM2024/5/21 周二127Buck电压增益增益M：(CCM)(DCM)电压纹波：波：临界条件界条件电流流纹波：波：2024/5/21 周二138Forward(DCM)临界条件界条件2024/5/21 周二149Half-Bridge临界条件界条件(DCM)2024/5/21 周二1510Full-Bridge临界条件界条件(DCM)2024/5/21 周二1611Push-Pull临界条件界条件(DCM)2024/5/21 周二1712Boost电压增益增益M：(CCM)临界条件界条件(DCM)2024/5/21 周二1813Buck-Boost电压增益增益M：(CCM)临界条件界条件(DCM)2024/5/21 周二1914二次整流二次整流电路路全全桥整流整流电路路全波整流电路全波整流电路2024/5/21 周二2015拓扑关系式推拓扑关系式推导基本思想基本思想两个基本原理：两个基本原理：伏秒平衡伏秒平衡（稳态条件下，条件下，电感两端的感两端的电压在一个开关周期内的平均在一个开关周期内的平均值为零）零）安秒平衡安秒平衡（稳定条件下，定条件下，电容容电流在一个开关周期内的平均流在一个开关周期内的平均值为零）零）面面积相等相等三角形的面三角形的面积=同底同底边*高（平均高（平均值）的矩形面）的矩形面积2024/5/21 周二21iLIL=IL/2安秒平衡安秒平衡例如：IL=Io临界界连续（波形可知）（波形可知）连续 时肯定是肯定是Io=ILIL/2临界界2024/5/21 周二2216工作波形分析工作波形分析例如：2024/5/21 周二2317磁偏磁偏问题在两个半周期内在两个半周期内变压器器绕组上的上的“伏秒伏秒”不相等造成磁偏不相等造成磁偏2024/5/21 周二2418磁芯复位磁芯复位问题1NuUiN1/N3反激？反激？推挽？推挽？半半桥？全全桥？2024/5/21 周二2519主主电路路设计器件的器件的选型和磁性元件型和磁性元件设计拓扑方案的拓扑方案的选择输入到入到输出的完整基本出的完整基本电路路参数参数计算算2024/5/21 周二2618电力力电子元器件子元器件19控制策略的基本原理控制策略的基本原理19集成集成PWM控制器控制器20软开关开关21PFC基本概念，工作原理，基本概念，工作原理，组成，成，过程，程，特点、方法等特点、方法等2024/5/21 周二27电气电气工程系工程系Guitao.CGuitao.CSwitching Power Supplies /PART17Switching Power Supplies /PART172024/5/21 周二28电气电气工程系工程系Guitao.CGuitao.CSwitching Power Supplies /PART17Switching Power Supplies /PART172024/5/21 周二29