电源技术及应用.ppt

4）按电力半导体器件在开关过程中是否承受电压、电流应力划分。可分为硬开关和软开关。所谓软开关是指电力半导体器件在开关过程中承受零电压（ZVS）或零电流（ZIS）。 5）按输入输出电压大小划分。可分为降压型和升压型。 6）按输入与输出之间是否有电气隔离划分。可分为隔离型和不隔离型。隔离型DC-DC变换器按电力半导体器件的个数可分为：单管DC-DC变换器[单端正激（Forward）、单端反激(Flyback)]；双管DC-DC变换器[双管正激(Double transistor forward converter)、双管反激（Double transistor flyback converter）、推挽电路（Push-pull converter）和半桥电路（Half-bridge converter）等]；四管DC-DC变换器即全桥DC-DC变换器（Full-bradge converter）。不隔离型主要有降压式（Buck）变换器、升压式（Boost）变换器、升降压式（Buck-Boost）变换器、Cuk变换器、Zeta变换器、Sepic变换器等。 DC-DC变换器的要求及主要技术指标 1）输入参数：输入电压及输入电压变化范围；输入电流及输入电流变化范围； 2）输出参数：输出电压及输出电压变化范围；输出电流及输出电流变化范围；输出电压稳压精度。 输出电压稳压精度，包括两个内容: 负载调整率，即负载效应。指当负载在0-100%额定电流范围内变化时，输出电压的变化量与输出电压额定值的比值。 源效应是指当输入电压在规定范围内变化时，输出电压的变化量与输出电压额定值的比值。 效率 输出电压纹波有效值和峰-峰值 比功率（功率/重量）,是表征小型化的重要指标。 SW L C ◆开关电源技术的发展趋势 高频化、小型化。开关电源的体积、重量主要是由储能元件决定。在一定范围内，开关频率的提高，不仅能有效的减少储能元件的体积、重量，而且还能抑制干扰，改善系统的动态性能。因此，高频化是开关电源的主要发展方向。 高可靠性。从寿命的角度，提高电解电容，光耦，排风扇的寿命。从设计的角度，提高电源集成度，减少元器件，简化电路，提高可靠性。 低噪声。开关电源的频率越高，噪声也就越大。这是开关电源的缺点之一。因此，尽可能降低噪声是开关电源的发展方向（目前是谐振转换技术） 采用计算机辅助设计和控制。采用CAD设计（拓扑结构和参数)，使开关电源具有最简结构和最佳工况。在电路中引入微机监测，构成多功能监系统，实现实时监测、自动报警等。 电力电子器件和磁性元件的发展与开关电源发展是息息相关的。 研究低损耗，低噪声技术以及开发新型（高速高频）元器件，是开关电源实现小型化、高频化以及高可靠性的重要推动。 总之，高效率、小型化、智能化以及高可靠性是大势所趋，也是开关电源今后的发展方向。 * * 电源技术与应用 《现代电源技术》 杜少武 编著 第1章 概述 1.1 什么是开关变换器和开关电源 1.2 DCDC变换器的分类 1.3 DCDC变换器主回路使用的元件 1.4 直流开关电源的特点、应用及发展 PFC技术 同步整流技术 软开关技术 高频磁技术 均流技术 DC/DC技术 1.1 什么是开关变换器和开关电源 线性电源特点 优点：技术成熟，已有大量集成化的稳压电源模 块，稳定性好，输出纹波电压小等。 缺点：需要的变压器为工频变压器体积大，效率低。 整流管流过和负责相同的电流，损耗增大； 为减少纹波，输入滤波电容容量要求大，否 则脉动电压增加；此外，由于调整管功耗 大，所以需要装体积很大的散热片，很难满 足现代电力电子设备发展的需求。 1.2 DCDC变换器的分类 1）按激励方式划分。由于电力半导体器件需要激励信号，按激励方式划分为它激式和自激式两种方式，它激式DC-DC变换中有专业的电路产生激励信号控制电力半导体器件开关；自激式变换中电力半导体器件是作为振荡器的一部分（作为振荡器的振荡管）。 2） 按调制方式划分。目前在变換中常使用脉宽调制和频率调制两种方式，脉宽调制PWM（pulse width modulation）是电力半导体器件工作频率保持不变，通过调整脉冲宽度达到调整输出电压。频率调制PFM（pulse frequent modulation）是保持开通时间不变，通过调节电力半导体器件开关工作频率达到调整输出电压。频率调制在DC-D