开关电源的技术现状及失效分析2007年11月13日.pptVIP

降压变换器BUCK 基本数量关系 负载电压平均值 ton——V通的时间 toff——V断的时间 α--导通占空比 Uo最大为E ，减小占空比α ，Uo随之减小。因此称为降压斩波电路。 负载电流平均值： 升压变换器BOOST 升压变换器工作原理（boost变换器） 假设L值很大，C值也很大； V通时，E向L充电，充电电流恒为I1，同时C的电压向负载供电，因C值很大，输出电压uo为恒值，记为Uo。设V通的时间为ton，此阶段L上积蓄的能量为 V断时，E和L共同向C充电并向负载R供电。设V断的时间为toff，则此期间电感L释放能量为 升压变换器BOOST 1. 升降压斩波电路 设L值很大，C值也很大。使电感电流iL和电容电压即负载电压uo基本为恒值。 基本工作原理 V通时，电源E经V向L供电使其贮能，此时电流为i1。同时，C维持输出电压恒定并向负载R供电。 V断时，L的能量向负载释放，同时向C充电，电流为i2。负载电压极性为上负下正，与电源电压极性相反，该电路也称作反极性斩波电路。 升压变换器BOOST  稳态时，一个周期T内电感L两端电压uL对时间的积分为零，即： 当V处于通态期间，uL = E；而当V处于断态期间，uL = - uo。于是： 所以输出电压为： 升压变换器BOOST  改变导通比α ，输出电压既可以比电源电压高，也可以比电源电压低。当0 α 1/2时为降压，当1/2 α 1时为升压，因此将该电路称作升降压斩波电路。也有文献直接按英文称之为buck-boost 变换器（Buck-Boost Converter）。 图中给出了电源电流i1和负载电流i2的波形，设两者的平均值分别为I1和I2，当电流脉动足够小时，有: ??? 反激电路中的变压器起着储能元件的作用，可以看作是一对相互耦合的电感。 工作过程： S开通后，VD处于断态，N1绕组的电流线性增长，电感储能增加； S关断后，N1绕组的电流被切断，变压器中的磁场能量通过N2绕组和VD向输出端释放。S关断后的电压为： 反激电路的工作模式： 电流连续模式：当S开通时，N2绕组中的电流尚未下降到零。 输出电压关系： 电流断续模式：S开通前，N2绕组中的电流已经下降到零。 输出电压高于上式的计算值，并随负载减小而升高，在负载为零的极限情况下， ，因此反激电路不应工作于负载开路状态。 变压器的磁心复位：开关S开通后，变压器的激磁电流由零开始，随着时间的增加而线性的增长，直到S关断。为防止变压器的激磁电感饱和，必须设法使激磁电流在S关断后到下一次再开通的一段时间内降回零，这一过程称为变压器的磁心复位。 变压器的磁心复位时间为 输出电压： 输出滤波电感电流连续的情况下： 输出电感电流不连续时，输出电压Uo将高于式的计算值，并随负载减小而升高，在负载为零的极限情况下， 工作过程： S1与S2交替导通，使变压器一次侧形成幅值为Ui/2的交流电压。改变开关的占空比，就可以改变二次侧整流电压ud的平均值，也就改变了输出电压Uo。 S1导通时，二极管VD1处于通态，S2导通时，二极管VD2处于通态， 当两个开关都关断时，变压器绕组N1中的电流为零，VD1和VD2都处于通态，各分担一半的电流。 S1或S2导通时电感L的电流逐渐上升，两个开关都关断时，电感L的电流逐渐下降。S1和S2断态时承受的峰值电压均为Ui。 由于电容的隔直作用，半桥电路对由于两个开关导通时间不对称而造成的变压器一次侧电压的直流分量有自动平衡作用，因此不容易发生变压器的偏磁和直流磁饱和。 输出电压： 当滤波电感L的电流连续时： 如果输出电感电流不连续，输出电压U0将高于上式的计算值，并随负