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文档简介

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直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出 的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 直流开关电源与线性电源相比一般成本较高 但在有些特别场合却更简单和便宜 甚至几 乎只能用开关电源 如升压和极性反转等 直流开关电源还可分为隔离的和不隔离的两种 隔离的是采用变压器来实现输入与输出间的电气隔离 变压器还便于实现多路不同电压或 多路相同电压的输出 直流开关电源结构复杂 设计和分析都有较特别的一套理论和方法 这里主要介绍 6 种基本的不隔离的直流开关电源结构形式和其特点 便于依据应用场合来 选择使用 开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 理想假定 为便于分析 常假定存在如下理想状态开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈 辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 1 电子器件理想 电子开关管 Q 和 D 的导通和关断时间为零 通态电压为零 断态漏电 流为零开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 2 电感和电容均为无损耗的理想储能元件 且开关频率高于 LC 的谐振频率开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 3 在一个开关周期内 输入电压 Vin 保持不变开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 4 在一个开关周期内 输出电压有很小的纹波 但可认为基本保持不变 其值为 Vo开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关 电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 5 不计线路阻抗开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 6 变换器效率为 100 开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 一 一 Buck 变换器变换器 也称降压式变换器 是一种输出电压小于输入电压 的单管不隔离直流变换器 开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 图中 Q 为开关管 其驱动电压一般为 PWM Pulse width modulation 脉宽调制 信号 信号 周期为 Ts 则信号频率为 f 1 Ts 导通时间为 Ton 关断时间为 Toff 则周期 Ts Ton Toff 占空比 Dy Ton Ts 开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 Buck 变换器有两种基本工作方式 开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 CCM Continuous current mode 电感电流连续模式 输出滤波电感 Lf 的电流总是大于零开关电源基本电路及开关 电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 DCM Discontinuous current mode 电感电流断续模式 在开关管关断期间有一段时间 Lf 的电流为零开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 CCM 时的基本关系 开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 DCM 时的基本关系 开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 DCM 可分为两种典型情况 开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 输入电压 Vin 不变 输出电压 Vo 变化 常用作电动机速度控制或充电器对蓄电池的恒流 充电开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 输入电压 Vin 变化 输出电压 Vo 恒定 即普通开关稳压电源开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律 软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 电感电流临界连续的边界 开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 输入电压恒定不变时 Vin const开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 理想情况下 在电流断续区输出电压仅由占空比 Dy 确定 实际电路中 因元器件的非理 想化 在电感电流的连续区 Buck 变换器的外特性也是下降的 即 Io 加大 Vo 降低 为 保持 Vo 不变 在 Io 增加时 要适当加大占空比 Dy 开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉 哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 输出电压恒定不变时 Vo const开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 可画出 Buck 变换器在 Vo const 时的特性曲线 开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺 利拂焕 图中虚线为电感电流临界连续的边界 右上方为电流连续区 左下为电流断续区 开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分 的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 在电感电流临界连续时 若加大负载 则进入电流连续工作区 减小负载 则进入电流断 续区 开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 若负载不变 减小输入电压 Vin 为使 Vo 不变 应加大 Dy 也进入电流连续区 开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分 的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 二 二 Boost 变换器变换器 也称升压式变换器 是一种输出电压高于输入电压 的单管不隔离直流变换器 开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 开关管 Q 也为 PWM 控制方式 但最大占空比 Dy 必须限制 不允许在 Dy 1 的状态下工 作 电感 Lf 在输入侧 称为升压电感 Boost 变换器也有 CCM 和 DCM 两种工作方式 开关电源基本电路及开 关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 CCM 时的基本关系 开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 Q 导通时为电感 Lf 储能阶段 此时电源不向负载提供能量 负载靠储于电容 Cf 的能量维 持工作 Q 关断时 电源和电感共同向负载供电 此时还给电容 Cf 充电 变换器必须接负 载 不然会因能量不断送到负载端而使 Vo 不断升高而损坏 开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律 软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 DCM 时的基本关系 开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 在电流断续时 即使输入电压 Vin 不变 为了保持输出电压 Vo 恒定 也要随负载电流的 不同来调整占空比 Dy 开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 电感电流临界连续的边界 开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 输入电压恒定不变时 Vin const开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 输出电压恒定不变时 Vo const开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 电感电流临界连续的边界曲线 上方为电感电流连续区 下方为断续区开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的 发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 电流断续时 开关管 Q 导通期间存储在电感 Lf 中的磁能在 Q 截至期间全部通过二极管 D 转移到输出端 如果变换器不接负载电阻 或电阻太大 必使 Vo 不断增加 因此没有电 压闭环调节的 Boost 变换器不能在输出端开路情况下工作 开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽 衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 三 Buck Boost 变换器 也称升降压式变换器 是一种输出电压既可低于也可高于输入电 压的单管不隔离直流变换器 但其输出电压的极性与输入电压相反 Buck Boost 变换器可 看做是 Buck 变换器和 Boost 变换器串联而成 合并了开关管 开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电 源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 Buck Boost 变换器也有 CCM 和 DCM 两种工作方式 开关管 Q 也为 PWM 控制方式 开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关 电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 CCM 时的基本关系 开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 电感 Lf 用于储能和转换能量 Q 导通时电感 Lf 储能 负载由电容 Cf 供电 Q 关断时 电 感向负载供电 开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 DCM 时的基本关系 开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 电感电流临界连续的边界 开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 输入电压恒定不变时 Vin const开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 输出电压恒定不变时 Vo const开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 电感电流临界连续的边界曲线 上方为电感电流连续区 下方为断续区开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关 电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 由图可见 在Vo const 时 如果 Dy 0 5 即 Vo Vin 变换器很容易进入电感电流 断续区 开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 由于这种变换器的输出电流和电感电流不同 故二者的边界不相同 输出电流Io 的边界线在电感电流的下方 因为Io 只是电感电流的一部分 开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其 高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 四 Cuk 变换器 美国加州理工学院Slobodan Cuk 提出的对 Buck Boost 改进的单管 不隔离直流变换器 在输入输出端均有电感 可以显著减小输入和输出电流的脉动 同 样是输出电压的极性与输入电压相反 同样是输出电压既可低于也可高于输入电压 Cuk 变换器可看做是Boost 变换器和 Buck 变换器串联而成 合并了开关管 开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是 按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 开关管 Q 也为 PWM 控制方式 Cuk 变换器也有 CCM 和 DCM 两种工作方式 但不 是指电感电流 而是指流过二极管的电流连续或断续 在一个开关周期中开关管 Q 的截止时间 1 Dy Ts 内 若二极管电流总是大于零 则为电流连续 若二极管电流 在一段时间内为零 则为电流断续工作 若二极管电流在t Ts 时刚降为零 则为临 界连续工作方式 开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 Cuk 变换器中有两个电感 这两个电感之间可以没有耦合 也可以有耦合 耦合电感可 进一步减小电流脉动量 开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 分析时增加一个假设 耦合电容C1 容量很大 变换器在稳态工作时C1 的电压基本 保持恒定 开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 CCM 时的基本关系 开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 Cuk 变换器中 电源能量经过3 次变换才到负载 第一次是Q 导通 电感 L1 储能 增长 电能转换为磁储能 第二次是Q 截止 L1 的磁能转移为C1 的电能存储着 第三次是 Q 导通 C1 的电能转移到负载和输出回路的电感L2 和电容 Cf 实际上 第一 三次两个转换是同时进行的 开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 Cuk 变换器中两电感电流增长率和下降率仅与Vin Vo 和自身电感大小有关 电感 确定后 两电流增长率只由Vin 大小决定 分别为Vin L1 和 Vin L2 下降率只与 Vo 有关 分别为Vo L1 和 Vo L2 开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 DCM 时的基本关系 开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 两电感有耦合的Cuk 变换器 开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 如果两电感 L1 和 L2 绕在同一铁芯上 则两个电感互相耦合 除自感外还有互感 M 通常用耦合系数k 来表示耦合程度 开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 耦合电感可以进一步减小输入电流和输出电感电流的脉动 开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获 得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 五 Zeta 变换器 有两个电感和耦合电容的单管不隔离直流变换器 输出电压极性和输 入电压相同 Zeta 变换器可看做是Buck Boost 变换器和 Buck 变换器串联而成 合 并了开关管 开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 Zeta 变换器是电感输出 所以输出电流脉动很小 开关管Q 也为 PWM 控制方式 开 关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 分析时假设耦合电容C1 容量很大 变换器在稳态工作时C1 的电压基本保持恒定 开关电源基 本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 CCM 时的基本关系 开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺利拂焕 DCM 时的基本关系 开关电源基本电路及开关电源可分为直流开关电源和交流开关电源 是按输出来区分的 交流开关电源输出的是交流电 而直流开关电源输出的是直流电 这里介绍的是直流开关电源 随着相关元器件的发展 直流开关电源以其高效率在很多场合代替线性电源而获得广泛应用 直流开关电源与线性电源律软律册碌哎曲恒氰油耽衰郡解通客燕骨仿葬溜震山钒恩弘梗短驼寥陈漳幸个婉哦巡苯仇括野彭汹轨拈授招迁诱豹澈辆郡榨醉眶德气循频磺

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