开关电源相关名词解释

1、.开关电源主要名词解释开关电源1脉宽调制（pulse width modulation pwm ）开关电源中常用的一种调制控制方式。其特点是保持开关频率恒定，即开关周期不变，改变脉冲宽度，使电网电压和负载变化时，开关电源的输出电压变化最少。2占空比（ duty cycle ratio ）一个周期 t 内，晶体管导通时间t on 所占比例。占空比d=t on/t 。3硬开关（ hard switching ）晶体管上的电压（或电流）尚未到零时，强迫开关管开通（或关断），这是开关管电压下降（或上升）和电流上升（或下降）有一个交叠过程，因而，开关过程中管子有损耗，这种开关方式称为硬开关。4软开关（

2、soft switching ）使晶体管开关在其中电压为零时开通，或电流为零关断，从而在开关过程中管子损耗接近于零，这种开关方式称为软开关。5谐振（ resonance）谐振是交流电路中的一种物理现象。在理想的 （无寄生电阻） 电感和电容串联电路输入端，加正弦电压源，当电源的频率为某频率时， 容抗与感抗相等， 电路阻抗为零， 电流可达无穷大， 这一现象称为串联谐振。同理，在理想的 lc 并联电路加正弦电流源时，电路的总导纳为零，元件上的电压为无穷大，称为并联谐振。电路谐振时有两个重要参数：谐振频率谐振时的电路频率，w0=1 lc ，称为谐振频率。特征阻抗谐振时，感抗等于容抗。其值为：zo= l

3、 c,称为特征阻抗。当lc 串联突加直流电压时,电路中电流按正弦规律无阻尼振荡，其频率即电路的谐振频率,或称振荡频率 .6准谐振（ quasi resonance）对于有开关的lc 串联电路，当电流按谐振频率振荡时，如果开关动作，使电流正弦振荡只在一个周期的部分时间内发生，电流呈准正弦，这一现象称为准谐振。同样，在lc 并联电路中，借助开关动作，也可获得准谐振。7零电压开通（zero voltage switching ，简称 zvs ）利用谐振现象，在开关变换器中器件电压按正弦规律振荡到零时，使器件开通，称为zvs 。8零电流关断（zero current switching ，简称 zcs

4、）同理，当开关变换器的器件电流按正弦规律振荡到零时，使器件关断，称为zcs。9 pwm 开关变换器（ pwm switching converler）用脉宽调制方式控制晶体管开关通、断的开关变换器。它属于恒频控制的硬开关类型。10离线式开关变换器（off line switching converter ）是一种 ac dc 变换器，其输入端整流器和平波电容直接接在交流电网上。11谐振变换器（resonant converter）利用谐振现象，使开关变换器中器件上的电压或电流按正弦规律变化，从而创造了zvs 或 zcs 的条件，称为谐振变换器。分串联和并联谐振变换器两种。在桥式变换器的输出端串

5、联lc 网络，再接变换器和整流器，可得串联谐振dc dc 变换器；在桥式变换器串联lc 网络的电容两端并联负载（包括变压器及整流器），可得 dc dc 并联谐振变换器。12准谐振变换器（quasi resonant converter）利用准谐振现象，使开关变换器中器件上的电压或电流按准正弦规律变化，从而创造了zvs 或 zcs 的条件，称为准谐振变换器。在单端、半桥或全桥变换器中，利用寄生电感和电容（如变压器漏感、晶体开关管或整流管的结电容）或外加谐振电感和电容，可得相应的准谐振变换器。谐振参数可以超过两个，例如三个或更多，这时又称为多谐振变换器。为保持输出电压基本恒定，谐振和准谐振变换器均

6、必须应有变频控制。13零开关 pwm 变换器（ zero switching converter ）;.在准谐振变换器中，增加一个辅助开关，以控制谐振网络的工作使变换器一周期内，一部分时间按zcs或 zvs 准谐振变换器工作， 另一部分时间按 pwm 变换器工作， 称为 zcs pwm 或 zvs pwm 变换器。它兼有 zcs （或 zvs ）软开关和 pwm 恒频控制的特点。这时谐振网络中的电感是与主开关串联的。14零过渡 pwm 变换器（ zero transition converter ）如果将谐振网络与主开关并联，仍用辅助开关控制，则也可得到与zcs pwm 或 zvs pwm 变

7、换器相同的特点，分别称为zct pwm 或 zvt pwm 变换器（ zct 零电流过渡，zvt 零电流过渡，zvt零电压过渡） 。它本质上仍属于zcs 或 zvs 软开关 pwm 变换器。15移相式全桥zvs pwm 变换器（ phase shift fb zvs pwm conveter ）在全桥开关变换器中，利用开关管结电容和变压器漏感（必要时外加谐振元件）的谐振和移相控制驱动脉冲，以实现 zvs 的条件，称为移相式全桥 zvs pwm 变换器。它也是软开关 pwm 变换器，适用于大功率、低电压输出。16高频开关变换器60 年代 pwm 开关变换器的开关频率为20khz, 所用开关器件为

8、功率双极晶体管。提高开关频率， 可以降低变换器的体积、重量，提高功率密度，控制音频噪声，改善动态响应。但为了提高开关频率，先决条件是必须有高频功率晶体管。此外，频率越高，pwm开关（一种硬开关）的开关过程损耗也越大，不能保证高频高效运行。高频功率mosfet 的广泛应用，使开关变换器高频化有了可能，pwm 开关变换器的开关频率提高到30khz 以上。 80 年代软开关变换技术的开发，使高频、高效率开关变换器有可能商品化。例如：准谐振开关电源，开关频率达到1 10mhz ，功率密度达到 80w in 3（pwm 开关变换器受频率限制， 功率密度最高为 05 3w in3）；移相式全桥 zvs p

9、wm 变换器，功率 250w 以上，开关频率可达 0 5 1mhz 。但当应用 1gbt 做开关器件时，开关频率一般只限于 20 40khz 。但有些高频 1gbt 如 1rgbc30u 可工作到 300khz 。17 dc dc 开关变换器由直流电源供电时，输送直流功率的开关变换器。它是开关电源的功率电路，包括功率变换及整流滤波两部分。其输出电压可低于或高于输入电压。按输入、输出有无变压器分有隔离、无隔离两类。无隔离变压器的 dc dc 变换器的典型拓扑有：buck ， boost ，buck boost ， cuk ，sepic 和 zeta 六种。其中buck ，boost 和 buck

10、 boost 是基本的拓扑。它们的核心部分是t 形（或 y 形）开关网络。注： t 形开关网络由功率晶体管s、整流二极管d 及电感 l 组成，不同接法得到不同拓扑，如下表，设t形网络三个端点标为 a， b 及 c，中点为 o， t 形网络的输入（ ab）端和输出（ cb）端分别接直流电源和并有滤波电容的负载。拓扑名称串联支路oa并联支路ob串联支路ocbuck boostbuck- boost18连续导电模式ccm （continueous conducting mode ）一周期内电感电流（或传送能量的电容电压）始终大于零。19不连续导电模式dcm （ discontinueous cond

11、ucting mode ）一周期内上述电量波形不连续。20 buck 变换器又称降压变换器，由简单的电压斩波加lc 滤波电路组成。ccm 时（下同），理论上其稳态电压比v ov=d 1， d 为占空比，故输出电压v o 小于输入电压v o 但输入端电流不连续，而输出端电流连续。21 boost 变换器又称升压变换器， 也是斩波和滤波的组合电路，滤波电感接在输入端。理论上电压比v o v i=1 （ 1d ），故输出电压高于输入电压。输入电流连续，适合于做有源功率因数校正电路。但输出电流不连续。boost电路与 buck 电路对偶。22 buck boost 变换器由电压斩波器和滤波器组成。其特

12、点是依靠电感储能，将功率由电源传送到负载。稳态电压比v o v i=d（ 1 d），输出电压可高于或低于输入电压，取决于d 大于或小于0.5。输入和输出电流均不连续。23 cuk（丘克）变换器;.buck boost 的 t 形开关网络经过对偶变换可得cuk 变换器的形（或ii 形）开关网络。设网络的三端标号为 a、b、c、（ c 为共地端），则 a c 支路接开关 s，bc 支路接二极管d ，a b（串联）支路接电容c。cuk变换器与 buck boost 变换器对偶， 左半部分电路与boost 类似，右半部分电路与buck 类似， 左右两部分用电容耦合。其电压比也是d（ 1 d ），即输出

13、电压可高于或低于输入电压。但输出电流连续，输入一般串联电感，因此输入电流也连续。cuk 电路的特点是靠耦合电容储能，将功率又电源传送到负载，该电容称为能量传送元件。24 sepic 变换器sepic 变换器左半部分与boost 电路类似，右半部分与buck boost 类似，中间以电容（传送能量的元件）耦合， sepic 变换器是 cuk 变换器的派生电路。25 zeta 变换器zeta 变换器也是 cuk 变换器的派生电路。传送能量的元件是电容，与sepic 变换器有类似之处。但左半部分类似 buck boost，而右半部分类似 buck 。26单端变换器（ singleended conv

14、erter ）电路形式最简单的有隔离变压器的dc dc 变换器。其主要特征是高频变压器的磁心被单向脉动电流激磁，一周期内磁心中的磁通只在磁滞回线（即b h 回线的第一象限）上变化，因而磁心的磁性能不能充分利用。 按一周期内激磁方向不同，有正激、 反激变换器； 还有带隔离的 cuk 变换器等。 可以有多路输出。27（单管）正激变换器（forward converter ）结构简单的一种单端变换器，本质上是有隔离变压器的buck 变换器，副边输出端除串联一个二极管外，还并联一个续流二极管。其特点是开关管导通时，能量由原边传送到副边；开关管关断时，副边依靠电感续流。但两种情况下磁心所受激磁方向相同。

15、因此必须采取“复位”措施（如变压器加去磁绕组），使一周期内结束时磁通恢复到周期开始时的原位置。单管正激变换器适用于小功率（几十到几百w ），开关管承受电压按 2vi 计算。 vi 为输入电压。28双管正激变换器（two transistor forward converter ）正激变换器中有两个开关管与变压器原边绕组串联，同时开通或关断。变压器原边接法象一个电桥，桥臂对角分别为两个开关管和两个二极管。桥的输出接变压器原边，副边电路形式和单管正激一样。其运行模式和桥式变换器完全不同。由于toff 时有去磁电流经过二极管及原边绕组，故无需另设去磁绕组。双管正激变换器可用于中等功率（12kw 以下

16、），每管承受电压约为vi 。两套相同的双管正激变换器副边并联，输入串联或并联，接于ac dc 整流器后，可用于大功率（5 10kw ）输出、输入端接 ac 400w 或 220电网的整流输出端。29反激变换器（ flyback converter ）一种最简单的单端变换器。与正激电路不同的是：电压器副边接反向（flyback ）二极管。在 toff 时变压器副边绕组中流过去磁电流，无需另设去磁绕组。反激变压器实质上是有隔离的buck boost 变换器，其变压器起了传送能量元件（电感）的作用，因此变压器磁心应有较大气隙，使磁性能利用更不充分。适用于小功率（ 100w ）。开关承受电压和单管正激

17、电路一样。30推挽变换器（ push pull converter ）两个对称正激电路接成推挽形式，构成方波逆变器， 功率变压器副边接推挽整流及lc 滤波电路，形成 buck型推挽变换器，但输出无需另加续流二极管。主要优点是设计简单，变换器磁心利用充分，无需另加去磁绕组。每管承受电压大于2vi 。缺点是两管可能同时导电。可用于中等功率及需要多路输出时。电感接在输入端时，称为 boost 型推挽变换器。31半桥变换器（half bridge converter ）由两个功率晶体管和两个电容组成桥式方波逆变器，两电容串联接输入电压，变压器副边接推挽或桥式整流滤波电路，适用于中等功率。32全桥变换器

18、（full bridge converter ）由四个功率晶体管组成电桥。适用于大功率，半桥和全桥变换器的优点是每个管子的电压承受vi ，变压器磁性能可充分利用。缺点是要考虑对称问题，并且一个支路中，两个桥臂的晶体管都导通时，是很危险的。滤波电感可接在电源输入端或整流输出端，分别称为boost 或 buck 型桥式变换器。;.33 ac ok signal （交流电源正常信号） ：该信号用以指示220vac 电源输入电压的接通或关断。34 apparent power （视在功率） ：该功率值是电路中电压有效值（rms ）与电流有效值（rms ）的乘积，该值未考虑功率因数。35 bandwid

19、th （频带宽度）：测定电源某参数时必须考虑的频带范围。36 baseplate（基板）：电源模块安装用的铝基板。37bleeder resistor（泄漏电阻） ：为使用电容放电，在电路中可接入一只泄漏电阻，以便产生很小的漏电流。38 bobbin （线圈骨架） ：绕制变压器或电感线圈的支架，该骨架也可起到线圈与铁芯间的绝缘作用。39breakdown voltage（击穿电压）：在该电压的作用下，电气绝缘被破坏。在电源系统中，击穿电压是指加到输入与输出端或输入、输出端到底板间的最高电流或直流电压。40burn in（老化）：电源产品出厂前，为了排除元件初期故障和其他潜在的影响，通常应在额定

20、负载下运行一段时间，这个过程叫做产品老化。41 center tap（中心抽头）：在变压器电感线圈中点引出的电气接头。42common mode noise （共模噪声）：两导体对某个基准点具有相等的噪声，通常指交流电源火线和零线对地的噪声。43 crest factor（波峰因数）：在交流电路中，波形的峰值与有效值（ rms ）之比。在传输功率一定的条件下，随着峰值增大，有效值（ rms ）也增大。所以，功耗也增大。波峰因数有时来说明交流电源线中电流的应力。44 cross regulation （交叉调整）：一路输出端负载变化对另一路输出负载的调整作用。45 crowbar （扛杆电路，急

21、剧短路电路） ：一种保护方法，检测到过压或过流故障后，为了保护负载，该电路可使电源输出端迅速短路到地。46current mode （电流型）：开关型变换器的一种控制方法，采用电流型控制时，变换器的通过双环控制电路，根据检测出的输出电流和输出电压调整脉冲宽度，以便稳定输出电压。47 current monitor （电流监控器） ：输出信号与输出电流成正比模似电流信号。48 dc ok signal （直流电源正常信号） ：监控直流输出状态的信号。49 derating （降额）：为了提高电源运行可靠性而降低运作要求。在电源系统中，当环境温度较高时，为使电源安全工作，通常降低输出功率使用。50

22、 defferential mode noise （差模噪声）：排除共模噪声后，在两条电源线之间测出的电源线对公共基准点的噪声。 测试结果为两电源线的噪声分量之差。 在电压系统中通常在直流输出端和直流返回端测试噪声。51drift （漂移）：当电源电压、负载和工作温度等参数保持不变的情况下，在预热过程后，输出电压随时间的变化叫做漂移。52 dropout （跌落电压）：交流输入下限，输入电压低于该值后，输出电压就不能稳定。在线性电源中，跌落电压主要取决于电源输入电压。在大部分开关电源中，跌落电压主要取决于负载大小，而与输入电压关系不大。53 dynamic load regulation （电

23、源动态负载调整率）：输入电流迅速变换时，输出电压产生的变化。54 electronic load （电子负载） ：用作电源输出负载的一种电子装置，该负载可实现动态调整，并可由计算机控制。55 floating output （悬浮输出）：电源一个输出端的电压，不以另外任何一个输出端为基准。非悬浮输出电源，各组输出有一个公共地线。56 foldback current limiting （折返限流）：一种过流保护方式。采用折返限流方式时,当负载电流达到一定数值后就开始下降，当负载接近短路状态时，输出电流下降到最小值。57 haversine（迭加正弦波） ：该波形与正弦波的特性相同，但它是迭加在

24、基他波形上的正弦波部分，典型离线式电源的输入电流波形即为这种波形。58 holdup capacitor （保持电容器） ：该电容的储能可在输入电压中断后的一段时间内，保持输出电压。59 holdup time （保持时间）：交流输入电源发生故障后，电源能保持输出电压不变的时间。60 hot swap （带电插拔）：在通电的系统中将电源插入或拔出。;.61inrush current（输入浪涌电流） ：电源接通瞬间，流入电源设备的峰值电流。由于输入滤波电容迅速充电，所以该峰值电流远远大于稳态输入电流。62line regulation （电源电压调整率） ：交流输入电压从最低值变到规定的最大值时，输出电压的变化率。63 low line （最低电源电压） ：能够维持变换器输出电压稳定的最低稳态输入电压。64off line（离线）：电源设备的输入功率直接由交流电源供给。整流和滤波电路以前，不需要 50hz 60hz电源变压器，这种电源称为离