开关电源原理VIP免费

第二章开关电源原理2.1 开关电源的基本原理开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关晶体管的开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，简单结构如图2-1 所示。图 2-1 开关电源基本电路开关晶体管 VT串联在输入电压VI 和输出电压 Vo之间，当晶体管VT的基极输入开关脉冲信号时， VT 则被周期性地开关，即轮流交替处于饱和导通与截止。假定VT 为理想开关，则 VT饱和导通时基极。发射极之间的压降近似为零，输入电压Vi 经 VT加至输出端；反之，在 VT 截止期间，输出为零。 VT 经周期性开关后在输出端得到脉冲电压，且经滤波电路可得到其平均直流电压，输出电压如2-1 式所示：DVTTVVionio（2-1 ）onT 为开关导通时间， T 为开关周期， D 为占空比。由此可见，开关稳压电源可以通过改变开关脉冲占空比，即开关导通时间onT 来控制输出直流电压值[7] 。2.2 开关电源的工作流程开关电源通常由六大部分组成，如图2-2 所示。第一部分是输入电路，它包含有低通滤波和一次整流环节。220V交流电经低通滤波和桥式整流后得到未稳压的直流电压Vi ，此电压送至第二部分进行功率因数校正，其目的是提高功率因数，它的形式是保持输入电流与输入电压同相。第三部分是功率转换，它是由电子开关和高频变压器来完成的，是把高功率因数的直流电压变换成符合设计要求的高频方波脉冲电压。第四部分是输出电路，用于将高频方波脉冲电压经整流滤波后变成直流电压输出。第五部分是控制电路，输出电压经过分压、采样后与电路的基准电压进行比较、放大。第六部分是频率振荡发生器，它产生一种高频波段信号，该信号与控制信号叠加进行脉宽调制，达到脉冲宽度可调。有了高频振荡才有电源变换，所以说开关电源的实质是电源变换[8] 。图 2-2 开关电源工作原理框图2.3 开关电源的调制方式开关电源电路的调制方式主要有：PWM、PFM、PSM三种调制方式。脉冲宽度调制（ PWM）方式[9] ，其开关频率恒定，通过调整导通脉冲的宽度来改变占空比，从而实现对输出能量的控制，称之为“定频调宽” ；脉冲频率调制（ PFM）方式[10] ，其脉冲宽度恒定，通过调节开关频率改变占空比，从而实现对输出能量的控制，称之为“定宽调频”；脉冲跨周期调制（PSM）方式[11] ，脉冲宽度恒定，选择性的跳过某些工作周期的方式调节输出能量的大小。2.3.1 PWM 调制PWM调制方式是开关电源中最常采用的控制方式，通过负载端反馈信号与内部产生的锯齿波进行比较...