开关电源电路组成1.1 课题背景1.1 开关电源的发展历史开关稳压电源 (以下简称开关电源)取代晶体管线性稳压电源(以下简称线性电源)已有30 多年历史,最早出现的是串联型开关电源,其主电路拓扑与线性电源相仿,但功率晶体管了作于开关状态后,脉宽调制(PWM)控制技术有了发展,用以控制开关变换器, 得到 PWM开关电源, 它的特点是用 20kHz脉冲频率或脉冲宽度调制—PWM开关电源效率可达 65 ~70%,而线性电源的效率只有30~40%。在发生世界性能源危机的年代,引起了人们的广泛关往。线性电源工作于工频,因此用工作频率为20kHZ的 PWM开关电源替代,可大幅度节约能源,在电源技术发展史上誉为20kHZ革命。 随着 ULSI 芯片尺寸不断减小, 电源的尺寸与微处理器相比要大得多;航天,潜艇,军用开关电源以及用电池的便携式电子设备(如手提计算机,移动电话等)更需要小型化,轻量化的电源。因此对开关电源提出了小型轻量要求, 包括磁性元件和电容的体积重量要小。此外要求开关电源效率要更高,性能更好,可靠性更高等。2 开关电源的基本原理2.1 PWM开关电源的基本原理开关电源的工作过程相当容易理解。在线性电源中, 让功率晶体管工作在线性模式,与线性电源不同的是,PWM开关电源是让功率晶体管工作在导通和关断状态。在这两种状态中,加在功率晶体管上的伏安乘积总是很小的(在导通时,电压低,电流大;关断时,电压高,电流小)。功率器件上的伏安乘积就是功率半导体器件上所产生的损耗。与线性电源相比, PWM开关电源更为有效的工作过程是通过“斩波”,即把输入的直流电压斩成幅值等于输入电压幅值的脉冲电压来实现的。脉冲的占空比是开关电源的控制器来调节。 一旦输入电压被斩成交流方波,其幅值就可以通过变压器来生高或降低。通过增加变压器的二次绕组数就可以增加输出的电压组数。最后这些交流波形经过整流滤波后就得到直流输出电压。控制器的主要目的式保持输出电压稳定,其工作过程与线性形式的控制器很开关电源电路组成类似。也就是说控制器的功能模块电压参考和误差放大器,可以设计成与线性调节器相同。它们的不同之处在于,误差放大器的输出(误差电压)在驱动功率管之前要经过一个电压脉冲转换单元。开关电源有两种主要的工作方式:正激式变换和升压式变换。 尽管它们各部分的布置差别很少,但是工作过程相差很大,在特定的场合下个有优点。正激式变换器的优点式: 输出电压的纹波峰峰值比升压式变换...