第2课电源拓扑形式介绍1.pptVIP

第2课电源拓扑形式介绍1第1页，共29页，星期日，2025年，2月5日开关电源的术语11、电压调整率：输入电压变化时，输出电压的变化率，即电压调整率=（最高输出电压Voutmax-最低输出电Voutmin）/额定输出电压Voutx100%2、负载调整率：负载电流从半载到额定负载时，输出电压的变化率，即负载调整率=（V满–V半）/V额×100%3、效率：电源的输出功率与输入功率的百分比，即效率=Pout/Pin×100%*第2页，共29页，星期日，2025年，2月5日开关电源的术语2ESR：等效串联电阻，它表示电解电容呈现的电阻值的总合，ESR越小，性能越好。噪声和纹波：附加在直流输出信号上的交流电压和高频尖峰的峰值，通常为mv级。占空比：在高频开关电源中，开关元件的导通时间和变换器的工作之比。输出瞬态响应时间：从输出负载电流产生变化开始，经过整个电路的调节作用，到输出电压恢复额定值所需要的时间。*第3页，共29页，星期日，2025年，2月5日模块化设计的方法选择合适的技术和拓扑形式比较熟悉的原则（包括IC、拓扑方式、控制电路、变压器和骨架）；进行估算功率的大小、变压器和骨架的大小、选择合理的功率元器件；设计原理图搭建简单模块电源中的单元电路：试验：确定物理机构散热片、PCB板、风扇；对EMI/RFI进行测试（改板和设计的可能）产品加工生产*第4页，共29页，星期日，2025年，2月5日几种常用的电路形式主要包括：单端反激式、单端正激式、推挽式、半桥式、全桥式，三点式（介绍）*第5页，共29页，星期日，2025年，2月5日（一）单端反激式简化原理图：*第6页，共29页，星期日，2025年，2月5日单端反激式电路原理其变压器T1起隔离和传递储存能量的作用，即在开关管Q开通时Np储存能量，开关管Q关断时Np向Ns释放能量。在输出端要加由电感器Lo和两Co电容组成一个低通滤波器，变压器初级需有Cr、Rr和Dr组成的RCD漏感尖峰吸收电路。输出回路需有一个整流二极管D1。由于其变压器使用有气隙的磁芯，故其磁损较大，变压器温相对较高。并且其输出的纹波电压比较大。但其优点就是电路结构简单，适用于200W以下的电源且多路输出交调特性相对较好。*第7页，共29页，星期日，2025年，2月5日单端反激式变压器计算单端反激式变压器设计的方法较多，但对于反激式设计来说最难的也就是变压器的设计和调整。一般须视具体工作状态而定，这里我结合自己的调试经验介绍一种快捷的近似计算方法。反激变换器可工作于电流连续模式(CCM)和电流断续模式(DCM)，同样输出功率时，工作于电流断续模式具有较大的峰值电流，此时开关晶体管、整流二极管、变压器和电容上损耗会增加，所以一般效率较低，工作于电流连续模式下，效率较高，但输出二极管反向恢复时易引起振荡和噪声；另外，工作于电流断续模式时，由于变压器电感量较小，体积可以做得小一些，而工作于电流连续模式，变压器体积一般会较大。变压器参数的选取应结合整个电路设计和实际应用情况，在最初的设计中，为取得比较适中的性能，可考虑使电路工作于电流临界连续状态。*第8页，共29页，星期日，2025年，2月5日反激式变压器的设计步骤初选磁芯型号；确定初级电感量；确定初级峰值电流；确定初级线圈匝数和气隙；计算并调整初、次级匝数；计算并确定导线线径；校核窗口面积和最大磁感性强度。*第9页，共29页，星期日，2025年，2月5日单端反激式两个重要的公式计算原边（开关管）的峰值电流：IP=5.5POUT/VINMIN=2POUT/VINMIN×DMAX计算开关管的工作电压：VSW=VIN+N1/N2×VOUT*第10页，共29页，星期日，2025年，2月5日单端反激式工作原理1工作原理：SW导通时，N1储能，VD截止，T1导通；*第11页，共29页，星期日，2025年，2月5日单端反激式工作原理2SW截止，N2导通，VD导通给C2充电，RL放电；*第12页，共29页，星期日，2025年，2月5日反激式变压器工作原理变压器T1除了具有初次极间安全隔离的作用外，还有变压器扼流圈的作用，所以反激式输出次级不需要加电感，但在实际中在滤波电容之外加一小电感，用以降低开关噪声。*第13页，共29页，星期日，2025年，2月5日MOS管参数/反激开关电源特点耐压得选择：Vdss=1.5Vin（m