1、电力电子装置及控制第第 2章章 高频开关电源 高频开关电源自动化学院自动化学院自动化学院自动化学院09:14本章学习内容本章学习内容 2.1 高频开关电源概述发展概况 基本组成 控制方式 、 、 2.2 单端反激开关电源 基本关系式、自激型单端反激开关电源、他激型单端反激开关电源2.1 高频开关电源概述高频开关电源概述2.1.1 高频开关电源发展状况 高频开关电源发展状况线性电源-开关电源-高频开关线性电源 电力电子器件工作在 线性放大区 域 ： 线性放大区 域 ；D 1DTU dC+D 23D 4uinU TU ORPT图 2.1 线性稳压电源原理图 开关电源：电力电子器件工作在 开关模式
2、，一般指小功率图 线性稳压电源原理图率 AC-DC、 DC-DC 。2.1 高频开关电源概述高频开关电源概述212高频开关电源的基本组成2.1.2高频开关电源的基本组成 1. 开关电源的输入环节 输入浪涌电流 (inrush current) 抑制 、瞬态电压抑制、线路滤波器、输入整流滤波2 功率变换电路 . 功率变换电路 3. 控制及保护 控制及保护 PWM电压控制模式、 PWM峰值电流控制模式z输入浪涌电流 (inrush current) 抑制 产生原因：在合闸的 瞬间 由于输入滤波电容的 充电 产生很大的 在合闸的 瞬间 ， 由于输入滤波电容的 充电 ， 产生很大的浪涌电流 。浪涌电流
3、 。 常用抑制方法：+0 限流电阻加并联开关 ；in 负温度系数热敏电阻 NTC(negative temperature ffi i t)coe c ent)； 对于 小功率 的开关电源 ， 可以直接在线路中 串接电阻 限对于 小功率 的开关电源 ， 可以直接在线路中 串接电阻 限制浪涌电流。2. 功率变换电路 功率变换电路电压控制模式3. 控制及保护电路1） PWM电压控制模式PT2D1D误差放大器refVVCLOCKAERSOTL锁存器振荡器PWM比较器outVeoutVrVeVOSCrCoC振荡器SRrV输出PWM)(a)(b图 2.3 电压模式控制原理图图 电压模式控制原理图Vref
4、outVeVV1TffRSRoutCC2TffCCR图 24 电压前馈模式控制原理图图 2.4 电压前馈模式控制原理图2） PWM峰值电流控制模式OSCTD1D误差放大器振荡器VCLOCKinUAERSOL2锁存器PWM比较器refoutVeVTeVSVoC锁存器比较器RoutVOUTPUTLATCHSV)(aS)(b图 2.5 电流控制模式原理图3）开关电源的保护过压 欠压 过流 过 短路保护等z 、 、 、 过 温、2.2 单端反激开关电源2.2.1 基本关系式1i2i1N2Noi*DPT+1NinU1L2LoCTLRoU*PWM+2ce in oUUUN= +图 2.6 单端反激电源21
5、1oinU N DUN D=连续工作模式 :图 单端反激电源不连续工作模式：2111max12jWP LITT=LR22 22in on ooUT UPLT R=12oinonUUTLT=1 Lz 反激变换器 开关管导通时电源将电能转为磁能储存在电感（变压器）中，当开关管关断时再将磁能变为电能传送到负载z 单端变换器 变压器磁通仅在单方向变化1. 共同关系式1i2i1N2Noi*DPT+z Ton期间：inU1L2LoCTLRoU*PWM+图 2.6 单端反激电源图 单端反激电源z Toff期间：=+z磁通复位原则1NNUUUoiCE+=z开关管 T承受的电压22、 连续工作模式 （ 含临界连
6、续模式 ）、 （ ）3.不联系工作模式（含临界连续模式）2.2 单端反激开关电源2.2.2 自激型单端反激开关电源 RCC（ Ringing Choke Converter）ib T通 i1流过 N1 U1 Uf (Nf) ib增加 i1 增加 T饱和 i1通 , 、 增加 增加 饱和 ,线性上升 , Czcd的存在， ib随时间下降 T进入放大区，i1 受控减小 Uf反向 ib进 步减小 使 T很快截止受控减小 反向 进 一 步减小 使 很快截止 。临界工作状态临界工作状态0nUD11 1() ()bit it=0nUUi+=图2.7 自激型单端反激电路工作原理图100021LPnUUnUUfii+=图 2.8 单端自激反激开关电源 的实用电路辅助电源 ：为控制电路 、检测电路、驱动电路等供电；一 般为多路输出电源。反激 稳压自激2.2.3 他激型单端反激开关电源他激型用 UC3842芯片7他激型用 芯片874 651235UC3842组成的小型充电器本章学习要点z 了解高频开关电源的发展状况及基本组成，熟悉电源输入环节的设计方法 :输入浪涌电流和瞬态电压抑制方法z 掌握单端反激式开关电源的工作原理 :自激型、他激型单端反激电源原理z第二 章作业 ：z习题 1z附加：叙述单端反激电源的工作原理，并绘出 UN1、 UCE、 I1、 I2波形（连续工作模式 ）
