1、开关电源的分类序号 电路种类分类方式所需开关管隔离方式震荡方式控制方式优点 缺点可输出的功率（w）电路图 说明1 Buck 降压 30 图 12 Boost 升压 50 图 23 极性变换式输出方式非隔离电路简单，效率高 不适用大电流30 图 34 单端正激式 仅需要一个高压快速二极管， 电流波形好 高频变压器计算复杂 50200 图 4由于耐压限制不用于大、超大功率（续流二极，管电抗器，电容器）5 单端反激式单管高频变压器简单，无须高压快速二极管，滤波电路简单反压最大，高于 2 倍输入电压 20100 图 5不用于大、超大功率和输出端开路（储能电感，开关变压器）6 推挽式 两开关管驱动容易，
2、并且直 接接到地 如果电流不平衡，有置 变压器于饱和危险 100500 图 6变压器利用率高 ， 输出功率大7 半桥式 高频变压器更简单，开关管 耐低压 开关管需要悬浮驱动， 100700 图 78 全桥式功率开关管的连接方式多管他激图一脉冲宽度或频域每只关管效率最大，高频变压器简单，开关管耐低压驱动电路复杂，需要 4只高压快速二极管和开关管5002000 图 8变压器利用率高U 功 率开关管 =0.5U 输出 输出电压、功率大9 振铃式 单管 频率占空比于输入电压成反比，不受负载影响，容易大范围调节变压器利用率低，输出功率小 =10010 洛埃耶式 无须控制功能和超负载保护 磁芯损失大，元件
3、损耗、 输出容量小 50 左右 图 1011 井森式多管隔离自激图一 振幅具有洛挨耶式优点 需要两个变压器 100300 图 111、降压电路：原理及元器件的选择（1.1）原理说明参照上图，降压型开关稳压电源的基本组成由一次整流和滤波、功率开关管V，续流二极管 VD、储能电感 L，二次滤波电容 C，PWM(脉宽调制) 控制和驱动电路以及取样和反馈电路组成当驱动型号为方波，则开关管工作的周期 ，占空比 ， 为导通时间 为关闭时间。流程：导通（ ）VD 截止（反向偏置）电感中的电流不突变（储存能量）截止（ ）VD 导通（续流补充电流）感中的电流不突变释放能量 电流的波形为锯齿波（动态平衡得：得 D
4、= (其中 D 在 0、1 之间)TUOFLONLoi*ION分析 1、保持 T 不变，改变 来实现调节输出电压得目的称为 PWM(脉宽调制)2、保持其它不变，改变 来实现调节输出电压得目的称为 PFM(脉频调ON制)3、都改变，为混合型开关电源（1.2）原理分析1、稳压电源得纹波值除了与输入、输出电压有关外，还与储能电感和滤波电容有关，降低开关管的 T 或提高 f 也能达到同样的效果；除此外，应考虑造价，使用环境，体积等问题。2、纹波得大小还与电网工频纹波及高频功率转换的寄生纹波电压。解决方法：增大开关管稳压电源输入端一次滤波电容和提高 PWM 电路以及功率变换电路的负载动态响应速度。3、开
5、关转换纹波电压由于 VD 在 V 导通后不能立即关断，需要一定的导同时间，在这段时间内，VD 成低阻抗，这个电流通过 V、VD 形成一个大电流，与分布电容形成阻尼震荡，经滤波后形成开关转换纹波。开关管在截止于导通时有时差。VD 没有导通来得及转换，同样也会形成开关转换纹波。解决方法：（1）VD 采用肖特二极管或开回复二极管为续流二极管。（2）在快恢复二极管两端并联一个阻容网络。参数确定：当20F（开关管）100KHz;C 为 0.010.0022uF，R 的值为 110 欧（3）在 VD 支路上串联一个很小的电感（1.3）元器件的选择1.3.1、功率开关管 V 的选择（1）数千瓦数十千瓦，选择
6、 ; 数千瓦一下选 GTR 期间选定后遵循以下原则： 功率开关管 V 的导通饱和压降 Uces 越小越好。 功率开关管 V 截止时反向漏电流越小越好。 功率开关管 V 的高频特性要好。 功率开关管 V 的开关时间要短。 功率开关管 V 的基极驱动功率要小。 V 的反向电压应满足 Uc=2*1.3Ui1.3.2 续流二极管的选择（1）当截止时，电感中的能量通过传给负载，当 V 导通时集电极与发射极之间的电压几乎为 0，Ui 几乎全部加到上，故满足以下条件： 续流二极管的正向导通电流必须大于或等于功率开关管的最大集电极电流，及大于负载上的电流。 续流二极管反向耐压值必须大于输入电压 Ui。 为了减
7、小开关引起的输入纹波， VD 采用肖特二极管或开回复二极管为续流二极管 为提高效率，减小内部损耗，一定要选择正向导同压降低的肖特（2）极管或开回复二极管1.3.3 储能电感的选择（1）电流不能突变， （基本条件）其电流近似上升或下降。（2）当电感的能量释放完时，电感两端的电压于电流均为零，此时 V 有截止，故 V 于 L 上的电压会发生台阶式突变，出现的情况会使负载间断性的停电。（3）参数的选择：电感量选择大于临界值 =OFCTIUL*2f*2)1(DRL正常值： =CLf*1.5)(maxDRl1.3.4 输出滤波的选择（1） 导出的公式为 C= ，为消除开关转换纹波分量，出接入计)1(f8
8、02IOUL算的得到电容为，还接一个无极性范围在 0.010.47uF 的瓷片、锗石电容小电容，用来滤除频率较高的开关转换纹波分量。（2）也可以用 LC= 要注意的是计算出来的量任要符合上式，电感起O8Tof到储能，滤波外，还有限制 V 的电流作用。原因是当当选的带电感小于Lc 时，流过 V 的电流急剧增大，使工作状急剧恶化。2、升压电路：原理及元器件的选择（2.1）原理说明析压电路一样，计算公式为 Uo= DUTiiOFN1*（2.2）得到的分析：1、该关系式是在忽略了输出整流二极管的正向压降得到的，因此构成应用电路时应尽量选择正向压降低的肖特基二极管。2、控制功率开关管 V 积极所加的驱动
9、信号的占空比 D，克服了交流电网电压或输入直流电压变化引起的对稳压电源输出电压的影响，作用：降低输出电压的波动、稳定输出电压。3、升压电路也有调宽、调频和混合型。4、在升压和降压电路中增加取样电路，对取得的信号进行放大、处理比较，形成与 Io、Uo 有关的变化量，即实现驱动信号来控制开关管得导通状态。（2.3）升压电路元器件的选择2.3.1、功率开关管 V 的选择考虑因素：输入电压有 10%的波动，电感上的峰- 峰尖刺电压为稳定值20%，V 承受的实际电压为 1.1*1.2Ui=1.32Ui 为保持 V 的裕量故选其 80%的额定电压 1.32Ui=0.8Uceo。Uceo=1.32/0.8U
10、i=1.65(1-D)Uo 集电极电流 Ic 的计算：Ii=Io* = 和电压一样要保持一定的裕量，故UioD1有 0.8Ic=Ii,Ic=1.25 Io* = 1.25i 集电极功率损耗的 Pc 的计算 P= ICESO22.3.2、二极管 VD 的选择反向电压 20%裕量 Ud=1.25Uo正向导通电流 50%裕量 Id=2Io/(1-D)2.3.3、滤波电容C= 为纹波电压。OIfUI)(CDTIOU为耐压值 .oc2c注意的是滤波电容容量除外，还于 f 成反比。方法是减小输出电容的容量、降低电容的体积、重量，提高频率的原因，在选择器件是还注意温度的影响。2.3.4、储能电感 L 的选择储能电感 L 上的峰- 峰值不应大于最大平均电流的 20%，为了避免电感的磁饱和 若取 则 LII4.1iOFONiITUT4.1)(（2.4）保护电路1、过流保护：负载出现故障或短路，此时电流过大，在短时间内关闭电源，而起到保护的作用，如 PWM 几成芯片包括限流式（过流消失后，电源恢复和自动启动）截止时（过流消失后，必须手动启动）2、过压保护：常用的是采用稳压值与电源额定值相符的稳压二极管并接在输出端。不适合电压较高，功率较大的电路。3、过热保护：主要保护的是 V 和 VD，当温度达到不能工作的温度时。温度继电器将会断掉输入电源。结构简单，成本低，安全性高，缺点保护动作延时长。
