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开关电源的种类有哪些

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maoyanketi|  楼主 | 2011-6-27 10:49 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
开关电源的分类介绍  现代开关电源有两种:一种是直流开关电源;另一种是交流开关电源。本书要介绍的只是直流开关电源,其功能是将电能质量较差的原生态电 源(粗电),如市电电源或蓄电池电源,转换成满足设备要求的质量较高的直流电压(精电)。直流开关电源的核心是DC/DC转换器。因此直流开关 电源的分类是依赖DC/DC转换器分类的。也就是说,直流开关电源的分类与DC/DC转换器的分类是基本相同的,DC/DC转换器的分类基本上就是直 流开关电源的分类。
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  直流DC/DC转换器按输人与输出之间是否有电气隔离可以分为两类:一类是有隔离的称为隔离式DC/DC转换器;另一类是没有隔离的称为非隔离 式DC/DC转换器。
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6 A# }: n) I) F/ O$ B  隔离式DC/DC转换器也可以按有源功率器件的个数来分类。单管的DC/DC转换器有正激式(Forward)和反激式(Flyback)两种。双管DC/DC转换器 有双管正激式(DoubelTransistor Forward Converter),双管反激式(Double Transistr F1yback Converter)、推挽式(Push-Pu11 Converter) 和半桥式(Ha1f-Bridge Converter)四种。四管DC/DC转换器就是全桥DC/DC转换器(Fu11-Bridge Converter)。: g, C" O5 D: ^2 I- g: K0 u1 T5 Q2 e+ x0 l
  非隔离式DC/DC转换器,按有源功率器件的个数,可以分为单管、双管和四管三类。单管DC/DC转换器共有六种,即降压式(Buck)DC/DC转换器 ,升压式(Boost)DC/DC转换器、升压降压式(Buck Boost)DC/DC转换器、Cuk DC/DC转换器、Zeta DC/DC转换器和SEPIC DC/DC转换器。在这六种 单管DC/DC转换器中,Buck和Boost式DC/DC转换器是基本的,Buck-Boost、Cuk、Zeta、SEPIC式DC/DC转换器是从中派生出来的。双管DC/DC转换 器有双管串接的升压式(Buck-Boost)DC/DC转换器。四管DC/DC转换器常用的是全桥DC/DC转换器(Fu11-Bridge Converter)。
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  隔离式DC/DC转换器在实现输出与输入电气隔离时,通常采用变压器来实现,由于变压器具有变压的功能,所以有利于扩大转换器的输出应用 范围,也便于实现不同电压的多路输出,或相同电压的多种输出。6 Z( T7 x' Y( P8 v

; Y' j7 M* C. S1 t4 z3 f' ^1 p R  在功率开关管的电压和电流定额相同时,转换器的输出功率通常与所用开关管的数量成正比。所以开关管数越多,DC/DC转换器的输出功率越 大,四管式比两管式输出功率大一倍,单管式输出功率只有四管式的1/4。
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, {8 q, t+ n# T0 }  非隔离式转换器与隔离式转换器的组合,可以得到单个转换器所不具各的一些特性。
( Q' f$ [$ L" i; L* I" u0 \
( @7 y3 h, u; ^ K  按能量的传输来分,DC/DC转换器有单向传输和双向传输两种。具有双向传输功能的DC/DC转换器,既可以从电源侧向负载侧传输功率,也可 以从负载侧向电源侧传输功率。
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2 B+ O$ X4 u8 r; I R! M2 f  DC/DC转换器也可以分为自激式和他控式。借助转换器本身的正反馈信号实现开关管自持周期性开关的转换器,叫做自激式转换器,如洛耶尔 (Royer)转换器就是一种典型的推挽自激式转换器。他控式DC/DC转换器中的开关器件控制信号,是由外部专门的控制电路产生的。j s O: [$ B5 S

/ H: Y6 A" s8 f n  按照开关管的开关条件,DC/DC转换器又可以分为硬开关(Hard Switching)和软开关(Soft Switching)两种。硬开关DC/DC转换器的开关器件 是在承受电压或流过电流的情况下,开通或关断电路的,因此在开通或关断过程中将会产生较大的交叠损耗,即所谓的开关损耗(Switching loss)。当转换器的工作状态一定时开关损耗也是一定的,而且开关频率越高,开关损耗越大,同时在开关过程中还会激起电路分布电感和寄生 电容的振荡,带来附加损耗,因此,硬开关DC/DC转换器的开关频率不能太高。软开关DC/DC转换器的开关管,在开通或关断过程中,或是加于 其上的电压为零,即零电压开关(Zero-Voltage-Switching,ZVS),或是通过开关管的电流为零,即零电流开关(Zero-Current·Switching, ZCS)。这种软开关方式可以显着地减小开关损耗,以及开关过程中激起的振荡,使开关频率可以大幅度提高,为转换器的小型化和模块化创造 了条件。功率场效应管(MOSFET)是应用较多的开关器件,它有较高的开关速度,但同时也有较大的寄生电容。它关断时,在外电压的作用下, 其寄生电容充满电,如果在其开通前不将这一部分电荷放掉,则将消耗于器件内部,这就是容性开通损耗。为了减小或消除这种损耗,功率场 效应管宜采用零电压开通方式(ZVS)。绝缘栅双极性晶体管(Insu1ated Gate Bipo1ar tansistor,IGBT)是一种复合开关器件,关断时的电流拖 尾会导致较大的关断损耗,如果在关断前使流过它的电流降到零,则可以显着地降低开关损耗,因此IGBT宜采用零电流(ZCS)关断方式。IGBT在 零电压条件下关断,同样也能减小关断损耗,但是MOSFET在零电流条件下开通时,并不能减小容性开通损耗。谐振转换器(ResonantConverter ,RC)、准谐振转换器(Qunsi-Tesonant Converter,QRC)、多谐振转换器(Mu1ti-ResonantConverter,MRC)、零电压开关PWM转换器(ZVS PWM Converter)、零电流开关PWM转换器(ZCS PWM Converter)、零电压转换(Zero-Vo1tage-Transition,ZVT)PWM转换器和零电流转换(Zero- Vo1tage-Transition,ZVT)PWM转换器等,均属于软开关直流转换器。电力电子开关器件和零开关转换器技术的发展,促使了高频开关电源的发 展。

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沙发
huzixian| | 2011-6-30 17:52 | 只看该作者
开关电源的分类
(一).按控制方式:
脉冲调制变换器:驱动波形为方波。PWM、PFM、混合式。
谐振式变换器:驱动波形为正弦波。又分ZCS(零电流谐振开关)、ZVS(零电压谐振开关)两种。
(二).按电压转换形式:
1.AC/DC:一次电源。
即整流电源。
2.DC/DC:二次电源。
1)Buck电路:降压斩波器,入出极性相同。
2)Boost:升压斩波器,入出极性相同。
3)Buck-Boost:升/降压斩波器,入出极性相反,电感传输。
4)Cuk:升/降压斩波器,入出极性相反,电容传输。
(三).按拓补结构:
1.隔离型:有变压器。
2.非隔离型:无变压器。

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板凳
luntanok1| | 2011-10-20 09:03 | 只看该作者
学习下开关电源的相关知识!

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地板
lijunfeng2011| | 2011-10-20 09:20 | 只看该作者
讲的很详细,学了不少东西,顶楼主,谢了!

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5
vivisa| | 2011-10-20 10:35 | 只看该作者
谢谢楼主分享。

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6
jingbaobao| | 2011-11-24 21:06 | 只看该作者
真是太全面了,谢谢。

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7
泰山神泉| | 2012-4-6 08:50 | 只看该作者
谢谢了,现在LED节能灯用的电源模块很小,不知道用是哪种开关电源?

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