高压软开关充电电源..
高效紧凑的高压脉冲电容器恒流充电电源
振频 率 。而如果 用并联谐 振 变换器对 电容充 电， 载 电容 等效 到 变 压器 初级 后 与谐 振 电容 并 负
联 ， 振频 率会 随着连 接在 Ｃ Ｐ 谐 Ｃ Ｓ输 出端的负 载电容 的变化 而迅速 变化口 。 ］ （ ） 中 电流 由两个 正 弦波组成 。如果 开关 Ｓ １式 ２和 Ｓ ４导通 时 间足够 ， 导通 时 间 内 ， 弦 在 正 谐振 电流就 会衰减 到零 。故 只要 开关 频率低 于谐 振频 率 ， 能实 现零 电流 切换 。为 保证 实现 就
移 和存在 非零 电流关 断 的现象 。在本 电源研 制 中 ， Ｃ Ｐ 对 Ｃ Ｓ不 足之 处进 行 了改进 ， 显著 降低 了
导通 、 关断时变换器开关的损耗 ， 提高了系统的效率 。由于要求 Ｃ Ｐ Ｃ Ｓ高效紧凑 ， 文中详细介
绍 了提 高效率 的方式 。
２ 工 作 原 理
图 １是 Ｃ Ｐ Ｃ Ｓ的 串联谐 振开关 变换 器 电路 图 。 串联谐 振 变 换 器 由 Ｉ Ｔ（ 缘栅 双 极 晶 ＧＢ 绝
振 产生 一个 近似 于正 弦渡 的电流 ． 电流 的周期 在开关 Ｓ的接通 和断开 之 间 ， 当于 “ 电流” 相 零 时
维普资讯
第 １期
任青毅等 ： 高效 紧凑 的高压脉 冲电容器恒 流充电电源
开关 动作 。二极 管 Ｄ 只允 许定 向 的能量 传输 。 使振 荡 电流 第二 个周 期 不能 出现 ， 以消除 振荡
时 ， 换 器 电路 的完 整 工 作 周 期分 为 ４种 模 式［ 变 。 第 一种模 式 的等效 电路 如 图 ２所示 ， 时 Ｓ 此 ２和 Ｓ ４ 导通 ， 谐振 电流 Ｊ为正 。储 能电 容等 效 到变 压 器 的
初级为 ｃ 。 （ ） Ｉ ｔ 为折合初级 回路上储能电容的 ｏ
开关电源软开关技术原理简介
开关电源软开关技术原理简介开关电源是现代电子设备中常见的电源供应方式之一，具有高效率、小体积、轻便等优点。
而软开关技术作为一种先进的电源开关技术，被广泛应用于开关电源中，以提高其性能和可靠性。
本文将对软开关技术的原理进行简要介绍。
软开关技术是一种在开关电源中用于控制开关管导通和关断的技术。
传统的硬开关技术存在开关管开关速度慢、开关过程中会产生电压和电流的冲击等问题，而软开关技术则通过合理的控制开关管的导通和关断时机，以减小开关过程中的冲击，提高开关效率。
软开关技术主要包括零电压开关技术（ZVS）和零电流开关技术（ZCS）。
其中，ZVS技术是通过在开关管导通和关断时将电压降至零来实现的，而ZCS技术是通过在开关管导通和关断时将电流降至零来实现的。
在软开关技术中，ZVS技术是较为常见的一种。
其原理是利用谐振电路使得开关管在导通和关断时电压降至零，以减小开关过程中的电压冲击。
具体来说，当开关管导通时，谐振电路中的电容器充电，使得电压逐渐增加；而当开关管关断时，谐振电路中的电感器释放能量，使得电压逐渐降低，直至降至零。
通过合理设计谐振电路的参数和控制开关管的导通和关断时机，可以实现零电压开关，减小开关过程中的电压冲击。
与ZVS技术相比，ZCS技术在某些场合下更为适用。
ZCS技术的原理是利用谐振电路使得开关管在导通和关断时电流降至零，以减小开关过程中的电流冲击。
具体来说，当开关管导通时，谐振电路中的电感器储存能量，使得电流逐渐增加；而当开关管关断时，谐振电路中的电容器释放能量，使得电流逐渐降低，直至降至零。
通过合理设计谐振电路的参数和控制开关管的导通和关断时机，可以实现零电流开关，减小开关过程中的电流冲击。
总的来说，软开关技术通过合理控制开关管的导通和关断时机，以减小开关过程中的冲击，提高开关效率。
ZVS技术和ZCS技术是软开关技术中常用的两种实现方式。
在实际应用中，软开关技术可以提高开关电源的效率和可靠性，减小对其他电子元器件的损伤，同时也有利于降低电磁干扰和提高整体系统的抗干扰能力。
igbt的固态高压脉冲电源的设计原理
IGBT的固态高压脉冲电源的设计原理由于脉冲电源有断续供电的特性，在很多领域都获得了广泛的应用，其中高压脉冲电源是系统的核心组成部分。
为了获取高重复频率、陡前沿高压脉冲电源，文中提出了一种基于IGBT的高压脉冲电源，系统主要由高压直流充电电源和脉冲形成电路两部分组成，由DSP作为主控制芯片，控制IGBT的触发和实现软开关技术，并用仿真软件PSIM对高压脉冲电源进行仿真分析，验证了设计思想的正确性。
由于脉冲电源有断续供电的特性，在很多领域都获得了广泛的应用。
比如说高能量物理、粒子加速器、金属材料的加工处理、食品的杀菌消毒、环境的除尘除菌等方面，都需要这样一种脉冲能量--可靠、高能量、脉宽和频率可调、双极性、平顶的电压波形。
无论将此高功率脉冲电源用于何种用途，高压脉冲电源均是其设计的核心部分。
传统的高功率脉冲电源一般采用工频变压器升压，然后采用磁压缩开关或者旋转火花隙来获取高压脉冲，因而大都比较笨重，且获得的脉冲频率范围有限，其重复频率难以调节，脉冲波形易变化，可靠性较低，控制较困难，成本较高。
文中采用固态电器--IGBT来获取高压脉冲波形。
将IGBT 作为获取高压脉冲的电子开关，利用IGBT构成LCC串并联谐振变换器作为高压脉冲电源的充电电源，同时利用IGBT构成全桥组成脉冲形成电路，输出双极性高压脉冲波形。
文中给出了系统结构、系统各个部分功能说明，通过仿真电力电子仿真软件PSIM对LCC充电过程和脉冲形成电路进行仿真分析。
1 高压脉冲电源系统结构1.1 高压脉冲电源的拓扑结构高压脉冲电源常用的主电路拓扑可以归纳为两类：电容充放电式和高压直流开关电源加脉冲生成的两级式两种。
电容充放电式是通过长时间充电、瞬间放电，即通过控制充放电的时间比例，达到能量压缩、输出高压大功率脉冲的目的。
优点是可以输出的脉冲功率和电压等级较高，脉冲上升沿较陡;但是，输出脉冲的精度难以控制，而且重复频率低，因而应用范围比较有限，主要应用在核电磁物理研究、烟气除尘、污水处理、液体杀菌等场合。
SLR式软开关充电电源的设计
Ｉ ・
Ｌｌ
模
当负 载 电压 折 合 到 变 压 器 原 边 电压 小 于 直 流
输入 电压 ， 开关 管 的反 并 联二 极 管 的续 流 电 流存 在 时 ， 一个 开关 周期 中模 式 ｌ 在 的谐 振 电 流峰 值 由式 （ 可得 １ ） ＝ ＋ ｏ ／ｒ模 式 ２的谐 振 电流 峰 值 由 （ ｕ Ｚ ， ）
（： ｆ盟 ）
厶ｒ
ｓ （ｆ ｉ ，０ 一）
（ １ ）
（ ２ ）
ＵＩ） （ — ｏ 一 ＋ ｏｃｓ （ ｔ Ｃ ＝ Ｕ （ Ｕ ｏ ｔ ｏ Ｏ ） ） —）
式 （） ３可得 厶 （ ｕ ／ｒ 则 一个 谐 振 周 期 谐 振 电 。＝ 一 ｏ Ｚ ， ） 流整流后 的平均 值 为 ：
２（ ／
Ｌｌ ｐｌ
式中： ∞ 为谐振角频率， ， √ 厶 ｌ Ｚ为谐振 ｃ＝ ｌ Ｃ ； ｏ ／ ｒ
阻抗 ， ｒ 厶／ 。 Ｚ √
模 式 ２【～２ 等 效 电路 如 图 ３ｂ ， ｔ时刻 ， ｔｔ： 。］ （）在 。 谐 振 电流过零 ， 电路进 入模 式 ２ 。流经 Ｔ ，４ 电流为 ｌ 的 Ｔ 零 ， Ｄ 导 通 。由于 二极管 Ｄ ， Ｄ ， Ｄ 导通 ， 开关 管 Ｔ ，
ｓ ｔｔ ｉ －ｔ ｎ ）
（ ３ ）
Ｈ （ ＝ Ｕ＋ ’ （．ｕ ’ｏ￣（ ｆ Ｃｆ （ ） ｕ一 。ｃｓ ｔ Ｉ） 一 ） —）
ｆ ４ 、
模 式 ３［ ～ｓ 等 效 电路 如 图 ３ｃ， 该 阶段 所 ： ： ］ （ 在 ） 有开关 管 和二 极 管均 关断 ， 振 电流为 ０ 谐 振 电容 谐 ， 两端 电压 Ｕ 持在 ２ 不 变 。后半 个 开关 周 期 的 。保 Ｕ。 工作原 理 与此 相 同 ， 不再 进行 重复分 析 。 由上 面 的 分 析 可知 ．当 电路 谐 振 参 数 确 定 之 后， 电路 的 谐 振 周期 是 固定 的 ． 了实 现 开 关 管 的 为
mos管软开关的过程
mos管软开关的过程【原创实用版】目录1.MOS 管概述2.MOS 管软开关的原理3.MOS 管软开关的优势4.MOS 管软开关在实际应用中的例子5.总结正文1.MOS 管概述MOS 管，全称为金属 - 氧化物 - 半导体场效应管（Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor），是一种半导体器件，可以被制造成增强型或耗尽型，P 沟道或 N 沟道共 4 种类型。
在实际应用中，常用的是 NMOS 和 PMOS。
MOS 管具有输入阻抗高、噪声低、功耗小、动态响应快等特点，因此在电子电路设计中得到了广泛的应用。
2.MOS 管软开关的原理MOS 管软开关是指在开关状态下，MOS 管的导通与截止过程不存在明显的开关瞬间，而是在一定时间内逐渐完成。
软开关的主要目的是减小开关过程中的电磁干扰和电压尖峰，从而提高电路的可靠性和稳定性。
软开关的过程主要包括预充电和放电两个阶段。
在预充电阶段，当输入电压 ui 由低变高时，MOS 管开始导通，电源通过 RD 向杂散电容 CL 充电，充电时间常数为 1RDCL。
在放电阶段，当输入电压 ui 由高变低时，MOS 管开始截止，杂散电容 CL 中的电荷通过 RD 放电，放电时间常数同样为 1RDCL。
3.MOS 管软开关的优势MOS 管软开关技术具有以下优势：（1）减小电磁干扰：软开关过程中不存在明显的开关瞬间，可以有效地减小电磁干扰，提高电路的可靠性和稳定性。
（2）降低功耗：软开关可以减小开关过程中的电压尖峰，从而降低功耗，提高电路的效率。
（3）改善电路特性：软开关可以提高电路的动态响应，减小电路的输出电压波动，从而改善电路的特性。
4.MOS 管软开关在实际应用中的例子MOS 管软开关在实际应用中得到了广泛的应用，例如：（1）开关电源：在开关电源中，MOS 管软开关可以有效地减小电磁干扰，提高电路的可靠性和稳定性。
（2）马达驱动：在马达驱动电路中，MOS 管软开关可以减小电磁干扰，降低功耗，提高马达驱动的效率和可靠性。
电力电子硬开关与软开关技术
优点与缺点
1
2
3
4
优点：降低开关损 耗，提高开关频率，
减小电磁干扰
缺点：需要复杂的 控制电路，成本较
高
缺点：需要精确的 控制和设计，实现
难度较大
优点：提高系统效 率，降低发热量
应用领域
01
电力电子设备： 如变频器、开
关电源等
02
电力系统：如 高压直流输电、 柔性交流输电
系统等
03
电动汽车：如 电机驱动、电 池管理系统等
航空航天：如电力推进系 统、电源管理系统等
工业自动化：如电机控制、 过程控制等
2
工作原理
软开关技术通过 控制开关器件的 导通和关断时间 来实现开关动作
软开关技术利用 谐振电路来减小
开关损耗
软开关技术通过 控制开关器件的 驱动信号来减小
开关噪声
软开关技术可以 提高开关频率， 降低开关损耗，
提高电源效率
演讲人
目录
01. 硬开关技术 02. 软开关技术 03. 硬开关与软开关的比较
1
工作原理
硬开关技术通过控制开关器件 的通断来实现功率转换
硬开关技术通过优化开关器件的 驱动和控制方式来降低开关损耗
开关器件在开关过程中会产生 开关损耗，影响效率
硬开关技术可以实现较高的开 关频率，提高功率密度和效率
硬开关：成本较低，技术成熟
06
软开关：成本较高，技术相对复杂
成本差异
01
硬开关成本较 低，软开关成
本较高
02
硬开关需要更 多的无源元件， 软开关需要更 多的有源元件
03
硬开关的制造 成本较低，软 开关的制造成
本较高
04
串联谐振软开关高压充电电源仿真与设计
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｈｉ【ｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ ｃａｐａｃｉｔｏｒ—ｃｈａｒｇｉｎｇ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｕｓｉｎｇ ａ ｓｅｒｉｅｓ—ｒｅｓｏｎａｎｔ ｗｉｔｈ ｓｏｆｔ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｉｓ ｓｔｕｄ—
ｉｅｄ ｔｈ ｅｏｒｅｔｉｃａｌｌｙ ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍ ｅｎｔａｌｌｙ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｓｉｍ ｕｌａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ． Ｔｈｅ ｓｅｒｉｅｓ— ｒｅｓｏｎａｎｔ
ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｏｆ ｔｈ ｅ ｍａｉｎ ｃｉｒｃｕｉｔ ｉｓ ３２ ｋＨｚ，ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｏｆ ＩＧＢＴ ｓｗｉｔｃｈ ｉｓ １５ ｋＨ ｚ ａｎｄ ｔｈ ｅ ａｖｅｒａｇｅ ｃｈａｒｇｉｎｇ ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｓ ２ Ａ ．Ａ ｓｉｎｅ ｗａｖｅ ｏｆ ｓｅｒｉｅｓ—ｒｅｓｏｎａｎｔ ｃｕｒｅｎｔ ｉｓ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｅｄ ｂｙ ａ ｓｔｅｐ — ｕｐ ｐｕｌｓｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｅｒ ａｎｄ ｃｏｍｍ ｕｔｅｄ ｂｙ ａ ＨＶ ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ ｂｒｉｄｇｅ，ｔｈ ｅｎ ｃｈａｒｇｅｄ ｉｎｔｏ ｔｈ ｅ ＨＶ ｐｕｌｓｅ ｃａｐａｃｉｔｏｒｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｒａｉｌｇｕｎｇ ｐｕｌｓｅ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈ ｅ ｄａｔａ ａｎ ｄ ｗａｖｅｆｏｒｍ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｆｒｏｍ ｔｅｓｔｓ ａｒｅ ｉｎ ａｃｃｏｒｄａｎｃｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ，ａｎｄ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｓａｔｉｓｆｉｅｓ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎ ． Ｋ ｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｃａｐａｃｉｔｏｒ— ｃｈａｒｇｉｎｇ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ；Ｓｅｒｉｅｓ Ｒｅｓｏｎａｎｔ；Ｐｕｌｓｅ Ｐｏｗｅｒ；Ｓｏｆｔ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ
高压开关电源的设计与研究
计方案。实验结果表 明该 电源结构简单， 率和可靠性高。 效
关键词
中 图 分 类 号 Ｔ ９ Ｍ１
文 献 标 识码
Ａ
高压充 电电源广泛应 用于等离 子体物理 、 高功率
激光 、 大功 率微 波 、 子速 武 器等 等精 密 电子 系统 领 粒
域。要求 电源 系统具 有 重量 轻 、 响应 速度 快 、 定 性 稳
’ ： Ｄ Ｂ ； ｉ ． Ａ 一 三
与 Ｄ ．
图 ２ 电路 拓 扑 结 构 图
Ｄ１
与普通移相全桥 电路相 比， 增加 了一个谐 振 电感 和 ４个二极 管 。变压 器原副 边 电流是 不连续 的， 电 在 流截止期 间 Ｚ Ｓ开通 是通过二 极管 Ｄ 、 ６ Ｄ 、 ８分 Ｖ ５Ｄ 、７ Ｄ
１８ ６
东堪茬 愀
２１年 期 ０ 第３ ２
高 压 开 关 电源 的设 计 与 研 究
赵 延 波
（ 龙矿 集团热 电有限公司， 山东 龙 口 ２ ５ ０ ６ ７０）
摘
要
该文分析 了高压开关电源的特 点和 电路原理 ， 设计了一种新型高压开关 电源 ， 尤其是对 重要的设计要 点进行 了深入描述， 并给 出了设
压， 会导致点晕和飞弧 ， 以在较 高的电压 运用 中通 常 所
不 考 虑输 出 电感 。
电路拓扑结构和主要工作波形如 图 ２ 图 ３ 、 。
（） ２ 变压器副边存在 较大 的分 布 电容 。变 压器 副 边 匝数多 ， 绕组之间存 在较大 的分布 电容 ， 影响开关 电 源 的工作状态 。要 么采用分 布 电容的 电路形式 ， 么 要
如图 １ 所示 。高压 电源 的输 入信 号来 自 ２０ ２ Ｖ的
(10)峰值电流控制软开关电力操作电源的设计
变 压器 次级 、 个输 出等值 电感 Ｌ Ｌ 整流 二 极 两 。和
管 Ｖ 。和 Ｖ 以 Ｄ Ｄ 及负载 Ｒ 构成。 全 桥 变换 电路 采 用零 电压 零 电流 工 作 方 式 ， 工 作原理与常规的 Ｚ Ｚ Ｓ电路类似【】 ＶＣ Ｉ。 Ｉ 超前桥臂利用 ｚ 变 压器 漏感 和输 出电感 实现零 电压 开通 ；滞 后桥 臂
Ｖ０． ．Ｎｏ５ １ ４１ ． Ｍａ ． ０ ７ ｙ２ ０
流反向振荡。在此期间， ｂ Ｃ 作用是使滞后桥臂零 电 流关断。 防止 变 压器 偏 磁 和 增加 变 换 电路 的稳 定 性
和 可靠性 。
Ｊ
通过 Ｒ 和 Ｖ 。 Ｄ 续流 ， 此时 Ｖ 。 Ｄ 承受负载 电流 ，Ｄ Ｖ 处于 关断状 态 。在换 流过 程 中 ， 当变 压器 次 级 电流
上 升 到 的 电流 时 ， 电路 回路 由 — ＶＤ 转 为变 压 器 下 端 — —Ｒ Ｖ 。 变 压 器 上 端 ， 以 Ｄ 一 电
Ｖ ＴＩ
． —
Ｉ 如０ Ｖ Ｉ ２
● ●●
卜． １
１ 一 ２， １
ａ ｈ ａ ｓｏ ｍｅ ｅ ｏ ｄ ｒ ｉ ｅＡｌ ｔ ｅ ｐ ｗｅ ｅ ｃ ｎ ｕ ｔｒ ｎ ｔ ｅ ｃ ｎ ｅ ｅ ｒ ｐ ｒ ｔ ｄ ａ ｉ ｅ ｒ ｎ ｅ ｓ ｆ ｓ ｉ ｈ ｎ ｔ ｅｔ ｔ ｒ ｆ ｒ ｒｓ ｃ ｎ ａ ｙ ｓｄ ． ｌ ｈ ｏ ｒｓ ｍｉ ｏ ｄ ｃ ｏｓ ｉ ｈ ｏ ｖ ￣ ｒａ ｅ ｏ ｅ ａ ｅ ｔａ ｗ ｄ ａ ｇ ｏ － ｗ ｔ ｉｇ ｎ ｔ ｃ Ｃ ｎ ｉ ｏ ． ｏ ｔｇ ｎ ｕ ｒ ｎ ｕ ｌｃ ｏ ｅ １ｏ ｅ ｄ ａ ｋ ｓ ｓｅ ｉ ｄ ｐ ｅ ｎ ｈ ｅ ｋ－ａ ｕ ｕ ｅ ｔｃ ｎｒ ｌ ｄ ｓ Ｏ ｄ ｔ ｎ ｅ ｖ ｌ ｅ ａ ｄ ｃ ｒｅ ｔｄ ａ ｌｓ ． ｐ ｆ ｅ ｂ ｃ ｙ ｔｍ ｓａ ｏ ｔ ｄ ａ ｄ ｔ ｅ ｐ ａ ｖ ｌ ｅ ｃ ｒ ｎ ｏ ｔｏ ｉ Ｉ ａ ｏ ｍｏ ｅ ｉ ｕ ｅ ． ｈ ｉｈ ｓ ｕ ｏ ｔ ｕ ｒ ｎ ｈ ｒｎ ｔ ｏ ｓ ｕ ｉ ｚ ｄ ｔ ｉｔ ｂ ｔ ｏ ｄ ｃ ｒｅ ｔｅ ｕ ｌ ｍｏ ｇ ｔ ｅ ｐ ｒ ｌ ｌｄ ｓ ｄ Ｔ ｅ ｈ ｇ ｅ ｔ ａ ｔｍａ ｉ ｃ ｒｅ ｔ ｓ ａ ｇ ｍｅｈ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｄ ｓｒ ｕ ｅ ｌ ａ ｕ ｎ ｑ ａ ｙ ａ ｎ ｈ ａ ａｌ ｅ ｃ ｉ ｌｅ ｉ ｌ ｅ ｍｏ ｕ ｅ ， ｎ ｈ ｘ ｅ ｍｅ ｔ ｓ ｌ ｒ ｌｏ ｐ ｅ ｅ ｔ ｄ ｄ ｌ ｓ ａ ｄ ｔｅ ｅ ｐ ｒ ｎ ｕ ｔ ａ ｅ ａ ｓ ｒ ｓ ｎｅ ． ｉ ｅ ｒ ｓ Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ｏ ｖ ￣ｅ ；ｒ ｃｉｉｒｃｒ ｕ ｔ ｐ ａ ｅ ｓ ｉ ｏ ｔ ｌ ｅ ｏｖ ｌ ｇ －ｅ ｏ ｃ ｒｅ ｔ ｗ ｔ ｈ ｎ ｙ ｒ ｓ ｃ ｎ ｅ ｒ ｅ ｔ ｅ ｉ ｉ ／ ｈ ｓ —ｈ ｆ ｃ ｎｒ ；ｚ ｒ －ｏ ｔ ｅ ｚ ｒ－ ｕ ｎ ｉ ｉｇ ｆ ｃ ｔ ｏ ａ ｓ ｃ
zvs软开关原理
zvs软开关原理ZVS软开关原理ZVS软开关，也称零电压开关，是一种常用于电力电子系统中的开关技术。
它通过控制电压和电流的切换，实现高效能的能量转换。
本文将详细介绍ZVS软开关的原理及其工作过程。
一、ZVS软开关的基本原理ZVS软开关利用谐振现象，将开关管在零电压关闭和开启状态之间切换，以降低开关管的开关损耗和提高系统效率。
其基本原理如下：1. 谐振电路：ZVS软开关采用谐振电路，由电感L和电容C组成。
在开关管关闭时，电流通过电感L开始上升，同时电容C开始充电。
当电流达到峰值时，开关管打开，此时电容C开始放电，电感L中的电流开始减小。
2. 零电压关闭：在电容C放电的过程中，当电感L中的电流减小到零时，此时开关管可以被轻松关闭，实现零电压关闭。
这样可以避免开关管在高电压状态下关闭，减少开关管的损耗。
3. 零电压开启：在电容C放电完成后，当电流再次增大到峰值时，开关管可以被轻松打开，实现零电压开启。
这样可以避免开关管在高电压状态下开启，减少开关管的损耗。
二、ZVS软开关的工作过程ZVS软开关的工作过程可以分为两个阶段：充电阶段和放电阶段。
1. 充电阶段：当输入电压施加到谐振电路时，电感L和电容C开始工作。
电容C开始充电，电感L中的电流逐渐增大。
在这个阶段，开关管处于导通状态，电流通过开关管和电感L。
2. 放电阶段：当电容C充电完成后，电感L中的电流开始减小。
当电流减小到零时，开关管可以被关闭，实现零电压关闭。
在这个阶段，电容C开始放电，电流通过电容C和负载。
通过充电和放电阶段的切换，ZVS软开关实现了高效能的能量转换。
当谐振电路的频率和输入电压频率匹配时，ZVS软开关的效果更好。
三、ZVS软开关的应用ZVS软开关广泛应用于电力电子系统中，特别适用于高功率、高频率的应用。
以下是几个典型的应用领域：1. 电力变换器：ZVS软开关可以用于DC-DC变换器和DC-AC逆变器中，提高变换器的效率和稳定性。
2. 电力供应系统：ZVS软开关可以用于电力供应系统中的开关电源、逆变器和整流器等，实现高效能的能量转换和稳定的电压输出。
开关电源 软开关技术
06
详细描述
软开关技术能够降低开关电源内部的热损耗， 减少器件的温升，从而延长开关电源的使用寿 命。
软开关技术在DC/DC转换中的应用
总结词
高效率、高功率密度
详细描述
软开关技术在DC/DC转换中 能够实现高效率、高功率密 度的输出，尤其在高压、大 电流的电源应用中具有显著
优势。
总结词
降低噪声、减小振动
未来软开关技术将进一步向集成化和智能化方向发展，实现更小体积、
更高可靠性和智能化的电源设计。
03
多功能化和定制化趋势
随着电子设备功能的多样化，对电源的需求也越来越多样化，软开关技
术将进一步实现多功能化和定制化设计，以满足不同领域和不同应用场
景的需求。
05
结论
总结软开关技术在开关电源中的重要地位
软开关技术能够降低开关损耗，提高电源效率，减小散热需求，从而减小电源体积 和重量，提高电源的可靠性和稳定性。
工作原理
开关电源通过将输入直流电压转换为 高频交流电压，再通过整流和滤波电 路，将高频交流电压转换为直流输出 电压。
开关电源的分类与特点
分类
根据工作频率、电路结构、控制 方式等不同，开关电源可分为多 种类型，如恒压式、恒流式、脉 冲宽度调制式等。
特点
开关电源具有效率高、体积小、 重量轻、动态响应快等优点，广 泛应用于电子设备、通信设备、 电力设备等领域。
03
软开关技术在开关电源 中的应用
软开关技术在AC/DC转换中的应用
总结词
提高效率、降低损耗
01
02
详细描述
软开关技术在AC/DC转换中应用广泛，通过 降低开关损耗、提高转换效率，有效解决了 传统硬开关模式下的能效问题。
软开关电路可以分为哪几类？其典型拓扑分别是什么样的？各有什么特点
软开关电路可以分为哪几类？其典型拓扑分别是什么样的？各有什么特点?软开关电路主要可以分为以下几类：1.软开关DC-DC转换器：软开关DC-DC转换器主要用于转换直流电源的电压或电流。
典型的软开关DC-DC转换器拓扑包括LLC谐振转换器、LCC谐振转换器、ZVS（Zero Voltage Switching）和ZCS（Zero Current Switching）转换器等。
这些拓扑结构通过使用适当的电感和电容元件，实现在开关器件开关或关断时零电压或零电流的情况，降低开关器件的损耗并提高效率。
2.软开关AC-DC变换器：软开关AC-DC变换器主要用于将交流电源转换为直流电源。
典型的软开关AC-DC变换器拓扑包括LLC谐振变换器、LCC谐振变换器、全桥谐振变换器等。
这些拓扑通过使用谐振元件实现在开关器件开关或关断时达到零电压或零电流的条件，减少开关器件的损耗，提高变换器的效率。
3.软开关电力逆变器：软开关电力逆变器主要用于将直流电源转换为交流电源。
典型的软开关电力逆变器拓扑包括LLC谐振逆变器、LCC谐振逆变器、全桥谐振逆变器等。
这些拓扑结构通过使用谐振元件实现在开关器件开关或关断时达到零电压或零电流的条件，减少开关器件的损耗，提高逆变器的效率。
4.软开关交流驱动器：软开关交流驱动器主要用于交流电机的速度控制和驱动。
典型的软开关交流驱动器拓扑包括LLC谐振驱动器、LCC谐振驱动器、全桥谐振驱动器等。
这些拓扑结构通过使用谐振元件实现在开关器件开关或关断时达到零电压或零电流的条件，减少开关器件的损耗，提高交流电机的控制精度和效率。
不同软开关电路拓扑的特点如下：•LLC谐振拓扑：具有高效率和低损耗，适用于高功率应用，但拓扑结构复杂，控制较为复杂。
•LCC谐振拓扑：具有高效率和较低损耗，但电感元件的选取较为关键，控制较为复杂。
•全桥谐振拓扑：通过控制开关器件的工作状态和时间，实现零电压或零电流切换，减小开关损耗，适用于高功率和高频率应用。
开关电源
开关电源开关电源（英文：Switching Mode Power Supply），又称交换式电源、开关变换器，是一种高频化电能转换装置。
其功能是将一个位准的电压,透过不同形式的架构转换为用户端所需求的电压或电流。
开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。
随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新。
目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。
随着电力电子技术的高速发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源，进入80年代计算机电源全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代，进入90年代开关电源相继进入各种电子、电器设备领域，程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源，更促进了开关电源技术的迅速发展。
开关电源和线性电源相比，二者的成本都随着输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异。
线性电源成本在某一输出功率点上，反而高于开关电源。
随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术在不断地创新，这一成本反转点日益向低输出电力端移动，这为开关电源提供了广泛的发展空间。
开关电源高频化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了高新技术产品的小型化、轻便化。
另外开关电源的发展与应用在安防监控，节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。
主要特点开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器，电子冰箱，液晶显示器，LED灯具，通讯设备，视听产品，安防监控，LED灯袋，电脑机箱，数码产品和仪器类等领域。
高压软开关充电电源硬件设计
高压软开关充电电源硬件设计作者：赵强来源：《山东工业技术》2015年第12期摘要：对任何的电设备来说，电源都是不可缺少的。
开关充电电源替代了传统意义上笨重工频的变压电源，缩小了电源自身体积。
电源控制的电子设备处于开启状态，提高整机的效率。
本文主要对电源开关工作原理进行了介绍，接着对软开关技术进行了分析，最后探讨了软开关充电电源硬件设计。
关键词：开关电源；软开关；硬件设计0 引言开关电源是一项电子化技术，其使用功率转换器实现电能间的转换，转换后的电能用来满足各方面用电的需要。
其较线型电源重量更轻、体积更小、效率更高，在计算机、电视机、自动化控制设备、通信设备等各领域得到广泛的应用。
1 开关电源基本工作原理开关电源有许多种形式，尤其是以调制型脉冲的宽度（PWM）最盛行，目前以该种形式开关电源的工作原理进行介绍。
主回路指由电网把能量传给负载的一种回路，其他回路则被称为控制类回路。
电网的交流电经滤波整流电路的输入，进而获得直流高波纹电压，此后经过变换功率电路，转换成满足要求的波脉动电压，再经整流形成连续直流低波纹电压。
控制类回路在将开关高压T动脉冲提高的同时，要实现电压稳定输出的控制，此外还要保护负载和电源元件。
其通常是由检测放大型电路、震荡时钟电路、电压脉冲转换V/W电路及自用的电压等电路组合而成。
2 软开关相关技术目前的电力电子设备发展主要趋势为轻量化。
小型化，且对于装置效率和电磁的兼容问题要求更高。
通常，变压器、滤波电感及电容在装置重量和体积中所占比例较大。
所以，要达到装置的小型化、轻量化，就必须想办法降低他们的体积与重量。
由“电路”的相关知识可知，工作效率的提高可以使变压器绕组间匝数减少，同时还可以使铁心体积减小，从而让变压器往小型化发展。
因此高频化电路是设备轻量化、小型化的有效途径。
然而在提高开关频率的同时，增加了开关的损耗，使电路运行效率降低，增大了电磁的干扰，可以知道简单提高电源开关的频率并不能从根本上解决问题。
开关电源软开关技术
§5.1 软开关旳基本概念 §5.2 软开关电路旳分类 §5.3 经典旳软开关电路
1
引言
➢ 开关电源旳发展趋势 ☼ 小型化、轻量化，对效率和电磁兼容性也有很高要求。
➢ 电力电子装置高频化 ☼ 减小滤波器、变压器旳体积和重量，电力电子装置小 型化、轻量化。 ☼ 开关损耗增长，电路效率严重下降，电磁干扰增大。
关承受旳电压明显降低，电路能够采用开关频率固定旳
PWM控制方式。
Cr
S1
L
S
Lr
VD
Lr
L
S
S1
VD
Cr
a) 零电压开关PWM电路旳基本 b) 零电流开关PWM电路旳基 12
开关单元
本开关单元
5.2.3 零转换PWM电路
采用辅助开关控制谐振旳开始时刻，谐振电路与主开关并联。
零转换PWM电路可分为零电压转换PWM电路（ZVT PWM） 和零电流转换PWM电路（ZCT PWM）。
零电流开关准谐振电路 （Zero-Current-Switching
Lr
L
S
Cr
VD
Quasi-Resonant Converter—ZCS QRC）
b) 零电流开关准谐振电路旳基本开关单元
Cr1
零电压开关多谐振电路
Lr
L
（Zero-Voltage-Switch Multi-Redonant Converter—
零电压开通 开关开通前其两端电压为零,开通时不会产生损耗和 噪声。
零电流关断 开关关断前电流为零,关断时不会产生损耗和噪声。
一般简称零电压开关和零电流开关。零电压开通和 零电流关断主要依托电路中旳谐振来实现。
零电压关断 开关并联旳电容能延缓开关关断后电压上升旳速度， 降低开关损耗。
基于谐振软开关的大功率高压直流电源
（ 江 大 学 电气 工 程 学 院 ， 江 杭 州 ３０ ２ ） 浙 浙 １０７
摘 要 ： 对 高压 直流 电 源存在 的 问题 ， 制 了一种 基 于谐 振 软 开 关 高频 逆 变的 大 功 率 高压 直 流 电源。 针 研 从 主 电路 结构 、 硬件 电路 设 计 和逆 变控 制 策略 等 ３方 面给 出了电源 的设 计过 程 ， 并对 逆 变主 电路谐 振 式
￣ｅ ｅ ｃ ｅ ｏ ｎ ｏ ｔ ｓ ｔ ｈ ｎ ｎ ｅ ｔ ｒ ｗａ ｓ ｇ ｅ ｑｕ ｎ ｙ ｒ ｓ ｎａ ｔ ｓ ｆ— ｗｉｃ ｉ ｇ ｉ ｖ ｒｅ ｓ ｄｅ ｉ ｎ ｄ． Ｔｈ ｏ ｒ ｄｅ ｉ ｎ ｐ ｏ ｅ ｓ ｏ ｏ ｒ ｓ ａ ｅ， ｒ ｗａ ｅ ｃ ｒ ｕｉｓ ａ ｄ ｉ ｖ ｒ ｅ ｅ ｐ ｗｅ ｓ ｇ ｒ ｃ ｓ ｆ ｐ ｗｅ ｔ ｇ ｈａ ｄ ｒ ｉ ｃ ｔ ｎ ｎ ｅ ｔ ｒ ｃ ｎ ｒ ｌ ｓ ｒ ｔ ｇ ｒ ｏ ｉ ｄ． Ａｎｄ ｔ ｅ ｒ ｓ ｎａ ｐｅ ａ ｉ ｎ ｐｒ ｃ ｓ ｆ ｉ ｅ ｔ ｒ ｃ ｒ ｕ ｔｗａ ｌ ｏ ｅ ｐｌ ｉ ｄ． Ｅｘ ｒ ｍｅ ｔ ｌｒ ｓ ｔ ｎ ｏ ｔｏ ｔａ ｅ ｙ ｗｅ ｅ ｐｒ ｖ ｄｅ ｈ ｅ ｏ ｎｔｏ ｒ ｔｏ ｏ ｅ ｓ ｏ ｎｖ ｒ ｅ ｉ ｃ ｉ ｓ ａ ｓ ｘ ａ ｎｅ ｐｅ ｉ ｎ ａ ｅ ｕｌ ａ ｄ ｓ ｗａ ｅ ｏ ｍｓ ｗｅ ｅ ｐ ｏ ｏ ｅ ｎ ｎ ｌ ｚ ｄ ｉ ｈｅ ｅ ． Ｔ ｅ ｕ ｔ ｈｏ ｔ ａ ｈ ｏ ｒ ｏ ｐ ｔ ｉ ０ ｋ ， ｎ ｈ ｏ ｔ ｇ ｕ ｐ ｔ ｉ ０ ｋ ｖ ｆ ｒ ｒ ｒ ｐ ｓ ｄ ａ ｄ ａ ａ ｙ ｅ ｎ ｔ ｎｄ ｈｅ ｒ ｓ ｌｓ ｓ ｗ ｈ ｔｔ ｅ ｐ ｗｅ ｕｔ ｕ ｓ ２ Ｗ ａ ｄ ｔ ｅ ｖ ｌａ ｅ ｏ ｔ ｕ ｓ３ Ｖ．
UPS中一种软开关高功率因数蓄电池充电电路研究
UPS中一种软开关高功率因数蓄电池充电电路研究【摘要】将Boost升压型PFC变换器和有源箝位正激式DC/DC变换器结合在一起，共用一个开关管和控制电路，提出了一种新型有源箝位软开关高功率因数充电电路，分析了该电路工作原理和主要参数设计。
实验样机测试结果表明：该变换器能够实现主开关管、辅开关管的零电压导通，额定条件下功率因数达到0.98以上，效率达到91%以上，实现高输入功率因数和高变换效率，可用作小功率单相UPS蓄电池恒压充电电路。
【关键词】高功率因数；软开关；正激式；充电电路Research o f A Novel Storage Battery’s Charging in UPS based on Soft-switching and High Power FactorZHU Yong-xiang ZHANG Pei-ya LI Zong-yin XIAO Qiang-hui（School of Electrical and Information Engineering，Hunan University of Technology，Zhuzhou Hunan，412000，China）【Abstract】This paper introduces a novel storage battery’s charging in UPS based on active clamp forward converter and analyzes its principle of operation and main parameters design. The circuit is combined by the Boost-PFC stage and a DC/DC converter into one stage with shared switch and controller. The experimental prototype test result shows that this converter realizes zero voltage soft switching of main switch and auxiliary switch，and power factor can reach 0.98 in normal condition，and achieve high input power factor and high conversion efficiency. It can be used as the storage battery’s charging circuit for single-phase UPS.【Key words】High power factor；Soft-switching；Forward；Storage charging circuit0 引言蓄电池是不间断电源（Uninterruptible Power Supply，UPS）重要组成部分，从其对UPS整机性能的影响和价格看，都是极其重要的。
毕业设计71高频软开关逆变式充电器
题目：高频软开关逆变式充电器摘要随着电力电子技术的发展，用电设备对电源的要求不断提高，开关电源正逐步向着高效率、大功率密度、高可靠性、低电磁抗干扰、无噪声、维修方便等方向发展。
瞬时同步整流技术由于实现简单，响应速度快和具有自然限流等优点而得到广泛地应用。
本文在分析DC-DC技术发展的基础之上，用Buck电路，运用MAX767系列芯片研究一条简洁的途径实现DC-DC直流变换，即应用同步整流技术控制方法，来实现变换器高效工作。
该变换器主电路结构简单可靠，可以实现输入：DC 4.5～5.5V，输出DC 5V/3.3A的设计。
分析其系统工作原理的过程，为该变换方法和应用提供了理论基础，通过同步整流技术的方法和应用MOSFET管的设计，较理想的实现了DC-DC变换器的设计要求。
最后，运用这些设计成功的设计出DC-DC直流变换器。
本文主要介绍Buck电路和MAX767系列DC设计，工作原理和主要参数的设计，并对系统的外特性和稳定性作了分析。
关键词：DC-DC直流变换; 同步整流技术; MOSFET管AbstractWith the development of the electronic technology, the higher requirement of Power Supply are raised including high efficiency, high power density, low EMI, and rapid dynamic response. A hysterics-band instantaneous current control PWM Technique is popularly used because of its simplicity of implementation, fast current control response, and inherent peak current limiting capability.The design of the foundation of upper，with buck circuit，handle max767 series chip look into a slip of compact avenue realize dc-dc direct current transform，namely application synchronous rectification technical control means，came realize convector highly active wrought of the text at analyses dc-dc technological development. be one's turn convector trunk feeder structure simplicity credibility，could realize import：DC 4.5～5.5v，output dc 5V / 3.3ABoth that of analyses his system principle of operation course，for be one's turn transform method and application supply know clearly rationale，through the medium of synchronous rectification technical means and application MOSFET table design，compare ideal realize know clearly dc-dc convector' design requirement.At the last，handle these be designed for wrought 'thought out dc-dc dc converter to.The design，combine versus systemic external characteristic and stability did know clearly analyses of the both text mostly introduce buck circuit and max767 series DC design，principle of operation and major parameter.keyword：dc-dc direct current transform synchronous rectification technology mosfet tube。
mos管软开关的过程
mos管软开关的过程摘要：一、MOS 管软开关的概念与特点1.MOS 管的基本结构与工作原理2.软开关的定义与作用3.MOS 管软开关的特点二、MOS 管软开关的工作原理1.MOS 管的导通与截止2.软开关的开启与关闭3.MOS 管软开关的过渡过程三、MOS 管软开关在电子设备中的应用1.电源开关电路2.马达驱动电路3.充电器电路四、MOS 管软开关的设计与制造1.设计流程与方法2.制造工艺与材料3.性能评估与优化正文：MOS 管软开关的过程是电子设备中常见的一种电路现象。
MOS 管，即金属- 氧化物- 半导体场效应晶体管，是一种具有高输入阻抗、低噪声和低失真等优点的半导体器件。
在电子设备中，MOS 管常用于电源开关电路、马达驱动电路和充电器电路等。
MOS 管的工作原理是基于其内部的栅极电压来控制源漏电流的流动。
当栅极电压大于一定的开启电压时，MOS 管处于导通状态，源漏电流较大；当栅极电压小于一定的关闭电压时，MOS 管处于截止状态，源漏电流较小。
软开关是指在MOS 管的开启和关闭过程中，通过一定的控制策略来实现电流的平滑过渡。
软开关的作用是减小电路中的开关噪声和电磁干扰，提高设备的可靠性和稳定性。
MOS 管软开关的特点包括：导通电阻低、截止漏电流小、开关速度快、工作频率高、抗干扰能力强等。
在实际应用中，MOS 管软开关广泛应用于电源开关电路。
例如，在开关电源中，MOS 管软开关可以实现电源电压的平滑切换，减小电源噪声和电磁干扰。
此外，MOS 管软开关还应用于马达驱动电路和充电器电路等。
MOS 管软开关的设计与制造是一个复杂的过程。
首先，需要根据电路需求设计MOS 管的尺寸和材料；其次，需要选择合适的制造工艺和材料；最后，需要对MOS 管的性能进行评估和优化。
总之，MOS 管软开关在电子设备中扮演着重要的角色。
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高压软开关充电电源硬件设计摘要电源对于所有用电设备是必不可少的。
开关电源取消了传统电源采用的笨重的工频变压器，使得电源的体积大大缩小。
电源中的电力电子器件工作在开关状态，使整机效率很高。
由于它具有体积小、重量轻和效率高的优点，因而发展非常迅速，应用范围日益扩大。
本文简要介绍了开关电源的基本结构、工作原理以及其发展状况和技术的发展趋势，并对开关电源的分类和优缺点进行了阐述。
本文还介绍了减小开关电源体积和开关损耗的技术——软开关技术。
在前面知识的基础上，本论文利用谐振开关技术设计了一台给高压脉冲电容充电的高压软开关电源。
在谐振开关技术中最适合给脉冲电容充电的电路是串联谐振开关电路,输出近似为恒流源或称“等台阶充电”,突出的优点是充电效率高且电路本身具有短路保护能力。
整个装置利用DSP实现电路的控制、PWM信号形成及电路的保护。
由于采用了全数字的控制,充电的稳定度很高。
装置的开关频率是20kHz,属于高频,因此使得每次开关所充的电量较小,这大大提高了充电的精度。
关键词开关电源；软开关；充电High-pressured Soft Switch Charge Power SourceHardware DesignAbstractThe power supply is essential to all equipment, which uses electricity. The switching power supply has cancelled the conversion depressor that traditional power sources adopt, causing the volume of the power source to reduce greatly. In power supply, electronic device works in soft switch condition, so the entire efficiency to be very high. Because the volume is small, the weight is light and the efficiency high thus it develops extremely rapidly, the application of the soft switching power supply expands day by day.This article briefly introduced the switching power supply basic structure, the principle of work as well as its development condition and the technical development tendency. In addition, started from opposite directions folio turns off the power source the classification, and the virtues and defects has carried in detail. This article also introduced a new technical —soft switch technology which the switching power supply volume and the switch loss can be avoided.In front knowledge foundation, present paper use resonance-switch technical design one too for high-pressured pulse electric capacity charge high-pressure soft switching power supply. The pulse electric capacity charge in the resonant switch technology the electric circuit is the series resonance switch in circuits, Outputs is approximate for the permanent current source or calls " the stair charge”. The prominent merit is the charge efficiency is high also has inherently short-circuits the protection ability. Entire realizes the electric circuit control, the PWM signal using DSP forms and the electric circuit protection.Because it has used entire digital control, the charge stability is very high. The installment turn-on frequency is 20 kHz, belonging to high frequency, therefore each time the switch flushes the electric quantity is small, and this increased the charge precision greatly.Keywords Switching power supply; Soft switch; Charge目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 开关电源的发展状况 (1)1.2开关电源的技术发展趋势 (2)1.3本论文的研究目的 (3)第2章开关电源原理 (4)2.1 开关电源基本工作原理 (4)2.2 开关电源的分类 (5)2.3 关电源优缺点 (6)2.3.1 开关电源的优点 (6)2.3.2 开关电源的缺点 (7)2.4 软开关技术简介 (7)2.4.1 硬开关与软开关 (7)2.4.2 软开关的分类 (8)2.5 本章小结 (9)第3章高压软开关充电电源硬件设计 (10)3.1 主电路设计 (10)3.1.1 主要技术指标 (10)3.1.2 主电路选型 (10)3.1.3 电路的工作原理及方式 (10)3.1.4 主电路的各项参数 (15)3.2 控制及触发电路的设计 (17)3.2.1 电压电流检测 (17)3.2.2 IGBT的驱动 (18)3.2.3 DSP的选择 (19)3.2.4 PWM波的形成 (22)3.3 电路的理想波形 (23)3.4 本章小结 (24)结论 (25)参考文献 (25)第1章绪论1.1开关电源的发展状况开关电源属于电力电子技术，他运用功率变换器进行电能变换，经过变换电能，他可以满足各种用电要求。
开关电源是美国NASA用于宇宙火箭搭载电源目的而开发的。
与线性电源相比开关电源具有体积小、重量轻、效率高的特点，被广泛用于电视机、计算机、自动控制装置、产业机械、通信装置等各个领域。
特别是随着半导体技术的进步和信息产业的发展，开关电源的需求量不断扩大。
随着现代半导体技术的发展，尤其是高性能的全控器件的产生，开关电源迎来了一个生机勃勃的春天。
1．发展史1955年美国的科学家罗耶首先研制成功了利用磁芯的饱和来进行自激振荡的晶体管直流变换器。
此后, 利用这一技术的各种形式的晶体管直流变换器不断地研制和涌现出来, 从而取代了早期采用的旋转式或机械振子式的寿命短、可靠性差、转换效率低的换流设备。
由于变换器中的功率开关管工作在开关状态, 所以由此而制成的开关电源输出的组数多、极性可变、效率高、体积小、重量轻, 在当时被广泛地应用于航天及军事电子设备上。
由于那时的微电子技术十分落后, 不能制作出耐压高、速度快、功率大的晶体管, 所以这个时期的直流变换器只能采用低电压输入, 并且转换的速度也不能太高。
60年代末, 由于微电子技术的快速发展, 高反压的晶体管出现了, 从此以后直流变换器就可以直接由市电经整流滤波后输入, 不再需要有降压变压器了, 从而极大地扩大了开关电源的应用范围, 并在此基础上诞生了无工频降压变压器开关电源, 省掉了工频降压变压器, 使开关电源的体积和重量大为减小。
开关稳压电源才真正做到效率高、体积小、重量轻。
70年代以后, 与该技术有关的高频高反压的大功率晶体管、场效应管、高频电容、肖特基二极管、高频磁芯材料等元器件也不断地被研制和生产出来, 使这一技术得到了飞速的发展, 并且被广泛地应用于计算机、通信、航天、彩色电视等领域中, 从而使无工频变压器开关电源成为各种电源中的佼佼者[1]。
2．目前正在克服的困难随着半导体技术和微电子技术的高速发展, 集成度高、功能强的大规模集成电路的不断出现, 使得电子设备的体积在不断地缩小, 重量在不断地减轻,所以从事这方面的研究和生产的人们对电源中的开关变压器还感到不是十分理想, 他们正致力于研制出效率更高、体积和重量更小的开关变压器或通过别的途径来取代它, 使之能满足电子仪器和设备微小型化的要求。
这就是从事开关电源研究的科技人员目前正在克服的第一个困难。
开关电源的效率是与开关管的变换速度成正比的, 并且由于采用了开关变压器以后,才能使之由一组输入得到极性、大小各不相同的多组输出。
要进一步提高其效率, 就必须提高其工作频率。
但是当频率提高以后, 对整个电路中的元器件又有了新的要求。
例如: 高频电容、开关管、开关变压器、储能电感、快速整流二极管等都会出现新的问题。
进一步研制出适应高频工作的有关电路元器件是从事开关电源研制的科技人员要解决的第二个问题。
线性电源中的功率调整管具有稳压和电子滤波的双重作用, 因而串联线性电源不产生开关干扰, 且输出波纹电压小。
但是开关电源中的开关管是工作在开关状态, 所以就会产生尖峰干扰和谐振干扰。
这些干扰就会污染市电电网, 影响邻近的电子仪器和设备的正常工作。
随着开关电源电路和抑制干扰措施的不断增加和完善, 它的这一缺点得到了进一步的克服, 可以达到不妨碍一般电子仪器和设备正常工作的程度。
但在一些精密电子仪器中, 由于这一缺点, 却使开关电源不能得到应用。
所以,克服这一缺点, 进一步提高开关电源的使用范围是从事开关电源研制人员要解决的第三个问题。