功率转换器概述

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功率转换器

功率转换器

从根本上来讲,功率是可以被放大的,但是这要涉及到一种比较高深的技术才可以实现,而我设计的“功率转换器”是不可能放大功率的。

我们学过物理的都知道W=U*I电压是220V,要想提高功率只能是放大电流,但是这在工程上都是一个难以解决的问题,
其实“功率转换器”他的作用原理也不在于此。

大家可能会觉得自己用的电脑以有几百瓦的功率呀,特别是台式机3个人的功率加在一起肯定超过300W了,但是,电脑确实可以正常使用,就算你在多加个5台电脑也是没有任何问题的。

其实电表只对带有“钨丝”的发热的电阻性的用电器限定了瓦数,其它的用电器,如电脑,台灯等没有“钨丝”这种发热的电阻性的用电器,电表是没有瓦数限制的,就算你超过1500W都可以使用。

“功率转换器”就是利用了电表在设计上的这个漏洞,把自己伪装成一个像“电脑”这种没有“钨丝”发热的电阻性的用电器,所以大家在使用的时候感觉好像是功率放大了,其实只是一种小小的障眼法而已。

“功率转换器”是可以放心的使用的,没有任何危险存在。

为了验证我的解释,您可以拆开看看里面的电路情况。

它里面仅仅只加载了一个“电容”而已。

通过多加一个电容,使那些有“钨丝”发热的电阻性的用电器变成了和“电脑”的性质一样不发热的电容性负载,从而欺骗了电表。

主要技术指标:
·额定电压:250V
·额定电流:MAX10A ·频率:50HZ
·材料阻燃等级:UL97V-2·用电器功率:MAX1500W。

高频功率转换器效率提升的最新技术

高频功率转换器效率提升的最新技术

高频功率转换器效率提升的最新技术一、高频功率转换器的基本概念与重要性高频功率转换器是一种能够将电能从一种形式转换为另一种形式的电子设备,广泛应用于电源适配器、电动汽车充电器、太阳能逆变器等领域。

随着电子设备对能源效率要求的不断提高,提升功率转换器的效率成为了研究的热点。

高频功率转换器因其体积小、重量轻、效率高等优点,逐渐成为现代电子系统中不可或缺的组成部分。

1.1 高频功率转换器的工作原理高频功率转换器的工作原理基于电磁感应和电子开关技术。

通过电子开关的快速切换,实现电能的存储和释放,从而完成电能的转换。

高频操作可以减少磁性元件的体积和重量,同时提高系统的功率密度。

1.2 高频功率转换器的效率问题效率是衡量功率转换器性能的重要指标之一。

在实际应用中,功率转换器的效率受到多种因素的影响,包括开关损耗、导通损耗、寄生参数损耗等。

因此,提升效率不仅能够降低能耗,还能减少系统的热损耗,延长设备的使用寿命。

1.3 高频功率转换器的应用场景高频功率转换器在现代电子系统中有着广泛的应用。

在电源适配器中,它能够将交流电转换为直流电,为电子设备提供稳定的电源。

在电动汽车充电器中,它能够将电网的电能转换为适合电池充电的电能。

在太阳能逆变器中,它能够将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电,供家庭或工业使用。

二、提升高频功率转换器效率的最新技术2.1 软开关技术软开关技术是一种减少开关损耗的有效方法。

通过在开关过程中引入谐振或零电压/零电流切换,可以显著降低开关损耗,从而提高转换效率。

软开关技术包括零电压开关(ZVS)和零电流开关(ZCS)等。

2.2 同步整流技术同步整流技术是一种提高功率转换器效率的技术。

在传统的功率转换器中,整流二极管在导通时会产生较大的导通损耗。

同步整流技术使用MOSFET或IGBT代替二极管,通过控制其导通和关断时间,实现更低的导通损耗。

2.3 集成磁技术集成磁技术通过将磁性元件与功率转换器的半导体器件集成在一起,减少寄生参数的影响,提高系统的效率。

纯电动汽车驱动系统的组成

纯电动汽车驱动系统的组成

纯电动汽车驱动系统的组成
驱动系统是电动汽车的核心,一般由控制器、功率转换器、驱动电机、机械传动装置和车轮组成。

其功用是将蓄电池组中的化学能以电能为中间媒介高效地转化为车轮动能,进而推动汽车行驶,并能在汽车制动及下坡时,实现再生制动(即将汽车动能吸收并转化为蓄电池化学能储存起来,从而增加续驶里程)。

驱动电机的作用是将动力电池的电能转化为机械能,通过传动装置驱动车轮,或由其直接驱动车轮。

电子控制器即电机调速控制装置,其作用是控制电机的电压或电流,完成电机的转矩和转向的控制,从而实现电动汽车变速和变向。

功率转换器用做DC—DC转换(直流一直流)和DC—AC转换(直流一交流)。

DC—DC 转换器又称直流斩波器,其作用是将蓄电池的直流电转换为电压可变的直流电,并将再生制动能量进行反向转换,用于直流电机驱动系统。

DC—AC转换器通常称为逆变器,其作用是将蓄电池的直流电转换为频率、电压均可调节的交流电,也能进行双向能量转换,用于交流电机驱动系统。

机械传动装置是将电机的转矩传给汽车传动轴或直接传给车轮(轮毂电机)。

相对于传动内燃机汽车,电动汽车的机械传动装置大大简化,故其机械效率得以提高。

电源系统包括蓄电池组、充电器和能量管理系统。

电源是制约电动汽车发展的主要因素,其应具有高的比能量(即能量密度)和比功率(即功率密度),以满足汽车的续驶里程和动力性的要求。

辅助系统包括辅助动力源、动力转向系统、导航、照明、刮水器、收音机和音响等,它们是汽车操纵性和乘坐舒适性的保证。

功率转换器原理

功率转换器原理

功率转换器原理随着电子技术的不断发展,功率转换器已成为现代电子设备中的重要组成部分。

功率转换器的作用是将一种形式的电能转换成另一种形式的电能,比如将交流电转换成直流电,或者将低电压转换成高电压,从而满足不同电子设备的需求。

功率转换器的原理主要包括以下几个方面:1.变压器原理变压器是功率转换器中最基本的部分之一,它可以将交流电的电压变换成不同的电压等级。

变压器的原理是利用电磁感应现象,当变压器的一侧通电时,会在另一侧产生电磁感应,从而引起电压的变化。

变压器中的铁芯起到了导磁作用,可以集中磁通,提高变压器的效率。

2.电子元件原理功率转换器中的电子元件主要包括二极管、晶体管、场效应管等,它们的作用是控制电路的电流和电压。

二极管是一种具有单向导电性的电子元件,可以将交流电转换成直流电;晶体管和场效应管则可以控制电流的大小和方向,从而实现电路的开关控制。

3.开关电源原理开关电源是一种能够将交流电转换成直流电的功率转换器,它的原理是利用开关管的开关控制,将交流电转换成高频脉冲信号,再经过变压器和滤波电路,最终得到稳定的直流电。

开关电源具有高效率、小体积、轻量化等优点,已广泛应用于电子设备中。

4.电感电源原理电感电源是一种利用电感元件将直流电转换成高频脉冲信号的功率转换器,它的原理是利用电感元件的自感性和耦合电感性,将直流电转换成高频脉冲信号,再经过滤波电路得到稳定的直流电。

电感电源具有高效率、低噪声、小体积等优点,已广泛应用于无线通信、LED照明等领域。

5.逆变器原理逆变器是一种将直流电转换成交流电的功率转换器,它的原理是利用电子元件的开关控制,将直流电转换成高频脉冲信号,再经过变压器和滤波电路,最终得到稳定的交流电。

逆变器具有输出电压稳定、波形纯正等优点,已广泛应用于太阳能发电、UPS等领域。

以上就是功率转换器的主要原理,不同的功率转换器原理有着不同的应用场景,我们需要根据具体的需求来选择合适的功率转换器。

功率转换器原理

功率转换器原理

功率转换器原理功率转换器是一种能够将电能转换成机械能、热能或光能等其他能量形式的装置。

它具有高效率、低损耗,且有可能起到保护电气系统的作用,因此受到越来越多应用场合的关注。

下面我们就功率转换器的原理来进行深入研究。

首先,要了解功率转换器中使用的电力系统。

电力系统是以电气能量作为能量转换的系统,它有两个基本的要素:电源和功率设备。

电源是指提供电力之源的装置,其中包括电网、变压器、发动机和发电机等;功率设备是指利用电力的能量完成工作的电气设备,其中包括电机、变流器、继电器等。

功率转换器的工作原理:将电气能量转换成其他能量形式,大致可分为三个步骤:第一步,从电源获取电力;第二步,将电力进行调节和调整;第三步,将电力转换成其他能量形式,如机械能、热能、光能等。

现今,市场上主要有三种功率转换器,即AC-DC转换器、DC-AC 转换器和DC-DC转换器。

AC-DC转换器可以将交流电转换为直流电,主要包括平衡铁心变压器、磁励磁变压器、永磁变压器和空间变压器等;DC-AC转换器可以将直流电转换为交流电,主要有双极型正弦发电机、三极同步发电机和分步式正弦发电机等;DC-DC转换器可以将一个直流电压转换为另一个直流电压,主要有栅极桥变换器、改变位极数变换器等。

在使用功率转换器时,应该考虑以下几个因素:首先来考虑电力系统的安全性,即电力的质量和稳定性;其次,考虑功率转换器的结构及特性;最后,根据功率转换器的实际使用要求,选择最佳的功率转换器。

从以上分析可以看出,功率转换器在电力系统中扮演着重要角色,它能够进行电能转换,帮助用户获取最佳的电力,提升系统的效率,并起到保护电气系统的作用。

在选择功率转换器时,应根据自身要求考虑多方面因素,以便获得更优的效果。

功率转换器原理

功率转换器原理

功率转换器原理功率转换器是一种电子设备,它能将一种电源输入的电力转化为另一种电源输出的电力。

其主要原理是利用电子元件(如变压器、电容器、电感器、开关管等)进行能量转换和调节,从而实现输入电源到输出电源类型(如交流电到直流电、低电压到高电压等)或电压电流数值(如降压、升压、稳压等)的转换。

根据不同的转换原理和应用要求,功率转换器可以分为多种类型,如隔离型变换器、开关型变换器、共享电感器变换器等。

其中,隔离型变换器通过变压器等元件实现输入与输出之间的电气隔离,可以更好地保护电路和设备,适用于需要电气隔离的场合;开关型变换器则利用开关管进行高频开关操作,实现高效能量转换,适用于大功率输出和高效率要求的场合;共享电感器变换器则结合了开关型和隔离型的优点,通过多级电路和共享元件来提高效率和性能。

无论采用何种原理,功率转换器的基本工作原理都包括以下几个环节:1. 输入电源整流和滤波:将输入电源(可能是交流电源)输入到功率转换器中,首先需要进行整流,将交流电转换为直流电。

然后,通过滤波电路去除直流电中的纹波成分,获得稳定的直流电源。

2. 能量存储和转换:根据输出电源的需求,利用电容器、电感器等元件将输入电源中的能量进行储存、变换和调节。

例如,升压变换器通过储存能量后逐渐释放,实现输出电压的升高;而降压变换器则通过将输入电源经过变压器等元件变换为低电压,再进行整流滤波等步骤,获得稳定的输出电源。

3. 控制和保护:功率转换器通常需要通过控制电路来实现对输出电源的调节和保护。

控制电路可以根据输入电压、输出电压、电流等参数进行反馈,调节开关管的开关频率和占空比,以实现稳定的输出。

同时,还可以增加过流、过压、过温等保护功能,确保转换器和连接设备的安全运行。

通过以上工作原理的组合和调节,功率转换器能够实现不同类型、不同功率的电源转换和调节功能,广泛应用于电力系统、电子设备、通信设备等领域。

功率转换器原理

功率转换器原理

功率转换器原理
功率转换器是一种能够将电能从一种形式转换为另一种形式的电子设备。

它在
各种电气和电子系统中都扮演着至关重要的角色,比如在电力系统中用于变换电压和电流,以及在电子设备中用于供电和控制。

本文将介绍功率转换器的原理,包括其工作原理、分类、特点以及应用领域。

功率转换器的工作原理主要是利用电子器件(如晶体管、二极管等)来控制电
能的流动和转换。

它通过改变电压、电流和频率等参数,实现对电能的有效调节和转换。

功率转换器可以分为直流转换器和交流转换器两大类,其中直流转换器主要用于直流电源系统,而交流转换器则主要用于交流电源系统。

根据其工作原理和拓扑结构的不同,功率转换器又可以分为多种不同的类型,比如开关电源、逆变器、变压器等。

功率转换器具有许多特点,比如高效率、稳定性好、体积小、重量轻等。

它们
可以根据实际需求进行设计和制造,以满足不同系统的功率转换需求。

在实际应用中,功率转换器被广泛应用于各种领域,比如电力系统、工业自动化、新能源领域、航空航天等。

它们不仅可以提高能源利用效率,还可以提高系统的稳定性和可靠性,为现代社会的发展做出了重要贡献。

总的来说,功率转换器是一种至关重要的电子设备,它在电力系统和电子设备
中都发挥着不可替代的作用。

通过对功率转换器的原理进行深入了解,我们可以更好地理解其工作原理和特点,为相关领域的研究和应用提供更多的参考和借鉴。

希望本文能够对读者有所帮助,谢谢!
(注,以上内容仅供参考,具体细节还需根据实际情况进行深入了解和研究。

)。

电路设计中的功率放大与功率转换

电路设计中的功率放大与功率转换

电路设计中的功率放大与功率转换电路设计是电子工程中的核心内容之一,其中功率放大和功率转换是电路设计的重点和难点。

本文将从理论和实践两个方面探讨电路设计中功率放大和功率转换的相关知识和技术。

一、功率放大功率放大是指将输入信号的功率增大到所需的输出功率水平的过程。

在电子设备和通信系统中,常常需要通过功率放大来提高传输距离、信号质量和系统性能。

1.1 线性功率放大器线性功率放大器是一种常用的功率放大器,它能够保持输入信号的幅度和相位不变,将输入信号的功率放大到较高的水平。

在电路设计中,常常采用晶体管、集成电路等器件来实现线性功率放大。

1.2 非线性功率放大器非线性功率放大器是另一种常见的功率放大器,它能够将输入信号的功率进行非线性放大。

非线性功率放大器在通信系统、无线电频谱等领域有广泛应用,能够实现高效率的功率放大。

二、功率转换功率转换是指将一种电源的功率转换成另一种电源的功率的过程。

在电路设计中,功率转换常常用于改变电源的电压、电流和频率等特性,以满足电路和系统的需求。

2.1 直流-直流转换直流-直流转换是一种常用的功率转换方式,它可以将一个直流电源的电压水平转换为另一个直流电源的电压水平。

常见的直流-直流转换器有升压转换器和降压转换器。

2.2 直流-交流转换直流-交流转换是将直流电源的功率转换为交流电源的功率的过程。

常用的直流-交流转换器有逆变器和交流电源。

2.3 交流-交流转换交流-交流转换是将交流电源的功率进行转换的过程。

常见的交流-交流转换器有变压器、变频器等。

三、电路设计技术与应用电路设计中的功率放大和功率转换技术除了理论基础外,还需要掌握一些实践技巧和应用知识。

3.1 器件选型合适的器件选型对功率放大和功率转换的设计至关重要。

在选择器件时,需要考虑功率、效率、频率特性和环境适应性等因素。

3.2 稳定性分析稳定性分析是电路设计中的重要环节,它能够评估电路的稳定性和可靠性。

通过稳定性分析,可以预测和解决潜在的振荡、失真和热失效等问题。

obc用功率模块

obc用功率模块

obc用功率模块随着电动汽车、新能源、电力电子等行业的快速发展,OBC(Off-Board Charger,离线充电器)功率模块的应用越来越广泛。

本文将从OBC功率模块的概述、组成与工作原理、应用领域、优缺点分析、选择方法以及我国发展现状等方面进行详细介绍。

一、OBC功率模块概述OBC功率模块是充电器的核心部分,主要负责将电网的交流电转换为电动汽车电池所需的直流电。

它由输入滤波器、功率转换器、输出滤波器、控制电路等部分组成。

二、OBC功率模块的组成与工作原理1.输入滤波器:对输入的交流电进行滤波,去除噪声,确保充电器工作的稳定性。

2.功率转换器:将输入的交流电转换为直流电,同时实现电压、电流的调节。

3.输出滤波器:对转换后的直流电进行滤波,使输出电压稳定,减少对电池的损害。

4.控制电路:监控整个充电过程,根据实测数据调整功率输出,保证充电安全、高效。

三、OBC功率模块的应用领域OBC功率模块广泛应用于电动汽车、新能源、通信、工业控制等领域。

特别是在电动汽车充电领域,OBC功率模块的技术水平和性能直接影响到充电速度、充电安全以及电池寿命等重要指标。

四、OBC功率模块的优缺点分析1.优点:(1)体积小、重量轻,便于安装和携带。

(2)转换效率高,节能降耗。

(3)输出电压稳定,有利于保护电池。

(4)具备过载、过压、短路等保护功能,提高充电安全性。

2.缺点:(1)技术门槛较高,研发成本较大。

(2)对环境温度、湿度等要求较高,限制了应用范围。

五、如何选择合适的OBC功率模块1.根据应用场景和需求选择功率容量、转换效率等参数。

2.考虑OBC模块的工作环境,选择合适的封装和防护等级。

3.评估供应商的技术实力、产品质量、售后服务等综合因素。

六、我国OBC功率模块的发展现状与展望近年来,我国OBC功率模块产业发展迅速,技术水平不断提高。

在政策扶持、市场需求、产业链完善等因素的推动下,未来我国OBC功率模块将继续朝着更高效率、更低成本、更智能化等方向发展。

功率转换器原理

功率转换器原理

功率转换器原理
功率转换器是工业和家用电气设备中最常见的电子设备之一,它有助于解决不同电源的供电问题,是用户安全使用电器的关键部件。

功率转换器的原理是改变电源的输入和输出之间的电压,从而改变电源的功率。

它可以将内部电源改变为外部电源,也可以将外部电源改变为内部电源。

功率转换器也可以将电源改变成不同的频率,电压和电流。

功率转换器可以由两种方式实现:开关和线性类型。

其中,开关型晶体管(SWT)功率转换器具有小尺寸和低成本的特点。

它可以调节电压的幅值和频率,经过调节后可以输出多种不同的电压和电流。

线性类晶体管功率转换器,可以实现电压的提高和降低,但不能调节电压的频率。

功率转换器的工作原理是,它将输入的电源电压调整为适合设备所需电压,再将调整后的电压放大或缩小,提供给设备。

如果想要提高出口电压,可以通过这种技术达到目的。

如果想要降低出口电压,可以采用正反变压器,它可以将输入电压变为较小的电压。

同时,功率转换器也可以与变流器配合使用,实现电压的调节,从而达到输出电压的目的。

以上就是功率转换器的工作原理。

实际的功率转换器中,还可以配置许多其他的部件,用于控制、汇流收和滤波,确保输出电压的稳定性和安全性。

总之,功率转换器是一种将不同电源的电压转换成适合设备要求
的电压的设备,它是电源系统不可缺少的组成部分,以保证电器的正常工作。

功率转换器的原理包括了开关型和线性类型晶体管,可以通过调整电压幅值和频率来改变电源的能量,可以通过正反变压器来降低输出的电压,可以调节电源的电压,以及控制、汇流收和滤波来确保输出电压的稳定性和安全性。

电气转换器工作原理

电气转换器工作原理

电气转换器工作原理一、引言电气转换器是一种用于将电能转换为其他形式能量的装置。

它在各种电力系统和电子设备中起着至关重要的作用。

本文将详细介绍电气转换器的工作原理。

二、电气转换器的分类根据转换的能量类型,电气转换器可分为以下几类:1. 直流转换器:将直流电能转换为其他形式的能量,如交流电能或者机械能。

2. 交流转换器:将交流电能转换为其他形式的能量,如直流电能或者机械能。

3. 频率转换器:将电能的频率进行转换,常用于电力系统中。

4. 功率转换器:将电能的功率进行转换,常用于电力系统和电子设备中。

三、电气转换器的工作原理不同类型的电气转换器具有不同的工作原理,下面将分别介绍几种常见的电气转换器的工作原理。

1. 直流转换器的工作原理直流转换器通常由一个或者多个电子器件组成,如二极管、晶体管、场效应管等。

其工作原理如下:1) 输入电源将直流电压提供给直流转换器。

2) 控制电路通过控制电子器件的导通和截止状态来控制输出电压和电流。

3) 电子器件将输入电压转换为所需的输出电压或者电流。

2. 交流转换器的工作原理交流转换器通常由一个或者多个电子器件和一个变压器组成。

其工作原理如下:1) 输入电源将交流电压提供给交流转换器。

2) 控制电路通过控制电子器件的导通和截止状态来控制输出电压和电流。

3) 变压器将输入电压转换为所需的输出电压或者电流。

3. 频率转换器的工作原理频率转换器通常由一个或者多个电子器件和一个机电组成。

其工作原理如下:1) 输入电源将交流电压提供给频率转换器。

2) 控制电路通过控制电子器件的导通和截止状态来控制输出电压和电流。

3) 机电将输入电压的频率进行转换,从而改变输出电压的频率。

4. 功率转换器的工作原理功率转换器通常由一个或者多个电子器件和一个控制电路组成。

其工作原理如下:1) 输入电源将电能提供给功率转换器。

2) 控制电路通过控制电子器件的导通和截止状态来控制输出电压和电流。

3) 电子器件将输入电能的功率进行转换,从而改变输出电能的功率。

高性能风机 MPPT 充电功率转换器说明书

高性能风机 MPPT 充电功率转换器说明书

高性能风机MPPT 充电功率转换器器说明书一,概述概述。

高性能风机MPPT 充电功率转换器是一种利用风机发电,根据风机运行最优输出功率发电的设备,充分利用风机发电,提高发电效率。

由于采用功率转换部件,所以可以对电压等级低的电池进行充电(可以充12V/24V/36V/48 V/96V )。

内部设置了风机卸荷控制部件,更加保证风机安全运行。

本说明书主要讲述充电功率转换器设备组成与使用方法。

单台适合不大于5KW 的离线型风力发电系统。

可以多台并联使用。

让客户配置自由灵活。

二,控制器二,控制器结构结构控制器主要由,MPPT 充电部件,卸荷控制部件组成。

MPPT 充电部件:通过此部件,可以实行对风机最大功率的跟踪输出,并且完成对低电压等级的电池组充电。

提供超过90%的转换效率。

卸荷控制部件:包含卸荷箱,卸荷开关组成。

当风机过电压,过转速,电池充满等异常信息发生时。

自动卸荷,保证设备安全。

控制器图片如下:卸荷箱:控制器尺寸(长X宽X高):350mm *295mm *128mm卸荷箱尺寸(长X宽X高):720mm* 365mm* 173mm三,端口定义与参数控制器后端端子如下图定义:[BAT- BAT+]控制器电池输入端,电池电压<=96V.[R R]-----------卸荷箱电阻接线端:接外部卸荷箱,端子无极性。

[U V W]----------发电机三相电压输入端。

接线注意,切勿接反接错,否则可能损坏控制器空气开关端子空气开关端子::[UNLOAD NORMAL]------手动刹车开关,此开关拨到UNLOAD 状态时,三相电机输出线,全部短接(在风机安装时使用),在转速过高时,切勿拨此开关到ON 状态,否则可能由于电流过大,损坏风机; 拨到OFF 状态时,风机正常工作,不短接。

[ON OFF] -------控制器供电开关 ,ON 接通电源;OFF 关闭电源。

控制器内部配置了风机电子卸荷装置,当风机电压过高时,卸荷装置立即工作,保证输出电压不超过设定值。

功率转换器原理

功率转换器原理

功率转换器原理随着电子技术的不断发展,功率转换器已经成为现代电子设备中不可或缺的组成部分,它可以将电能从一种形式转换成另一种形式,例如将交流电转换成直流电、将低电压升高为高电压等。

本文将从功率转换器的基本原理、分类、应用及发展趋势等方面进行介绍。

一、功率转换器的基本原理功率转换器是一种能够将电源输出电压、电流、频率和波形等特性转换为所需特性的电子设备。

它的基本原理是利用电子器件(如晶体管、二极管、MOSFET、IGBT等)的导通和截止状态来控制电源输出的电压和电流,从而实现电能的转换。

在功率转换器中,电源和负载之间通过电子器件进行电能转换,因此功率转换器的效率非常关键。

常见的功率转换器有开关电源、逆变器、变频器、电机驱动器等,它们的效率通常在80%以上。

二、功率转换器的分类根据功率转换器的工作方式和应用场景,可以将其分为以下几类:1. 直流-直流转换器直流-直流转换器(DC-DC Converter)是一种将输入直流电压转换成输出直流电压的功率转换器。

它包括降压、升压、反相、隔离等多种形式,广泛应用于电子设备、通信、医疗、航空航天、军事等领域。

2. 直流-交流转换器直流-交流转换器(DC-AC Converter)是一种将输入直流电压转换成输出交流电压的功率转换器。

它主要用于逆变器、UPS、太阳能发电等领域,是现代电力系统中不可或缺的组成部分。

3. 交流-交流转换器交流-交流转换器(AC-AC Converter)是一种将输入交流电压转换成输出交流电压的功率转换器。

它主要用于电机驱动、变频器、电力调节等领域,是现代工业自动化控制中的关键部件。

4. 开关电源开关电源(Switching Power Supply)是一种利用开关管(如MOSFET、IGBT等)进行电能转换的功率转换器。

它具有高效率、小体积、轻重量等优点,广泛应用于计算机、通信、汽车、航空航天等领域。

三、功率转换器的应用功率转换器在现代电子设备中应用广泛,常见的应用包括:1. 电源管理电源管理是功率转换器的主要应用之一,它可以将电源输出的电压、电流、波形等特性转换为所需特性,以满足各种电子设备的需求。

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Vout Linear output: Error Signal ≈ K1 * (Vref- K2* Vout) 线性输出的误差信号≈ K1 * (Vref- K2* Vout) Variable Duty Cycle, Fixed Frequency 可变占空比,固定频率 (a.k.a. “PWM”) Switch Drive Signal (又叫 “PWM”) 开关驱动信号 T
Switch 开关 Vripple 纹波
In PFM (Pulse Frequency Modulation), the pulse width (ton) is constant. The toff will change with load and input voltage changes. Therefore, the switching period is NOT constant. It is the sum of ton and toff. 在PFM (脉冲频率调制)中,脉冲宽度(ton) 恒定。 toff 随着负载和输入电压变化而改变。所以,开关 周期不恒定。它是ton 和 toff的和。
Pi mechanism generates heat... 转换过程产生热量... η=Pout/Pin is called the efficiency η=Pout/Pin 称为效率
Ploss = Pin − Pout = Pout
η
1 − Pout = Pout ⋅ η − 1
Q1 Cin 1 uF
Enable
启用
+ Vref
Cout 1 uF
Addition of Switching Element 增加开关元件 I feel much cooler
now... 现在温度低得多了
Vout (avg)
100mA 3.6V 1.8V
Vin
Vout
0
Vout
Controlling the Power Flow
Buck Operation – Switch On 降压工作 – 开关接通
Vin
+
Vout
+ +
•Current increases in inductor 电感中的电流上升 •Diode is not conducting 二极管不导通
I V V = in out t L
I inductor I switch
Input 输入 Output 输出
Voltage 电压
Voltage 电压
Basic Buck Converter 基本降压转换器
Input 输入 Control Circuit 控制电路
Output 输出
Output is always less than or equal to the input 输出总是小于或等于输入 Input current is discontinuous (chopped) 输入电流不连续(斩波) Output current is smooth 输出电流平滑
“Classical” Switch-mode Architecture Voltage Mode PWM “典型的”开关模式架构 电压模式 PWM
Feedback voltage Vfb is derived from Vout divider 反馈电压Vfb从 Vout 分压器引出 Linear error amplifier output is proportional to (Vref – Vfb) 线性误差放大器输出与(Vref – Vfb)成正比 Fixed-frequency triangular ramp compared to error signal 固定频率锯齿波与误差信号比较 Comparator output is fixed-frequency, variable pulse width signal used to drive the power switch 比较器输出是固定频率、可变脉冲宽度信号,用于驱动功率开关
Vfb Vref Vramp T
Various Pulse Control Methods 各种脉冲控制方法
In PWM (Pulse Width Modulation), the switching frequency is constant. Duty ratio depends on pulse width (ton). 在PWM (脉冲宽度调制)中 ,开关频率恒定。占空比取决于脉冲宽度(ton)。 One variation on PWM is “Pulse Skipping” where under light loads some switching cycles are completely ignored to lower duty cycle. PWM的一种变形是“跳周期”,即在轻负载下,一些开关周期被忽略,来减小导致占空比。
(Continuous Conduction)
降压稳压器 (连续导通)
Inductor current is continuous 电感电流连续 – Vout is the average of the voltage at its input (V1). Vout是电感输入电压(V1)的平均值。 – Output voltage is the input voltage times the duty ratio (D) of the switch. 输出电压是输入电压乘以占空比(D)。 – When switch in on, inductor current flows from the battery. 开关接通时,电感电流从电池流入。 – When switch is off, it flows through the diode. 开关断开时,电感电流流过二极管。 – Neglecting losses in the switches and inductor, D is independent of load current. 忽略开关和电感中的损耗, D与负载 电流无关。
Output voltage controlled by the error amplifier 输出电压由误差放大器控制 Input and output capacitors for stability and transient response performance 输入和输出电容用于改善稳定性 和瞬态响应性能 Can be optimized for low quiescent current or transient behavior 可以针对静态电流或瞬态响应进 行优化 FET (Q1) size is based on output current and the desired dropout performance FET (Q1)容量根据输出电流和要 求的电压降性能决定
Basic Linear Regulator 基本线性稳压器
线性传输元件
Power is Dissipated In the pass element 功率在传输元件中损耗
Vout
100mA
100 mA
3.6V
1.8V
η=50%
Low Dropout Regulator 低压降稳压器
Vin Vout
Buck Regulator
i1 v1 Vin = 15 V i2
i3 Vout = 5 V Load (R) 负载
v1 0
What Happens if Vin Amplitude Varies? 如果Vin的幅度改变,会发生什么?
t on high Vpk High Line 高电平 Vpk Low Line 低电平 Average 平均 t on low T
¾ Feedback Circuit Controls the Pulse Width 反馈电路控制脉冲宽度
Two Options Exist for Power Conversion 功率转换存在两种选择
The linear approach: R 线性方式: 线性 •efficiency is poor 效率低 0到∞ •good noise performance 噪声小 •acceptable when (Vin-Vout) is small or low current (Vin-Vout) 小或低电流时可以接受 •can only decrease the input level 只能降低输入电平 The switching approach: 开关方式: 开关 ON or OFF •efficiency is high 接通或关断 效率高 •Requires a storage element – inductor or capacitor 要求一个储能元件–电感或电容 •noise performance is poor 噪声大 •Ideal with large (Vin-Vout) (Vin-Vout)大时是理想的 •increase/decrease/invert the input level 可对输入电平 升压/降压/反向
电感 开关
Buck Operation – Switch Off 降压工作– 开关断开
-
Vout
I V = out t L
+ +
•Current decreases in inductor 电感中的电流减少 •Diode is conducting 二极管导通
I inductor I diode
电感 二极管
Where to use PWM, PFM? Why? PWM, PFM用在哪里?为什么?
PWM General application – duty ratio range is large 一般应用– 占空比范围大 Frequency sensitive system such as telecom/ radio – switching frequency is fixed. No interface is made to system signals 频率敏感系统,如电信/无线–开关频率固定。不会干扰系统信号。 PWM signal can also be synchronized to a master system clock PWM信号也可以和主系统时钟同步 PFM Portable Devices – quiescent current is saved at low duty-ratio/ low frequency 便携式设备–在低占空比/低频时可以降低静态电流。
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