开关电源技术 (复习)PPT资料102页

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Buck变换器在连续模式和不连续模式的主要波形
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讨论电感电流连续时变换器的工作原理(稳态）：
分析之前作如下假设： （1） 所有有源器件Q和D导通和关断时间为零。导通 时电压为零，关断时漏电流为零。 （2） 在一个开关周期中，滤波电容电压，即输出电 压Vout，有很小纹波(电压），但可认为基本保持不变, 其值为Vo。 （3） 电感和电容均为无损耗的储能元件。
等 3. MOS管的驱动：三种驱动方法（MOS管属于电压型控制器件，GS之
间的电压来控制D、S之间的导通情况。） 4. MOS管的封装以及生产的公司
HAT2140的datasheet1 STD5NM50T4的datasheet
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B. MOS管的门极驱动电路： 1) 直接驱动
电阻R1的作用是限流和抑制 寄生振荡，一般为10ohm到 100ohm，R2是为关断时提供放电 回路的；稳压二极管D1和D2是保 护MOS管的门极和源极；二极管 D3是加速MOS的关断。
D3 47 R1 V1
D4
D1
IRF530
Q1 20k R220Fra bibliotek0/3/306
2) 互补三极管驱动
当MOS管的功率很大 时，而PWM控制芯片输出 的PWM信号不足已驱动MOS
PWM
管时，加互补三极管来提 供较大的驱动电流来驱动 MOS管。
Vcc
Q3 R1
D1 R3 Q2
IRF530
Q1
20k R2
二、 开关电源的内容 (知识点）
1. 了解开关电源的应用。
2. 开关电源的结构（组成部分）。
3. 元器件的选择—MOS管、二极管、电阻和电容
4. 掌握拓扑结构的工作原理，能画出原理图。
5. 磁性元器件（变压器和电感）的特性。
6. PWM控制方法--UC3842的应用。
7.电源输入级电路的介绍。
8. 功率因数校正（PFC）。
2. 分析拓扑的工作原理（稳态分析）（CCM和DCM）：Buck、Boost 和 double forward 等。
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降压式变换器（Buck Converter）的介绍
1. Buck变换器的结构
Buck变换器的结 构如右图所示：
Q1 IRF530
48 V1
470u
L1
47 R2
D1 D1N4148 12 Pulse(0 1 0 39.604n 39.604n 3.9604u 10u) V2
电阻R1和R3的作用是限流和抑制寄生振荡，一般 为10ohm到100ohm，R2是为关断时提供放电回路的；二 极管D1是加速MOS的关断。
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3) 耦合驱动（利用驱动变压器耦合驱动）
47 R1
V1
TX1
D1 Q2
IRF530
Q1
20k R2
当驱动信号和功率MOS管不共地或者MOS管的源极
9.同步整流及其控制方法。
10. 用UC3842控制的反激电路的工作原理，每个元器件在电路中的作
用，每一部分电路的作用。
11. 规格说明书---IPS和Test Plan。
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二、 开关电源的内容 (技能和能力）
1. 学会分析电路工作原理。 2. 掌握调试电路的方法，明白每一步调试的作用。 3. 掌握测试电路的方法。 4. 学会如何分析电路故障和排除电路故障。 5. 熟悉电路中元件布局的一些简单规则。
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2、电源电路的结构框图和完整的电路图
a. 离线式开关电源的结构框图：
direct-off-line switching power supply
AC EMI滤波器
input
功率因数 校正
隔离的 DC 降压电路 output
b. 模块开关电源的结构框图：
module switching power supply
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Buck变换器工作在不同模态的等效电路
Q1 IRF530
47 R2 48 V1 V2
470u L1
R1
C1
D1
D1N4148
12 Pulse(0 1 0 39.604n 39.604n 3.9604u 10u)
470u L1
R1 C1
R1 C1
(a)
(b)
(c)
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C1 R1
MOS管；续流二极管（freewheel）D；滤波电感L；
滤波电容C；负载RL。
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2. Buck变换器的工作原理分析
Buck变换器存在两种导电模式，即连续导电模式CCM (Continuous Conduction Mode)和不连续导电模式DCM (Discontinuous Conduction Mode)。连续导电模式是 指在一个周期内电感电流是连续的（两种开关模态a和b)； 而不连续导电模式是指电感电流在一个周期内是断续的 也就是有一段时间电感电流为零(三种开关模态a、b 和 c)。
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(1) 模态1 [0—Ton] [对应于图 (a)]
在t=0时，Q1导通，Vin通过Q1 加到二极管D1 和输出滤 波电感Lf 、输出滤波电容Cf上以及给负载供电，因此续 流二极管D1截止，电源Vin对电感Lf充电，其电流iLf线性 上升，上升斜率为 (Vin-Vo)/Lf。
在t=Ton时，iLf达到最大值ILfmax。在Q导通期间，iLf
的增长量ΔiLf（+）= Vin LfV0*TonVin LfV0*Dy*Ts
浮地的时候，比如Buck变换器或者双管正激变换器中的
MOS管，利用变压器进行耦合驱动。驱动变压器的作用：
1. 解决驱动MOS管浮地的问题；2. 减少干扰。
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4. 拓扑结构
1. 拓扑结构的类型：非隔离：Buck 、Boost和Buck-Boost； 隔离的： flyback、forward、half bridge、full bridge、 push-pull
DC input
隔离的 DC
降压电路
或者Boost output
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Buck变换器
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离线式电源电路图 模块电源电路图1 模块电源电路图2
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3. 功率器件之一：MOS管
1. MOS管的等效电路 （输入输出电容 Cgs Cds，反并联二极管） 2. MOS管的三个工作区域条件 2. MOS管的参数：Rds（on），Vds Ids（与温度有关） 功率损耗