开关电源复习 1

一、填空题
1、高频开关电源的发展趋势：高频化，模块化，数字化，绿色化。

2、开关电源中MOSFET工作在截止区和非饱和区，试举出一种MOSFET驱动芯片的名称TC4424/UC3724 35页，IGBT的驱动芯片有：PC929，M57926L、M57959L，EXB840、EXB841、EXB850。

3、驱动电路一班采用光隔离和磁隔离，光隔离采用光耦合器，而磁隔离采用脉冲变压器。

4、开关电源中电压驱动控制型器件中常用的MOSFET和IGBT。

5、肖特基二极管的优点正向压降低，反向恢复时间短，开关时间短，缺点是反向耐压低，反向漏电流大，温度特性差。

6、两根电源线与地线之间的噪声是共模噪声。

7、SG3525是电压模式控制的集成PWM芯片，L6562是有源功率因素矫正控制芯片，UC3842是峰值电流模式控制的集成PWM控制器，UCC3895是专用于PWM移相全桥DC/DC变换器的新型控制芯片。

8、电流模式控制中电流的检测方法为电阻和电流互感器。

9、在软开关技术中，在开关管开通时，使其电流保持在零，或者限制电流的上升率，从而减小电流与电压的重叠区，所谓的零电流开通。

在开关管关断前，使其电压保持在零，或者限制电压的上升率，从而减小电流与电压的重叠区，所谓的零电压关断。

10、功率因素校正技术分为无源PFC和有源PFC。

11、常用的均流电路包括最大电流法和平均电流法。

12、开关电源闭环控制系统稳定的第三准则，系统提供所需的相位裕量为45°左右。

13、副边占空比的丢失是PS ZVS PWM全桥变换器的一个重要现象。

14、所谓的谐振开关就是在开关管旁边加入一个谐振电感和一个谐振电容。

15、控制到输出特性就是指在电源系统中不考虑误差放大器的特性。

16、高频开关电源系统主要由交流配电、整流模块、直流配电、监控模块。

17、电磁干扰三要素干扰源、干扰途径、敏感元件。

18、功率因数包括畸变因数、位移因数。

19、常用缓冲电路包括RC缓冲电路、RCD吸收电路。

20、IGBT工作在开关状态是正向阻断区、饱和区。

21、合闸浪涌电流的限制是PWM开关电源必备功能之一。

22、限制合闸浪涌电流的方法：串普通功率电阻+继电器和串热敏电阻。

23、低通滤波器是PWM开关电源抑制噪声最常用的的方式。

24、两根电源线之间的噪声是差模噪声。

25、功率因素不为1的负载会给电网带来电能质量的问题：谐波电流和基波无功。

二、简答题
1、桥式变换器的优点？（4分）
拓扑开关管的稳态关断电压等于直流输入电压，而不是像推挽、单端正激或交错正激拓扑那样为输入的两倍。

桥式变换器的另一个优点是，能将变压器初级侧的漏感尖峰电压钳位于直流母线电压，并将漏感储存的能量归还到输入母线，而不是消耗于电阻元件。

2、开关电源主要由哪几部分组成？（6分）
开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器（EMI）、整流滤波电路、功率变换（逆变）电路、PWM控制器电路、输出整流滤波电路组成。

辅助电路有输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输出短路保护电路等。

3、谐振变换器的优点及存在问题？（8分）
优点：电路损耗和开关噪声大大降低
存在问题：谐振电压峰值很高，要求器件耐压必须很高；
谐振电流的有效值很大，电路中存在大量的无功功率的交换，造成导通损耗加大；
谐振周期随输入电压、负载变化而改变，只能采用脉冲频率调制，给高频变压器、
输入滤波器和输出滤波器的优化设计造成困难。

4.（峰值）电流模式控制的优点。

1、对输入网压变化即时响应（电压前馈特性）
2、在小信号分析中可省去输出电感简化反馈环设计
3、具有快速的电流限制能力（不需另外设置电流限制電路）
5.系统稳定的基本规则。

1.在系统开环增益为1的频率处，系统的所有环节的开环相位延迟必须小于360°
2.为防止-2斜率电路的相位随频率陡峭变化，整个电路的开环幅频特性以-1斜率交
越。

总的开环幅频特性以-1斜率交越不是系统稳定必须的，但它能保证及时系统的某
些环节的相位变化被忽略时，相频特性曲线也能有足够的相位余量，使系统保持稳定。

3.提供希望的相位裕度，这里通常设为45°。

6、硬开关的危害。

1.可获得的频率受限
2.由于比较大带来电磁干扰
3.开关轨迹可能超出安全工作区域
7、功率因素不为1的的危害。

1.从电网吸收无功电流，导致电网中流动的功率增加，加大
了电网的损耗。

2.增加了发电和输电设备的负担，降低了电网实际可以传递
的有功功率的大小
8.PWM控制电路的电路图
三、画出UC3842芯片的引脚图
参照boost变换器工作原理的写法。

四、画出BOOST型开关变换器的原理图。

在电感电流连续情况下，输入电压UI=12V，占空
比D=0.6。

求此时的输出电压Uo（8分）
工作原理：开关管Q导通时，电源给电感提供能量，负载由电容Cf提供能量，开光管关断时，电源、电感向负载提供能量，并且向电容Cf补充Q导通时提供给负载的能量，这时候Cf的两端电压高于Vin。

工作原理：开关管Q导通时，电源给电感提供能量，负载由电容Cf提供能量，开关管Q关断时，电源、电感向负载提供能量，并且向电容Cf补充Q导通时提供给负载的能量，这时候的两端电压高于Vin。

Uo=12/0.4=30v
优点：不需要输出滤波电感（滤波电感在所有正激拓扑中是必需的），减小体积，降低成本。

五、画出双管正激变换器的原理图及简述其特点。

（8）
六、画出半桥变换器的原理图，画出主要波形。

假设在理想情况下，输入电压UI=400V，变压器匝比NP/NS=10，占空比D=0.3，求此时输出电压（13分）
Uo=400/10*0.3=12V
七、半桥变换器的参数如下，试设计ΙΙ型误差放大器使系统稳定（20分）
输入电压：Vin=310V;输出电压：Vo=48V，变压器原边绕组匝数：Np=40；变压器副边绕组匝数：Ns=20;输出滤波电感：Lf=334uH；输出滤波电容：Cf=150f；开关频率：fs=100KHz；参考电压：Vr=2.55V；锯齿波电压峰峰值：Vramp=2.5V。

（假设输出滤波电容的等效串联电阻Resr与输出滤波电容Cf的乘积为65*，附表1、附表2和半对数坐标图）。