开关电源及其软开关技术复习提纲_开关电源技术复习

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第一章

1.高频开关电源由哪几部分组成？（画出原理方框图加以说明）

输入滤波电器→整流滤波→逆变→输出整流滤波→控制电路、辅助电源、检测电路、保护控制电路

第二章

1.串联型线性稳压电源的工作原理，开关型稳压电源的工作原理以及两种电源的优缺点比较。

串联线性调整型稳压电源的基本工作原理：Vo=E-ILRW 开关型稳压电源的工作原理：EAB=ton/T×E

串联型线性稳压电源优点：稳定性好，输出纹波电压小，使用可靠。

缺点：1.体积大且笨重的工频变压器和滤波器。2.功耗大，效率低，需要大功率调整管。3.需要体积很大的散热器。

开关型稳压电源优:1功耗小，效率可达70%-95%。2可靠性、稳定性高。3重量轻，体积小；散热器体积小；不需要电源变压器；工作频率高，滤波电容电感数值小。4对电网输入的适应能力提高。2．TRC控制的方式和特点

方式：脉冲宽度调制方式、脉冲频率调制方式、混合调制方式。

脉冲宽度调制方式:开关周期恒定，通过改变脉冲宽度来改变占空比的方 式。

脉冲频率调制方式：导通脉冲宽度恒定，通过改变工作频率改变占空比。混合调制方式：导通脉冲宽度和开关工作频率均不固定的方式。3.PWM和PFM型TRC控制变换器型开关电源的工作原理的区别。

PWM开关电源稳压的基本原理：输出电压增大→反馈电路检测该值，与基准电压比较，放大→脉宽-转换电路转换成脉冲宽度的变化（使脉冲变窄，即占空比变小）→输出电压值下降→输出电压稳定。

输出电压减小→控制回路输出脉宽增大→输出电压增大→输出电压稳定 PFM开关电源稳压过程：输出电压上升→控制回路输出脉冲的工作周期增大（频率下降）；输出电压下降→控制回路输出脉冲的工作周期减小。4.PWM型稳压电源的优缺点。

优点：

1、体积小，重量轻。

2、效率高

3、适应性强

4、可防止过电压的危害

5、输入交流突然停电时，输出电压保持时间长。

6、输出电压越低，输出电流越大。缺点：

1、电路复杂，元器件数量多。

2、输出纹波大

3、动态响应差。第三章

1.推挽、全桥、半桥电路的电路结构，工作原理，各自的特点。

推挽工作原理：①开关BG1和BG2交替导通，输入直流电压→高频方波交流电压。⑤当两个开关都关断时，VCE1和VCE2 均为E。电路的缺点：高频变压器利用率太低。

优点：

1、管子数目少。

2、驱动电路和过流保护电路简化、选择余地增大。全桥电路工作原理：①当BG1与BG2开通，截止晶体管(BG3、BG4）上的电压为输入电压E。

②当4个开关都关断时，同桥臂上的每个开关承受电压为E/2。优点：1管子选择方便。

2、适用于大功率输出。缺点：电路复杂，元器件多。

半桥电路工作原理：①当两个开关管BG1和BG2都截止时，电容C01，C02中点A的电压为E/2。

②当BG1导通时，C02充电，C01放电，中点A电位在BG1导通终了，将下降E/2-△E。

③当BG2导通，C01 充电，C02放电，中点A电位在BG2导通终了增至 E/2+△E。优点：

1、管子稳态时，承受最高电压低于输入电压E。

2、管子的数量只有全桥的一半。

3、不容易发生变压器的偏磁和直流磁饱和。

缺点：1高频变压器上的电压只有输入电源电压的一半。2电容充放电导致电压脉冲的顶部有倾斜，同时流过跟电路工作频率相同的充放电电流。2．单端反激电路的电路结构，工作原理，电路波形。

工作原理：

1、第一阶段(t0 , t1)。开关管导通→变压器T的初级线圈NP电流IP线性增加→在NP上产生感应电动势(上正下负)→在NS上产生感应电动势(上负下正)→二极管D反向截止，变压器初级线圈电感储存能量。

2、第二阶段(t1 , t2)。开关管截止→iP减小→NP磁通量变小→ NS上产生感应电动势(上正下负)→二极管D导通，给输出电容充电和负载供电。

3.单端正激电路的电路结构，工作原理，电路波形。

工作原理：

1、第一阶段(t0 , t1)。

1、开关Q导通后，NP线圈流

过电流iP。

2、NP线圈的产生感应电动势为上正下负，次级线圈NS感应电动势也是上正下负。

3、D2导通，D3截止，电感L的电流逐渐增长。

2、第二阶段(t1 , t2)。

1、开关Q截止，iP 趋于零，感应电动势反向。

2、D2截止，D3导通，电感L通过D3续流。

3、去磁线圈Nt感应电动势上负下正D1导通续流，使Nt上储存的能量通过D1回送到直流输入回路。起到去磁作用。

4.合闸浪涌电流的起因，危害，限制合闸浪涌电流的方法。

起因；电容输入式整流滤波电路在接通交流电压时，在合闸时，由于电容充电引起的。

危害：1.使开关接点溶接或使输入熔断器熔断。2.浪涌电流干扰相邻用电设备。3.多次反复的大电流冲击，导致整流器、电容性能劣化。方法：在输入整流回路内串入限流电阻。第四章

1．输入滤波电路的作用，三种输入滤波电路的工作原理。

其主要作用：抑制开关电源本身对交流电网的反干、扰抑制交流电源中的高频干扰串入开关电源。

原理：该电容对高频干扰阻抗很低，可将两线之间的干扰通过电容C消除，对工频信号阻抗很高，没有影响。图b，两个电容组成滤波设备。每根线上相同干扰可通过电容入地，滤除共模干扰。图c其中C1，C2滤除共模干扰（纵向），C3滤去常态干扰。使滤波措施全面有效

2．共模扼流线圈的工作原理。

共模扼流圈：L1，L2是绕在同一闭路磁环中的匝数相同，在同名端输入同向电流，产生相同磁通的线圈。

当流入方向相同的纵向噪声电流，两线圈产生的磁通是同方向的，电感呈现高阻抗，阻止共态噪声进入开关电源。同时也阻止开关电源内产生的噪声向公共电网扩散。

3.工频滤波电路的工作原理。

图中工频滤波器：

1、L1,C5,C6为共模滤波

2、其余电容和L2为常态滤波元件

3、C3为大容量电解电容，C4为无感电容。

C3等效电路：

1、电感L是由引线和构成电容的卷片形成。

2、R2为并联泄漏电阻，是介质材料电阻率的函数。

5.辐射干扰的种类，产生的原理，危害。

种类：静电干扰，噪音干扰。

原理：静电干扰—来自开关电源中的高压切换，导致开关管，散热器与机壳及机内引线之间的分布电容产生瞬变电压 噪音干扰—来自大的脉冲电流

危害：回路出现很大的短路电流，损坏管子，产生较大的噪声。6.各种防止辐射干扰的方法、措施。

1.采用肖特基或者快恢复二极管。减小反向恢复时间。

2.在输出端加多级滤波器，使流过二极管中的电流减少，减小恢复时间。3.在每个开关二极管两端并接RC网络改善其恢复特性

4.在二极管回路中串联电感L抑制二极管的反向恢复尖峰电流。简单的方法：串一个小磁环。第五章

1．控制电路的功能。

1.获得规定的输出电压值以及调节范围。2.实现输出电压的软启动。3.实现输入电压的软启动。4.远距离操作功能。5.程序供电功能。6.并联运行功能。

2．脉宽调制集成芯片的基本组成以及各部分的工作原理。

1、PWM信号产生电路：实现脉宽调制

2、功率电路的故障保护：使op1输出电平或很窄的PWM脉冲，从而起保护功能。

3、软启动：使op1输出很窄的PWM脉冲

4、干扰抑制：使S端状态变化不影响锁存器输出。

5、死区时间控制：设置死区时间

3.PWM信号产生的原理以及波形。

1、放大器输出直流误差电压VC加到比较器的反相输入端。

2、固定频率振荡器产生的锯齿波加到比较器的同相输入端比较器输出一方波信号。

3、此方波信号的占空比随误差信号VC变化而变化。实现脉宽调制。

4、分相电路由触发器Q及两个与门组成，将PWM信号分成两组信号。

5、触发器的时钟信号对应锯齿波的下降沿。

6、产生PWM信号是集成PWM控制器的基本功能。

4.SG1525/ SG1527集成PWM控制器的组成以及各部分的功能。1.基准电源：作为内部电路的供电电源。2.振荡器：实现脉冲信号与外电路同步3.误差放大器4.PWM比较器及琐存器：能实现软启动功能。5.分相器：实现PWM脉冲分相。6.欠压琐定：封锁PWM脉冲7.输出级：输出级作为电流源：向负载提供电流。输出级作为电流汇：吸收负载电流。5.软启动电路的种类以及工作原理。

1、输入电网电压分段启动。在合闸时，先接入限流电阻R，将合闸浪涌电流制在设定范围，待输入电容充满后，将该电阻短接。

2、输出电压软启动。一般PWM低电压大电流稳压电源的输出滤波电容较大。输出电压突然建立形成很大的电容充电电流。

6.过流保护电路的形式、工作原理，特点。1.切断式保护

工作原理：检测电流信号→电流-电压转换电路→电压信号→经过比较电路进行比较。

特点：属于一次性动作，对保护电路中电流检测或电压比较电路要求低，容易实现。2.限流保护

工作原理：当负载电流达到设定值时，保护电路工作，使V/W电路输出脉宽变窄→稳压源输出电压下降→ 输出电流被限制在某设定范围以内。特点：抑制稳压电源启动时输出的浪涌电流。3.限流—切断式保护

工作原理：当负载达到某个设定值，保护电路动作，输出电压下降。负载电流被限制。如果负载继续增大至第二个设定值或输出电压下降到某个设定值，保护电路进一步动作，将电源切断。特点：分段保护。

7.过压保护电路的工作原理。

过压保护电路工作原理：当输出电压升高→达到稳压管击穿电压与触发电压之和→晶体管触发导通→输出过流→过流保护动作，切断电源输出。（图5-26（a））过压保护电路工作原理：过电压→晶体管导通→阳极输出低电平→V/W电路停振或整个控制电路停止工作，→使高压开关管截止。（图5-26（b））第六章

1．比较恒流驱动电路和比例电流驱动的特点。

恒流源驱动：高压开关管的正向基极驱动电流大致保持恒定数值，不随集电极电流的增减而相应地发生变化。

比例电流驱动电路：控制IB值，使晶体管在所有集电极电流下保持准饱和状态。2．反向驱动电路的工作原理，特点

无偏驱动电路：限制感应电动势在被驱动晶体管的基极开启电平以下 电容储能式驱动电路：工作原理：当变压器副边出现正脉冲压Vg，正向基极电流 IB1流过BG1的基极,使晶体管导通，电阻R1将电流IB1限制在额定值。

当副边电压Vg=0，充满电的电容C使BG2基极电阻R1、R2承受正向偏压，并使BG2导通，把BG1的基极接到负极性，提供反向基极电流IB2。特点：用一个脉冲变压器获得反偏

3.电压型驱动电路的种类以及各自的工作原理，特点。

种类：隔离型驱动电路（磁隔离和光隔离）和不隔离型驱动电路。原理P75—764、驱动电路作用：将控制电路的驱动脉冲放大到足以激励高压开关。第二章、第三章 软开关

1．硬开关的工作原理，存在的问题；软开关的，优点。硬开关：开通和关断时，电流和电压有交叠区，都会产生损耗。软开关优点：1.零电流开通 2.零电压开通3.零电流关断4.零电压关断 3.零电流谐振开关的工作原理、零电压谐振开关的工作原理。

零电流谐振开关的工作原理：S1开通前，Lr的电流为零；S1开通时，Lr限制S1中电流的上升率→实现S1的零电流开通。S1关断时，Lr和Cr谐振，Lr电流回零→实现S1的零电流关断。

零电压谐振开关的工作原理：S1导通时，Cr上的电压为零；S1关断时，Cr限制S1上电压的上升率→实现S1的零电压关断。S1开通时，Lr和Cr谐振，Cr电压回零→实现S1的零压开通。

4.零电流开关准谐振变换器（半波模式、全波模式）的工作原理，每个阶段的特点。

半波模式： S1由开关管Q1、二极管DQ1串联构成。

工作原理：DQ1使电流只能单向流动→Lr的电流只能单向流动。全波模式：S1由开关管Q1、二极管DQ1反并联构成。

工作原理：DQ1提供反向电流通路→Lr的电流双向流动→Lr，Cr自由谐振。5.零电压开关准谐振变换器（半波模式、全波模式）的工作原理，每个阶段的特点。

半波模式：S1由开关管Q1、二极管DQ1反并联构成。

工作原理： DQ1提供反向电流通路，S1可双向流过电流→Cr的电压被DQ1箝位为零→Cr的电压只能为正。

全波模式：S1由开关管Q1、二极管DQ1串联构成。

工作原理： DQ1使S1电流只能单向流动→Cr上的电压既可正，也可负→Lr，Cr自由谐振。

6.零电流开关准谐振变换器和零电压开关准谐振变换器的优缺点。