《开关电源的楖念及分析方法》.ppt.ppt

开关电源的基本概念和分析方法开关电源的基本概念和分析方法什么是 Power Supply ? Power Supply 负载 Vin , Iin Power Supply 是一种提供电力能源的设备,它可以将一种电力能源形式转换成另外一种电力能源形式,并能对其进行控制和调节。上级电能形式 Vo, Io f, phase f, phase 根据转换的形式分类: AD/DC, DC/DC , DC/AC, AC/AC 根据转换的方法分类: 线性电源,相控电源, 开关电源根据调控的效果分类: 稳压,恒流, 调频,调相根据调控的方法分类: 传统反馈控制,矢量控制,数位控制什么是 Switching Mode Power Supply ? 单向导电被动控制单向导电被动控制功率流向二极管( Diode) 消耗功率调节电压滤波等辅助作用滤波等辅助作用线性工作控制功率流量线性电源( Linear Power) 不在功率回路中除出现以电压形式储能以电流形式储能开关工作主动控制功率流向与流量开关电源( Switching Power) 电阻器( Resistor) 电容器( Capacitor) 电感器( Inductor) 有源开关( Switch) Vin Vo Vin Vo R Rx Vo =Vin * Rx/(R+Rx) Vo=? LC LC Vo =Vin *D D 基本电子元件在开关电源中所起的作用线性电源( Linear Power) 开关电源( Switching Power) 开关电源的基本元件: 有源开关( Switch) 二极管( Diode) 电感( Inductor) 电容器( Capacitor) 变压器( Transformer) + u(t) - i(t)dt tdu C ti )( 1)(?电容的基本方程 1. 当一电流流经电容, 电容两端的电压逐渐增加, ItU? C I +U- 2. 在稳态工作的开关电源中流经电容的电流对时间的积分为零。 I+ I-AB面积 A= 面积 B + u(t) - i(t)dt tdiLtu )()(?电感的基本方程 1. 当一电感突然加上一个电压时, 其中的电流逐渐增加, . 当一电感上的电流突然中断, 在其两端会产生一瞬时高压, 并且电感量越大该电压越高 L Ut I? UL I+U- L It LIU??电感的伏秒平衡原则: dt tdiLtu )()(? u(t) i(t) V+ V- t1 t2L ttVdttuL I tt)()( 1 01 10??????? t0)()( 1201ttVttV???????I ??I对稳定状态?????II L ttVdttuL I tt)()( 1 12 21???????伏秒平衡原则: 在稳态工作的开关电源中电感两端的正伏秒值等于负伏秒值. V+ V- AB V+ V- AB 面积 A= 面积 B 分析开关电源中电容和电感的几条原则: (当电容足够大时,可认为其电压不变)。 (当电感足够大时,可认为其电流恒定不变)。 。 。 dt tdu C ti )( 1)(?dt tdiLtu )()(? TUIL**?? TIUC**??恒流充电恒压储能两个有用的公式: C: L: Buck 电路工作原理分析: Vin Vo DL Io SSU LI L Vin -Vo -Vo oI? Io D 1-D T 根据 L的伏秒平衡原则: ( Vin -Vo) * DT=Vo * (1-D)T Vo =Vin *DL*Δ Io=Vo * (1-D)T I s根据 L在1-D时间的基本方程: Δ Io=Vo * (1-D)T/L Buck 电路的输入输出关系: 0 1 0 1 1 0 VoD () 1 0 D Vo /Vin = D