开关电源的基本概念和方法

开关电源的基本概念和分析方法什么是PowerSupply?PowerSupply负载Vin,IinPowerSupply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,Iof,phasef,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SwitchingModePowerSupply?有源开关(Switch)二极管(Diode)电感器(Inductor)电容器(Capacitor)电阻器(Resistor)开关电源(SwitchingPower)开关工作主动控制功率流向与流量单向导电被动控制功率流向以电流形式储能以电压形式储能不在功率回路中除出现线性电源

(LinearPower)线性工作控制功率流量单向导电被动控制滤波等辅助作用滤波等辅助作用消耗功率调节电压VinVoVinVoRRxVo=Vin*Rx/(R+Rx)Vo=?LCLCVo=Vin*DD基本电子元件在开关电源中所起的作用线性电源(LinearPower)开关电源(SwitchingPower)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)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,并且电容量越大电流增加越慢.CI+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)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,并且电感量越大电流增加越慢.2.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ULI+U-LI电感的伏秒平衡原则：u(t)i(t)V+V-t1t2t0对稳定状态伏秒平衡原则:

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-ABV+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：电容两端的电压不能突变(当电容足够大时,可认为其电压不变)。电感中的电流不能突变(当电感足够大时,可认为其电流恒定不变)。流经电容的电流平均值在一个开关周期内为零。电感两端的伏秒积在一个开关周期内必须平衡。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：VinVoDLIoSSULILVin-Vo-VoIoD1-DT根据L的伏秒平衡原则：(Vin-Vo)*DT=Vo*(1-D)TVo=Vin*DL*ΔIo=Vo*(1-D)TIs根据L在1-D时间的基本方程：ΔIo=Vo*(1-D)T/LBuck电路的输入输出关系：Vo/Vin=DBoost电路工作原理分析：VinVoLIoSSULILVinVo-VinD1-DT根据L的伏秒平衡原则：Vin*DT=(Vo-Vin)*(1-D)TVin*T=(1-D)TVoIsDVo=Vin/(1-D)IDIoVo/Vin=1/(1-D)Boost电路的输入输出关系：理想怠变压茶器的久基本崖方程违：理想鹿变压质器模优型：变压若器绕摄组完您全耦概合变压反器无括气隙询且磁急芯的闸导磁期率μ无穷哑大I1N1N2u1u2I2电压填基本走方程字:N2N1φ电流祖基本寇方程滋:理想帮变压来器个反绕组驶的电拦压与貌匝数尊成正区比，灾且同拜名端胳具有桐相同革极性桃；各卧绕组俊电流纱与匝蚂数乘补积之宿和为怜零，戏即电盯流的番变比瓶与匝孩比成煤反比扑，且乳极性肾相反菊（点千进点产出原叠则）洽。实际首变压副器的企分析闲方法挎：变压闯器绕驾组不梨是完青全耦捧合I1I1N2N1φ1φ2LkLm2.惯变堤压器刚有气户隙或祝磁芯奋的导梯磁率μ有限I2Im当副棚边开误路时I2=0Im即为漏原边极电感Lm（副边碍不存峰在或巾开路挥时的映电感询）产举生的筑电流爬，Lm称为朽激磁蹦电感竖或励险磁电梁感Φk可以注认为挑是由展原边岁串联齿的电权感Lk产生泻,其幻玉大小耳为副动边短纯路时埋原边枝所测杏得的德电感杏量，Lk称为覆变压齐器的弟漏感娇。实际乎变压攀器的辣等效雪模型播：理想变压器漏感Lk激磁电感Lm变压舰器的会伏秒骡平衡帆原则运:在稳介态工航作过急程中赛变压稻器绕像组两塔端的塔正伏映秒值屯等于涝负伏蒜秒值欧.V+V-ABV+V-AB面积A=面积B理想稼变压悼器的冷电路御变换龄关系敬：u1u2I2n:尺1I1Ru1I1R’u2=I2Ru1=n困u2I1=I2/nR’六=歌u1/I1=(扇nu2)/味(I2/n擦)=心n2R电压电流电阻电容电感功率副边数值UIRCLP原边等校值nUI/nn2Rn2Cn2LPNs仰:N头p=丹n:黎1正激兆变换占器（Fo弱rw死ar聋d）工作长原理较分析矮：Io(V绸in包/n滨-V命o)再DT扩=V凳o(粘1-带D)砖Tn:本n:座1VinVoLGDSVgsILVdsD1-DTIpVLIoVin/n-Vo-VoImVin2VinTr根据伸电感收的伏咸秒平档衡：Vo徒=V拢in削D/银n根据爷变压谢器的鞠伏秒偷平衡挪：Vi荡nD翼T=遣Vi例nT必rTr庆=D袖TTr计<豪(1升-D浊)TD<测50机%ΔIL根据便电感枕的储倚能关辣系：LΔIL=烂(1杨-D有)T徐*V咱oΔIL=色(1链-D献)T扎*V绩o/坊LIpIL正激咏变换泪器的弟输入带输出递关系晒:Vo茎=V番in垮D/麦n反激裂变换肾器（Fl正yb首ac气k）工作园原理甩分析邀：IoVi飞nVoGDSVg检sIDVd搏sD1-劳DTIpVLIoVi公n-n蔑VoLmVi禽nVi杏n+略nV雷o根据印变压巨器的什伏秒趁平衡姑：DImn:板1反激果变换之器的牧输入群输出肺关系：小锐结开关朱电源恋功率惩电路曲的五肠个基活本元朋件：谢开关环,巩二极兴管,赔电奖容,旅电事感,河变苗压器开关免电源健功率颤电路码分析懒要点电容孟的电孟压不听能突据变,衣电夸感的辅电流臂不能姑突变流经底电容著的电秀流平安均值搞为零护,当电