降壓式DCDC變換器的制作
(作者未知) 2009/5/5
(接上頁)的小型化和低成本化使電源向輕,薄,小和高效率方向發(fā)展。開關電源因其體積小重量輕和效率高的優(yōu)點而在各種電子信息設備中得到廣泛的應用。#.,伴隨著人們對開關電源要求的進一步升級,低電壓,大電流,高效率的開關電源成了有關廠商和研究機構的熱門話題。
開關電源可分為AC/DC和DC/DC兩大類。DC/DC變換器已實現(xiàn)模塊化,且設計技術及生產工藝在國內外已相對成熟和標準化,并得到用戶的認可,因而應用較廣,但AC/DC因其自身特點使其在模塊化進程中,遇到較為復雜的技術和工藝,應用相對較少。
現(xiàn)在許多通信系統(tǒng)采用大功率計算集成電路,如CPU,F(xiàn)PGA和存儲器等。一方面,由于計算速度的提高使得時鐘頻率和電源電流不斷提高,另一方面由于計算器件采用更為精細的線寬制造工藝,電源電壓大大降低。所以作為具有低電壓,大電流,高效率等特點的降壓式DC/DC變換器被大大使用。
1.2現(xiàn)狀和發(fā)展
開關電源的現(xiàn)狀:
新型功率器件的研發(fā)為開關電源的高頻化奠定了基礎, 功率MOSFET和 IGBT 的應用使中小功率開關電源工作頻率高達到1M H z(DC/ DC)。
軟開關技術的出現(xiàn), 真正實現(xiàn)了開關電源的高頻化, 它不僅可以減少電源的體積和重量, 而且提高了開關電源的效率。 目前, 采用軟開關技術的開關電源, 其效率已達到 93%以上。
新型半導體器件的發(fā)展是開關電源技術進步的基礎。此外, 平面變壓器、壓電變壓器以及新型電容器等元器件的發(fā)展, 也將對電源技術的發(fā)展起到重要作用。
開關電源的發(fā)展方向主要有以下三個:
1. 低功耗化技術:
出于進一步提高效率的考慮,人們正在加緊研發(fā)兩段式結構的轉換器,就普通轉換器而言采用兩段式會導致效率下降,但是在低電壓,大電流轉換器中對輸出進行同步整流是很普通的做法,所以如何實現(xiàn)同步整流的高效化就成了關鍵所在。
2. 低噪聲化技術:
開關電源在開關操作時急劇的電壓和電流的變化所產生的浪涌和噪聲將作為傳導噪聲或輻射噪聲傳遞至設備外部,引發(fā)電磁干擾(EMI)問題。傳導噪聲中也時常會產生很大的環(huán)路電流這是輻射噪聲引起的。雖然近年來ZVS(零電壓開關),ZCS(零電流開關)等軟開關技術已廣泛應用,但是在此基礎上人們還提出了兼顧低功耗和低噪聲的方案。
3. 小型化技術: 提高開關頻率是開關電源小型化的有效措施,另外變壓器和電感等磁性元件的集成也是小型化的途徑之一,現(xiàn)在專家們正在嘗試用壓電變壓器來取代傳統(tǒng)的電磁變壓器。 1.3目的與意義 隨著電子技術的高速發(fā)展,電源系統(tǒng)的應用領域越來越廣泛,電子設備種類也越來越多,對電源要求靈活多樣。其中開關電源以其
特點在電力技術發(fā)展中占有一席之地,且不斷處于發(fā)展中。對它的學習和研究正是適應了電子技術發(fā)展的要求。且由于現(xiàn)代電子技術對電源設備性能的高要求更需要我們關注電源技術的創(chuàng)新和發(fā)展,以推動現(xiàn)代電子技術的發(fā)展。
第二章:開關穩(wěn)壓電源論述
2.1開關穩(wěn)壓電源的分類
開關電源按輸入、輸出是否隔離可分為非隔離與隔離兩種。
隔離的開關電源按電路形式分主要有單端反激式,單端正激式、半橋式、推挽式和全橋式這幾種。
但一般情況下我們把開關穩(wěn)壓電源分為AC/DC,DC/DC兩大類 。
AC/DC變換是將交流變換為直流,其功率流向可以是雙向的,功率流由電源流向負載的稱為"整流",功率流由負載返回電源的稱為"有源逆變"。AC/DC變換器輸入為50/60Hz的交流電,因必須經整流、濾波等。
AC/DC變換按電路的接線方式可分為,半波電路、全波電路。按電源相數(shù)可分為,單項、三相、多相。按電路工作象限又可分為一象限、二象限、三象限、四象限。
DC/DC變換是將固定的直流電壓變換成可變的直流電壓,也稱為直流斬波。斬波器的工作方式有兩種,一是脈寬調制方式Ts不變,改變ton(通用),二是頻率調制方式,ton不變,改變Ts(易產生干擾)。
其具體的電路有以下幾類:
(1) Buck電路--降壓斬波器,其輸出平均電壓Uo小于輸入電壓Ui,極性相同。
(2) Boost電路--升壓斬波器,其輸出平均電壓Uo大于輸入電壓Ui,極性相同。
(3) Buck-Boost電路--降壓或升壓斬波器,其輸出平均電壓Uo大于或小于輸入電壓Ui,極性相反,電感傳輸。
(4) Cuk電路--降壓或升壓斬波器,其輸出平均電壓Uo 大于或小于輸入電壓UI, 極性相反,電容傳輸。
2.2開關穩(wěn)壓(未完,下一頁)
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