开关电源主电路基本拓扑的演变_DC_DC变换器理论早期的历史回顾_蔡宣三
DCDC变换器的发展和应用
DCDC变换器的发展和应用DC-DC变换器是一种电力变换装置，用于在直流电源之间变换电压或调整电源电压。
它是各种电子设备中非常重要的组件，广泛应用于电力电子、通信、工业控制、光电子和医疗设备等领域。
在直流电源应用的早期，人们主要使用线性稳压器来获得恒定电压输出。
然而，线性稳压器效率低下，且对于输入电压变化敏感，使得电源效率低下。
为了解决这个问题，人们开始研究开发DC-DC变换器。
DC-DC变换器的最早应用可以追溯到上世纪60年代，那时候主要使用的是线性稳压器和大功率真空管。
随着半导体技术的进步，人们逐渐发展出了各种类型的DC-DC变换器。
现代DC-DC变换器的发展主要集中在提高效率、减小尺寸和降低成本方面。
为了提高效率，人们开始采用高频开关技术，如脉冲宽度调制（PWM）和降低开关损耗的瞬态电压调制（TVS）技术。
此外，还引入了电感电容混合滤波技术，以减小输入电源的电流纹波。
随着微电子技术的发展，人们可以将更多的功能集成到单个芯片上。
例如，现在常见的DC-DC变换器芯片集成了功率开关器件、控制电路和监测电路。
这种集成化设计大大减小了电路的体积，提高了可靠性，并减少了制造成本。
DC-DC变换器的应用非常广泛。
在电力电子领域，DC-DC变换器主要用于能源转换装置，如电动机驱动器和UPS系统。
在通信领域，它被广泛应用于基站和网络设备中，用于电源管理和信号调节。
此外，在车载系统、航天器和医疗设备等领域也有广泛的应用。
总之，DC-DC变换器的发展经历了从线性稳压器到高效率、紧凑型集成芯片的演进。
它在电力电子、通信、工业控制、光电子和医疗设备等领域都扮演着重要的角色。
随着技术的不断进步和需求的不断增长，相信DC-DC变换器将会继续迎来更多的创新和应用。
张占松,蔡宣三.开关电源的原理与设计
张占松,蔡宣三.开关电源的原理与设计开关电源是一种非线性电源，它的主要特点是具有高效率、小体积、轻重量、稳定性好等优点，因此被广泛地应用于各个领域。
开关电源的原理是实现对输入电源电流的高速开/关，通过电感储存能量，使输出电压保持稳定。
本文将介绍开关电源的基本原理和设计方法。
一、基本原理开关电源的基本组成部分包括输入端、输出端、开关器、能量存储元件和控制电路。
输入端一般接入AC或DC电源，输出端连接负载电阻或电源。
开关器的作用是将电源电流高速开/关，这里采用的常见开关器有MOSFET和IGBT等。
这些器件可以实现快速开关以及高效能的转换，从而实现高效的能源转换。
能量存储元件一般使用电感器或电容器，其作用是将输入电能储存为磁场或电场，并在开关器关闭时将其释放，从而保持输出电压稳定。
控制电路主要包括PWM调制器、反馈电路和保护电路。
PWM调制器的作用是产生一定频率和占空比的脉冲信号，控制开关器的开/关时间，从而实现电压的稳定输出。
反馈电路的作用是检测负载端的电压变化并调整PWM调制器输出的脉冲信号，使输出电压保持稳定。
保护电路主要是用于保护开关器、负载端和控制电路，例如过压，过流和短路等情况。
二、设计方法开关电源设计的关键是确定开关器、电感器或电容器的参数，以及PWM调制器的频率和占空比等参数。
下面介绍一些重要的设计步骤。
1. 确定输出参数首先需要确定输出电压和电流的参数，即电源需要提供给负载端的电压和电流。
这取决于负载端的需求以及与之匹配的开关器和能量存储元件的能力。
2. 选择开关器和能量存储元件根据输出参数确定适合的开关器和能量存储元件。
选择开关器时需要考虑它的导通电阻、频率响应、容错限制和工作温度等特性。
电感器和电容器的选择与开关器特性有关，例如电感器的选取应该考虑其电感值和最大电流能力，电容器的选取应该考虑其耐压能力和损耗电流等因素。
3. 设计PWM调制器根据输出参数确定PWM调制器的频率和占空比等参数。
DCDC变换器的发展和应用
DCDC变换器的发展和应用
DC-DC变换器是一种电子设备，用于将直流电压转换为不同的直流电
压级别。
它是电源系统的关键部分，广泛应用于各种电子设备和系统中。
DC-DC变换器的发展可以追溯到20世纪60年代。
在那个时候，大多
数电子设备使用的是线性稳压器，而不是DC-DC变换器。
然而，随着科技
的不断发展和电子设备的复杂化，线性稳压器的效率开始受到限制。
DC-
DC变换器通过使用开关器件，如晶体管和二极管，以及适当的控制电路，可以提供更高的效率和更好的电源管理功能。
随着时间的推移，DC-DC变换器的性能得到了显著的提升。
现代DC-DC变换器具有更高的转换效率、更低的输出纹波和更小的体积。
这些改
进使得DC-DC变换器成为电子设备中的关键组件。
DC-DC变换器的应用非常广泛。
它们被广泛应用于通信设备、计算机、汽车电子、医疗设备等各个领域。
在通信设备中，DC-DC变换器被用于提
供稳定的供电电压，并提供保护功能，以确保设备的正常运行。
在计算机中，DC-DC变换器被用于提供不同电压级别，以满足各个部分的需求。
在
汽车电子中，DC-DC变换器被用于将汽车电池的直流电压转换为适合各个
设备的电压。
在医疗设备中，DC-DC变换器通常被用于提供稳定的供电电压，并提供电隔离功能，以确保医疗设备的安全可靠。
总的来说，DC-DC变换器的发展和应用为各种电子设备提供了高效、
可靠的电源管理解决方案。
随着科技的不断进步，我们可以预见DC-DC变
换器将继续发展，为电子设备提供更高效、更稳定的供电解决方案。
开关电源技术发展综述
开关电源技术发展综述引言开关电源技术作为一种高效、稳定的电源供应方案，在现代电子设备中得到广泛应用。
本文将全面、详细、完整地探讨开关电源技术的发展历程、现状和未来趋势。
开关电源的基本原理开关电源是通过周期性开关和断开来实现电源输出的一种电源供应方式。
其基本原理是利用开关管的导通和截止，控制输入电源与负载之间的有效连接和断开。
开关电源的发展历程1.第一代开关电源：早期的开关电源技术主要采用线性稳压方式，效率低下，体积庞大。
2.第二代开关电源：20世纪70年代，随着微电子技术的进步，开关电源逐渐发展为直流-直流转换器（DC-DC Converter），提高了效率和功率密度。
3.第三代开关电源：21世纪初，高频开关电源得到快速发展，采用谐振技术、软开关等新技术，进一步提高了效率和可靠性。
4.当前开关电源技术：当前，开关电源技术已广泛应用于电子设备、通信设备、工业控制等领域，并在功率密度、效率和可靠性方面实现了显著的进步。
开关电源技术的应用领域1.电子设备：开关电源广泛应用于计算机、手机、平板电脑等消费电子产品的电源模块中，提供稳定、高效的电源供应。
2.通信设备：移动通信基站、通信交换设备等通信设备对电源稳定性和效率要求高，开关电源成为首选。
3.工业控制：工业设备对电源的要求较高，开关电源可以提供稳定的电源输出，并具有较强的抗干扰能力。
4.其他领域：医疗设备、航空航天、车载设备等领域也都广泛应用了开关电源技术。
开关电源技术的优势和挑战优势1.高效率：开关电源相比线性稳压方式，具有更高的能量转换效率，减少能源浪费。
2.小体积：开关电源可以实现更小的体积和重量，有利于提高设备的便携性和集成度。
3.稳定性好：开关电源能够提供稳定的输出电压和电流，对电源波动和负载变化具有较强的适应性。
4.可靠性高：现代开关电源技术采用先进的保护电路和故障检测机制，提高了系统的可靠性和稳定性。
挑战1.电磁干扰：开关电源在切换过程中产生较大的电磁干扰，需要采取措施进行抑制，以免影响设备的正常工作。
DCDC变换器的发展及应用
DCDC变换器的发展及应用DC-DC变换器是一种能够将直流电能转化为另一种直流电压、电流或功率的电子电源装置。
随着现代电子技术的发展和应用范围的扩大，DC-DC变换器在电子产品中的应用越来越广泛。
本文将从DC-DC变换器的发展历程、应用场景和未来发展方向三个方面进行详细叙述。
首先，DC-DC变换器的发展经历了多个阶段。
最早期的DC-DC变换器是线性稳压器，它通过电感和二极管构成简单的升压电路，可以将低压直流电转换为高压直流电。
然而，线性稳压器有能耗大、效率低等缺点，限制了它的应用范围。
后来，随着开关管的发明和电子技术的进步，DC-DC 变换器逐渐由线性稳压器向开关型变换器演变。
开关型变换器采用开关管控制输入电源和输出负载之间的功率传输，能够通过调整开关管的开关时间和工作周期来实现不同的输出电压和电流。
开关型变换器具有高效率、小体积、重量轻以及设计灵活等优点，成为现代电子设备中最常用的DC-DC变换器。
其次，DC-DC变换器在各种电子产品中有广泛的应用。
第一个应用领域是电源管理。
随着移动设备的普及和便携电子产品的兴起，对电池供电的需求越来越高。
DC-DC变换器可以将电池输出的低压电能转换为各种需要的电压，使设备正常运行。
第二个应用领域是通信系统。
通信设备对电源稳定性的要求较高，因此需要使用DC-DC变换器来保证电能的质量和稳定性。
同时，DC-DC变换器还用于数据中心、军事装备、医疗设备等许多领域，以提供稳定、高效的电源供应。
最后，DC-DC变换器在未来的发展中有许多潜力。
一方面，随着新能源技术的发展，如太阳能电池板和燃料电池等，DC-DC变换器将在能源收集和存储中起到重要作用。
另一方面，随着微电子技术的进步，DC-DC变换器将不断致力于提高效率、减小尺寸和降低成本。
此外，为了满足高频和高密度的需求，将使用高效、小型、轻量级的DC-DC变换器，以适应新的应用场景。
未来的DC-DC变换器还将注重可靠性和安全性，提高抗干扰能力和可调节范围。
DC-DC变换器主要技术的发展综述
DC-DC 变换器主要技术的发展综述王学梅，张波, 丘东元（华南理工大学电力学院，广东省 广州市 510640）Review on the Development of DC-DC ConvertersWang Xuemei Zhang Bo Qiu DongyuanSouth China University of Technology, Guangzhou ， 510640， China摘要:近二十年来，随着功率开关器件的发展，DC-DC 变换器的拓扑和变换技术取得了很大的成就.本文对DC-DC 变换器中的主要技术软开关、同步整流、移相PWM 技术和多电平技术的发展与现状进行了综述，并讨论了变换器未来的发展趋势。
关键词:PWM 软开关 同步整流 多电平Abstract DC —DC converters topologies and techniques have made a great achievement along with the power devicesdevelopment in the recent twenty years 。
This paper reviews the main techniques of DC —DC converters ， which are soft switching technique, synchronous rectification ， shift —phase PWM and multi —level technique. At last ， the trends and future of the DC-DC converters have been discussed 。
Keywords Soft switching ， Synchronous rectification ， Shift-phase PWM ， Multi-level1 引言DC —DC 变换器是将不可调的直流电压转变为可调或固定直流电压，是一个用开关调节方式控制电能的变换电路，这种技术被广泛应用于各种开关电源、直流调速、燃料电池、太阳能供电和分布式电源系统中。
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《现代电力电子技术》林渭勋 机械工业出版社 《现代交流调速技术》 胡崇岳 机械工业出版社 《开关电源的原理与设计》 张占松 蔡宣三 电子工
开关电源三大拓扑之Boost电源中PFC电路是如何演变而来的
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上一集讲了Buck拓扑基础知识，相信都懂了吧，下面到电源三大拓扑中的Boost了，Boost在英文里是提高的意思，从字面就可看出，Boost拓扑就是升压，Boost电路的输出一定是大于输入的。
说得无益，直接上图，先来认识一下Boost拓扑结构。
很容易看出，电感连接到输入电压位置，这是判断Boost拓扑的简单方法。
下面是一个集成芯片组成的的一个升压电路，很容易识别出这就是Boost 拓扑构成的。
先熟悉一下Boost电路输出电压公式：CCM工作模式时，Vout = Vin/（1-D），D为占空比
从公式就可看出输出电压一定比输入电压大。
Boost的原理其实也不复杂，要分析原理还得是要看波形图。
1）MOS管Q1导通，电感一端被接地，输入电压对电感充电。
2）电感两端 = 输入电压
3）电感电流线性上升（电感电流不能突变）
4）MOS管关断，电感电压反向（懂Buck一定知道为何了）
5）电感通过二极管向负载供电
周而复始。
在开关电源中，Boost 拓扑是很常见的，用得最多的地方可能就是PFC（功率因素矫正），下面就是个实际应用是的PFC电路
从公式Vout = Vin/（1-D）可以看出随着占空比 D 的增大，输出电压也增大，那如果1-D --> 0，输出电压是否就可以无限大呢。
答案是否定的，由于MOS管的非理想性、杂散电容的影响、及电感电容等各种损耗的关系，输出电压随占空比的上升到一定的值会下跌，最惨的情况会跌倒零。
如图所示。
通常占空比做到0.5左右基本差不多了。
到0.75已经是极限了。