单零点单极点电路,穿越频率和转折频率,正激式变换器和反激式变换器,增益裕度和相位裕度
单端反激式变换器总结
单端反激式变换器总结一、引言单端反激式变换器是一种常见的电源电路，广泛应用于家用电器、通信设备、计算机等领域。
本文将对单端反激式变换器进行详细的总结。
二、单端反激式变换器原理1. 变换器结构单端反激式变换器由输入滤波电容、开关管、变压器和输出滤波电容等组成。
2. 工作原理当开关管导通时，输入电压施加在变压器的一侧，输出电压为零；当开关管截止时，变压器另一侧的磁场崩塌，产生高电压并输出到负载上。
通过控制开关管的导通和截止时间，可以实现输出稳定的直流电压。
三、单端反激式变换器特点1. 简单可靠单端反激式变换器结构简单，易于实现，并且具有较高的可靠性。
2. 输出稳定性好通过控制开关管的导通和截止时间，可以实现输出稳定的直流电压。
3. 效率高由于没有二次侧谐振环节，在工作频率较低时具有较高的效率。
4. 适用范围广单端反激式变换器适用于各种负载类型，具有广泛的应用领域。
四、单端反激式变换器设计要点1. 选取合适的变压器变压器是单端反激式变换器中最重要的元件之一，需要根据输入电压、输出电压和负载等参数来选择合适的变压器。
2. 控制开关管的导通和截止时间通过控制开关管的导通和截止时间，可以实现输出稳定的直流电压。
需要根据具体情况来确定导通和截止时间。
3. 合理设计滤波电容滤波电容对输出稳定性有很大影响，需要根据负载情况来合理设计滤波电容。
五、单端反激式变换器应用案例1. 家用电器单端反激式变换器广泛应用于家用电器中，如空调、冰箱、洗衣机等。
2. 通信设备单端反激式变换器在通信设备中也有应用，如交换机、路由器等。
3. 计算机单端反激式变换器还被广泛应用于计算机领域，如电源模块、显示器等。
六、总结单端反激式变换器是一种简单可靠、输出稳定性好、效率高、适用范围广的电源电路。
在家用电器、通信设备、计算机等领域有着广泛的应用。
在设计单端反激式变换器时需要注意选择合适的变压器、控制开关管的导通和截止时间以及合理设计滤波电容等要点。
单端反激式变换器总结
单端反激式变换器总结一、什么是单端反激式变换器单端反激式变换器是一种常见的功率电子转换器，用于将直流电源转换为交流电源。
它由一个开关管、一个变压器和一个输出滤波电容组成。
单端反激式变换器的特点是具有简单的电路结构、低成本、高效率等优势。
二、单端反激式变换器原理单端反激式变换器的工作原理如下：1.开关管导通：当开关管导通时，直流电源通过变压器的一段输入，储存在变压器中。
2.开关管关断：当开关管关断时，变压器中储存的电能通过互感作用传递给输出负载。
3.输出滤波：通过输出滤波电容对输出信号进行滤波，得到所需的交流电源。
三、单端反激式变换器的优势和应用单端反激式变换器具有以下优势：1.低成本：由于电路结构简单，所需元器件较少，降低了制造成本。
2.高效率：在正常工作情况下，能量的传输效率较高，能够有效地转换电源。
3.功率密度高：相比其他转换器，单端反激式变换器具有更高的功率密度。
单端反激式变换器在电子设备中有广泛的应用，如电源适配器、电子变压器等。
四、单端反激式变换器的设计要点设计一个稳定工作的单端反激式变换器需要考虑以下要点：1.开关管的选取：选择合适的开关管能够提高整个电路的效率和可靠性。
2.变压器的设计：合理选择变压器的参数，以满足输出电压和电流的需求。
3.输出滤波电容的选取：根据负载的需求选择合适的输出滤波电容。
4.控制电路的设计：设计一个合适的控制电路，以确保开关管的正常工作。
五、单端反激式变换器的工作稳定性问题单端反激式变换器在工作过程中可能面临以下问题：1.开关管损坏：如果开关管不能正常导通或关断，会导致整个电路停止工作。
2.变压器失谐：如果变压器参数设计不合理，可能会导致变压器失谐，进而影响电路的工作稳定性。
3.输出电压波动：由于负载变化或其他因素，可能会导致输出电压出现波动，影响设备的正常工作。
为了解决这些问题，需要结合实际情况进行合理的电路设计和参数选择。
六、常见的单端反激式变换器故障及排除方法在实际应用中，常见的故障包括开关管损坏、变压器短路等。
高频电子线路重点公式总结
； ∆ωm 为最大角频偏
m f 的单位是 rad Hz
k f 的单位是 V
调角波频偏的宽度
BW = 2(m + 1)F
BW = 2(∆fm + F )
∆fmax /时间间隔 f0
振荡频率 f0
振荡反馈系数
1 f0 ≈ f p = 2π LC F&= U&f /U&o = −C1 / C2
其中 C = C1C2 C1 + C2
电感三点式振荡器
振荡频率 f0
振荡反馈系数
f0 ≈ f p = 2π
1 (L1 + L2 + 2M )C
F&= U&f /U&o = −(L2 + M ) /(L1 + M )
其中α 0 (ϑ) 为直流分量分解系数；α1(ϑ) 为基波分量分解系数。
丙类倍频器
输出功率 Pon
Pon
=
1 2
I cnmU cnm
效率η n
ηn
=
Pon PDC
= 1 • I cnmU cnm 2 I V c0 CC
正弦波振荡器平衡的条件 ①相位平衡条件：φA+φF＝2nπ(n＝0,1,2,3,···) ②振幅平衡条件：AF＝1
多级单调谐放大器
各级电压增益相同，即 A u1 = Au2 = Au3 = ⋅ ⋅ ⋅ = Aun
总电压增益为： A u = Au1 Au2 Au3 ⋅ ⋅ ⋅ Aun = ( Au1 ) n
总通频带为： BW0.7 =
1
2n
−1•
f0
（
f0 为单级单调谐放大器的通频带）
Qe Qe
丙类谐振功率放大器
正激变换器
Dm in
N1 N2
Uo U dm a x
0.33
Rm a x
Uo Io min
50
设计方法*
电感电流连续： L 1 (1 D)RT
2
极限状态满足要求：
L
1 2
(1
Dmin)RmaxT
L 0.00017H 0.17mH
与Buck电路类似，电感最大峰值电流、最大有效值电流为：
I Lpkmax
正激变换器（Forward Converter）
电感电流连续模式（CCM）下工作参数分析
稳态工作时电感伏秒平衡，有：
( N2 N1
Ud
Uo )DT
Uo (1
D)T
0
Uo
D
N2 N1
Ud
上式表明：正激DC-DC变换电路的输出电压平均值和Buck
电路一样与D成正比，不同的是还与匝数有关。
为避免变压器饱和，每个开关周期内磁路必须复位，即
Io
其中：Iin为输入平均电流（直流电流），Io为输出直流电流，
D为占空比 ，Ud为输入直流电压，Uo 为输出直流电压
正激电路电感电流连续的临界条件
输出电流大于临界连续时电感平均电流，有： 1 1 (1 D)T
R 2L
即： L 1 (1 D)R
2f
——LC滤波器设计约束条件之一
正激变换器（Forward Converter）
CCM状态下主电路主要参数关系
电感 电感电流连续条件： L 1 (1 D)RT
2
电感电流有效值： ILrms Io
电感电流峰值： I Lpk
Io
1 2
I Lpp
电感电流脉动峰峰值：
电容
BUCK环路设计
uC (t1) = 2tat1
(1)
VOSC
T
uC (t2 ) = 2tt2b
(2)
VOSC
T
uC (t1) + uC (t2 ) = tat1 + tt2b
(3)
2VOSC
T
tat1 + tt2b = tON
(4)
uC
(t1
)
+ 2
uC
(t2
)
=
uC
(tab
)
，为该周期内误差信号的平均值，
tON = VIN
图 1 Buck 调节器的三个基本模块 为设置系统的增益和带宽，要写出系统的开环传递函数，根据电路功能，我们划分出 3 块，如图 1，第一块包括 PWM 比较器到控制 MOSFET 输出，第二块是 LC 低通滤波器，根 据输出电压，电流规范选定元器件之后，被动元件引起的相位滞后已经形成，第三块是 根据以上两部分的传递函数，设计补偿电路，改变系统的增益和带宽，使系统有理想的 相位裕度和带宽，达到系统稳定的要求。
但如果没有电压的下调电压，总体瞬态漂移则为 2 ΔV 。
根据以上的设计原则，补偿部分的设计步骤是：把系统的性能指标和技术要求转化为开 环传递函数的波特图；根据开环传递函数的波特图和控制器，LC 滤波网络的波特图绘制 补偿网络的波特图；基于补偿网络的波特图，选择合适的补偿网络进行参数设计。
3.1 三个频段分析
在定性的分析系统性能时，可以将波特图大致分为低，中，高三个频段。
1）低频段 开环传递函数频率特性低频段的形状直接反映系统包含的积分环节的个数和直流增益 的大小，因此它主要影响系统的稳态性能。对于开关调节系统，理想的低频特性是直流 增益无限大。以-20DB 的斜率下降。
开关电源题库及答案(中级+高级)
开关电源题库及答案（中级+高级）开关电源题库（中级）一、填空题1通信用智能高频开关电源一般包含交流配曳、直流配电一整流模块以及监控单元等四个组成部分。
2、高频开关电源的滤波电路一般由输△滤波、工频滤波、输出滤波以及防辐射干扰等四个基本电路组成。
3、高频开关电源具有可靠、邈定.、智能化、效率高以及动态性能好等特点。
4、整流模块限流的目的是保护螫送和保护蓄电池。
5、通信电源检测直流负载电流常见的有分流器与霍尔器件两种方式。
6、维护规程中电源设备故障的基本定义是：1、电源设备无法供给通信设备所要求的标称电源，2、电源设备所供给的电源指标达不到通信设备的要求。
7、通信设备的直流供电系统中，蓄电池组和开关电源避墓运行时起到荷电备用和平滑滤波的作用8、通信电源系统中使用的防雷器件一般常见的是谯敏曳匿与—气体放电管一9、某通信电源配置4个50A整流模块分别输出电流为21A,22A,19A,18A o 该电源的不均流度为_4%o10、通信局（站）的基础电源分为交流基础电源和砒电源两大类。
I1电源系统输入功率因数是输入有功功率与输入视在功率之比。
12、直流供电方式在有交流电源时，整流器、蓄电池组并联浮充工作。
当交流电停电时,由蓄电池组、供电。
当交流电恢复时，实行恒压限流供电方式。
13、电源系统的可靠性指标用不可用度表征，不可用度表示为：⅛源系统故障时间与电源系统故障时间与正常供电时间之和的比。
14、开关电源系统的输出杂音衡量指标分：电话衡重杂音、峰峰值杂音，宽带杂音，离散频率杂音。
15、组合式电源系统，直流配电屏内直流压降不能超过500mV.16、通信电源维护主要要求是保证供电的可靠性。
因此要根据负载的重要程度来决定通信电源是否需要一地 _________________ 保护与负载下电功能。
17、联合接地是指:保护地、防雷地、工作地≡⅛合一。
18、电源设备的电磁干扰性主要分为传导干扰、谐波干扰两个方面。
19、联合接地系统由:接地体、接地引入线、接地汇集线、接地线四部分所组成。
(完整版)单端反激式开关电源的设计..
《电力电子技术》课程设计报告题目：单端反激式开关电源的设计学院：信息与控制工程学院一、课程设计目的（1）熟悉Power MosFET的使用；（2）熟悉磁性材料、磁性元件及其在电力电子电路中的使用；（3）增强设计、制作和调试电力电子电路的能力；二、课程设计的要求与内容本课程设计要求根据所提供的元器件设计并制作一个小功率的反激式开关电源。
我设计的是一个输入190V，输出9V/1.1A的反激式开关电源，要求画出必要的设计电路图，进行必要的电路参数计算,完成电路的焊接任务。
有条件的可以用protel99 SE进行PCB电路板的印制。
三、设计原理1、开关型稳压电源的电路结构（1）按驱动方式分，有自激式和他激式。
（2）按DC/DC变换器的工作方式分：①单端正激式和反激式、推挽式、半桥式、全桥式等；②降压型、升压型和升降压型等。
（3）按电路组成分，有谐振型和非谐振型。
（4）按控制方式分：①脉冲宽度调制(PWM)式；②脉冲频率调制(PFM)式；③PWM与PFM混合式。
DC/DC变换器用于开关电源时，很多情况下要求输入与输出间进行电隔离。
这时必须采用变压器进行隔离，称为隔离变换器。
这类变换器把直流电压或电流变换为高频方波电压或电流，经变压器升压或降压后，再经整流平滑滤波变为直流电压或电流。
因此，这类变换器又称为逆变整流型变换器。
DC/DC变换器有5种基本类型：单端正激式、单端反激式、推挽式、半桥式和全桥式转换器。
下面重点分析隔离式单端反激转换电路，电路结构图如图1所示。
图1 电路结构图电路工作过程如下：当M1导通时，它在变压器初级电感线圈中存储能量，与变压器次级相连的二极管VD处于反偏压状态，所以二极管VD截止，在变压器次级无电流流过，即没有能量传递给负载；当M1截止时，变压器次级电感线圈中的电压极性反转，使VD导通，给输出电容C充电，同时负载R上也有电流I 流过。
M1导通与截止的等效拓扑如图2所示。
图2 M1导通与截止的等效拓扑2、反激变换器工作原理基本反激变换器如图3所示。
基于Cadence的电路频响分析及仿真
实验二基于Cadence的电路频响分析及仿真实验目的：进一步熟悉Cadence Virtuoso软件的基本操作步骤，掌握频率响应的基本计算和仿真分析方法，理解系统设计中零极点与频响特性关系。
实验内容：1.基本RC电路频响分析和仿真2.两级RC频响特性仿真3.单级运放频响计算和分析实验环境：PC、Vmware虚拟机7.1.1、Cadence虚拟机版免安装程序、纸和笔预备知识：1. Cadence Virtuoso基本操作步骤2. 系统传递函数、零极点概念3. 单位增益带宽、相位裕度实验步骤：1. 基本RC电路频响分析和仿真1）。
单极点传输函数——RC 低通电路如图1所示为单极点系统——RC 低通电路，其中阻值为1k，电容为1p，传输函数为：计算极点p0=1/（2πRC）= ______Hz，通过仿真获得频响结果并记录:(1) -3db 带宽点，即截止频率点的相位为__-44.6605__(2) 频率趋向无限大时的相位为_____(3) 在-20db、-40db、-60db、-80db时的频率值分别为多少1.5890G 16.001G 160.686G图1 RC低通电路仿真图例2）。
单极点单零点系统——CR 高通电路如图2所示为单零点系统——CR 高通电路，其中阻值为1k，电容为1p，传输函数为：H(s)=RCs/(1+RCs)，计算单极点p0=1/（2πRC）= ______Hz，单零点为Z0=______通过仿真获得频响结果并记录:(1) -3db 带宽点，即截止频率点的相位为_____(2) 频率从0趋向无限大时，相位变化为_____(3) 在-20db、-40db、-60db、-80db时的频率值分别为多少图2 CR高通电路仿真图例3）。
两阶RC 系统如图3所示为两阶RC系统，相当于一个两级放大器的电容电阻负载图，通过AC仿真获得该电路的频响曲线并记录。
图3 两阶RC系统仿真图例2.单级运放零极点分析如图4,所示，电路参数为VDD=5V（vdc）Vin:dc=1.5V,ac magnitude=1V(vsin)M0: w/l=20u/1u(nmos4)Rd=10K(res)Rs=100K(res)Cc=1pF(cap)CL=2pF(cap)其中，mos管选用CSMC05MS库的nmos4，其他器件都在analogLib中。
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1 单零点微分器
单零点微分电路实际应当是单零点单极点电路；相位滞后90度，不是超前90度
2穿越频率和转折频率
穿越频率为增益为1或0dB处的频率，转转频率为-3dB处的频率，或者是增益降低一半处的频率；
如果说穿越频率向低频处靠，那么可以提高系统的稳定性，但是系统动态响应变差（就是快速的跟随性能变差）。
如果穿越频率向转折频率处靠，性能快速跟随性能会变好，但是系统的稳定性会变差。
所以在确定穿越频率时候我们需要选择一个折中的方案。
经验表示穿越频率选择标准是为1/10的转折频率比较适合。
选择一个合适的穿越频率的意义是：要求系统稳定而又快速。
系统是即可以满足系统的稳定性，又能兼容系统的快速跟随性能。
3正激式变换器和反激式变换器
正激式变换器是变压器同相，开关导通时，二极管正偏导通供电，反激式变换器是变压器反相，开关断开时，二极管正偏导通供电。
在正激电路中,变压器只传递能量,储能元件是副边整流后的电感.而反激电路的变压器事实上是个耦合电感,既传递能量同时又储能元件。
正激变换器原理与BUCK电路原理基本相同，也就是在功率开关和LC滤波器之间加了个变压器来提升或降低输入电压。
义上的变压器作用。
当开关关断时，唯一存储能量的是变压器的漏感。
这是为什么MOSFET的漏极电压高于输入电压，并且能够使磁芯复位的原因。
4增益裕度和相位裕度
幅值裕度或增益裕度为是相角穿越频率处的幅值分贝值与0dB线之间的差值（用分贝标示）
相位裕度是增益穿越频率处的相角与-180度线之间的差值
相位裕度可以看作是系统进入不稳定状态之前可以增加的相位变化，相位裕度越大，系统越稳定，但同时时间响应速度减慢了，因此必须要有一个比较合适的相位裕度。
相位裕度（phase margin，PM）在电路设计中是非常重要的一个指标，主要用来衡量负反馈系统的稳定性，并能用来预测闭环系统阶跃响应的过冲。
首先定义使增益幅值等于1的频率点位“增益交点”（gain crossover point），设为频率点w1；使增益相位等于—180°的频率点位“相位交点”
（phase crossover point），设为频率点W2。
相位裕度的定义为：运算放大器增益的相位在增益交点频率时，与—180°相位的差值，表达式为
PM=∠Av(W1)－(－180°)= ∠Av(W1) +180°
式中的w1为运算放大器的增益交点频率。
经研究发现，相位裕度至少要45 ，最好是60 。