开关电源中的新技术
开关电源能效标准及新技术
一、开关电源能效标准 二、开关电源新技术介绍 ●PSR产品应用案例 ●高PF 单级AC-DC应用案例 三、控制IC介绍【晶门科技】
一 电源能效标准----欧洲EUP
电源能效标准-欧洲EUP
电源能效标准—欧洲EUP
电源能效标准-美国能源之星
电源能效标准-美国能源之星
二、电源新技术-PSR案例
PSR电路特点
• 电源反馈控制在初级侧（源边），取消次 级反馈的基准、光藕等器件 • 恒压、恒流精度优于5% • 取消初级-次级Y电容 • 外围简单，成本低 • 满足最新五级能效标准
二电源新技术-高PF单级转换案例
高PF单级Leabharlann 换电路特点• 高PF值 典型0.95 ---利于载波通讯 • 取消输入端高压电解，解决电源寿命短板 ---利于提高电源寿命 • 效率高 大于80% ---减少发热，节能降耗 • 具软启动、过温保护、输出开路保护功能
PF-EFF 实测数据
同步整流技术
同步整流技术介绍开关电源的同步整流技术同步整流技术简介1概述近年来，为了适应微处理器的发展，模块化电源的发展呈现出两个明显的发展趋势：低电压和快速动态响应。
在过去的10年里，模块化电源极大地改善了分布式电源系统的外观。
即使在安装成本敏感的设备（如线路卡和单板）时，模块电源也提供了一个有吸引力的解决方案。
然而，高速处理器不断降低的工作电压需要一种新的电压方案来适应未来，特别是考虑到肖特级二极管整流模块的效率不能令人满意。
同步整流电路应运而生，以满足低压输出的要求。
由于普通肖特基二极管的正向压降大于0.3V，因此在低电压输出时，模块的效率不可能很高。
一些数据表明，使用肖特基二极管的隔离直流模块电源的效率可以根据以下公式估算：voutvout(0.1voutvcuvf)0.1vout——一次侧和控制电路的损耗vcu―印制板的线路损耗VF-整流器传导压降损失我们假设采用0.4v的肖特基整流二极管，印制板的线路损耗为0.1v，则1.8v的模块最大的估算效率为72%。
这意味着28%的能量被模块内部损耗了。
其中由于二极管导通压降造成的损耗占了约15%。
随着半导体工艺的发展，低压功率mos管的的有着越来越小的通态电阻，越来越低的开关损耗，现在ir公司最新的技术可以制作30v/2.5mω的mos管，在电流为15a时，导通压降为0.0375，比采用肖特基二极管低了一个数量级。
所以近年来对同步整流电路的研究已经引起了人们的极大关注。
在中大功率低压输出的dc-dc变换器的产品开发中，采用低压功率mosfet替代肖特基二极管的方案得到了广泛的认同。
今天，采用同步整流技术的on-board模块已经广泛应用于通讯的所有领域。
2同步整流电路的工作原理介绍开关电源的同步整流技术图1同步整流正激电路原理图（无复位绕组）同步整流电路与普通整流电路的区别在于它采用了mos管代替二极管，而mos管是它驱的开关器件，必须采用一定的方式控制mos管的开关。
电源工程师B卷答案(通用部分)
电源工程师电源工程师岗位培训试题岗位培训试题岗位培训试题（（B 卷）（通用知识部分通用知识部分 共共50分） 题 序一 二 三 总分 计分人 复核人 得 分一、诚信判断题诚信判断题（（共10分）二、判断题判断题（（每小题1分，共20分。
请在括号里正确的填确的填√√，错误的填错误的填××）1. 三端稳压电源用于大部分板载电源的场合，在这种场合成本和易用性是它的优势。
√2. 在正激式开关电源电路中，续流二极管的作用就是由于电感上的电流不能突变，电感电流就通过该二极管继续供给。
√√3. KA(UC)3844B 控制芯片，是电压型PWM 控制IC 。
╳4. 在仪器或设备中出现EMI 干扰应采用合理布局、机壳正确的接地处理，出现FRI 干扰应采用滤波处理。
╳5. 正激式变压器的第三个绕组称为钳位绕组，它主要是在晶体管截至时，使高频变压器的磁通复位。
√√6. 正激式变压器由两个作用，第一、实现输入和输出之间的电隔离；第二、升高或降低经脉宽调制以后的交流输入电压幅值。
√√7. 磁性元器件的设计是一个优秀的开关电源设计的关键。
√√8. 在电源的输入电路中，浪涌抑制部分要放在EMI 前，整流和滤波电容后，这样效果更好。
╳9. 不管是正激式开关方式还是反激式工作方式的电源中，制作变压器都要开一定的气隙以防止变压器饱和。
╳10. 推挽式变换电路实际上是由两个正激式变换器电路组成，只是它们工作时相位相反。
√√11. 铁氧体性能参数是由其本身的材料和体积决定的，因此在任意温度下其饱和磁通密度都是固定不变的。
╳12. 直流滤波扼流圈安装在开关电源的输出侧，以进一步抑制开关电源输出的电压和电流的纹波。
√√13. 流过直流滤波电感的电流是在一个直流电流上叠加了小的交流分量的电流。
√√14. 过电压保护的目的是防止控制电路出现故障时，输出电流过高烧坏元器件。
╳15. 为了减少滤波电容的等效串联电阻，经常会把多个电容串联使用。
《开关电源技术》PPT课件
CR
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t
O
uVD
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a)
b)
图5-2 硬开关电路及波形
a）电路图 b）理想化波形
（显示放大图）
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5－31.2 零电压开关与零电流开关
❖ 零电压开通和零电流关断要靠电路中的谐振来实现。
❖ 零电压关断：与开关并联的电容能使开关关断后电 压上升延缓，从而降低关断损耗，有时称这种关断 过程为零电压关断。
❖ 软开关： – 在电路中增加了小电感、电容等谐振元件，在开关过程前后 引入谐振，使开关条件得以改善。 – 降低开关损耗和开关噪声。 – 软开关有时也被成为谐振开关。
❖ 工作原理： – 软开关电路中S关断后Lr与Cr间发生谐振，电路中电压和电流 的波形类似于正弦半波。谐振减缓了开关过程中电压、电流 的变化，而且使S两端的电压在其开通前就降为零。
a）基本开关单元 b）降压斩波器中的基本开关单元
c）升压斩波器中的基本开关单元 d）升降压斩波器中的基 本开关单元
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5－3.2 软开关电路的分类
1． 准谐振电路 ❖ 准谐振电路中电压或电流的波形为正弦半波，因此称之为准谐振。 ❖ 为最早出现的软开关电路，可以分为：
– 零电压开关准谐振电路(Zero-Voltage-Switching Quasi-Resonant Converter—ZVS QRC）；
– 零电压开关多谐振电路(Zero-Voltage-Switching Multi-Resonant Converter—ZVS MRC）；
– 用于逆变器的谐振直流环节(Resonant DC Link）。
特点：
– 谐振电压峰值很高，要求器件耐压必须提高；
开关电源的工作原理及技术趋势
2021.11科技论坛开关电源的工作原理及技术趋势赵利华(四川长虹电子控股集团有限公司，四川绵阳，621000)摘要：在家用电器、电子设备的应用实践中，电源是不可缺少的部分，而且其性能的优劣会对家用电器、电子设备的技术指标以及使用安全性造成显著的影响，所以明确电源的具体价值和要求，对电源利用做分析与讨论有突出的现实意义。
关键词：开关电源；工作原理；技术趋势Working principle and technical trend of switching power supplyZhao Lihua(Sichuan Changhong Electronic Holding Group Co.,LTD.,Mianyang Sichuan,621000) Abstract：In the application practice of household appliances and electronic equipment,the power supply is an indispensable part,and its performance will have a significant impact on the technical indicators and use safety of household appliances and electronic equipment,so the specific power supply is clear Values and requirements,analysis and discussion of power utilization have outstanding practical significance.Keywords:switching power supply;working principle;technology trend1开关电源要明确开关电源的工作原理和技术趋势,必须要对开关电源有清楚的认知。
陈为-开关电源高频磁集成技术
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Cuk电路电感的磁集成
N1
+ v1 vi v2 vo +
Vc
N2
-
v1
vi vo
v2 vi vo ∵ Vc=Vi+Vo ∵ v1=v2 ∴ ϕ1=ϕ2 if N1=N2
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磁集成Cuk电路的纹波减小与零纹波条件
L1 v1 M L2 v2
i1
i2
-
+
v1
v1=v2 vi vo
By: Cuk, Slobodan M. US 4257087 Date: March 17, 1981
i1
Φ1
Vo
Φc
Φ2
i2
Np Np
Np
Np
Np
ΦC=Φ2-Φ1
ΦC=Φ2+Φ1
☺ Less ΔB in central leg ☺ Reversely coupled of L ☺ BDC canceled in outside legs ☺ Larger Lm of TX ☺ Less leakage of TX BDC exists in central leg Longer Pri. winding wire L is limited by TX turn-ratio
D = εE
B = μH J = γE
B = μH J = γE
Ampere’s Law: 线圈上的激磁电流安匝 Ampere’s Law: 线圈上的激磁电流安匝 Faraday’s Law: 线圈上的感应电动势 Faraday’s Law: 线圈上的感应电动势
磁芯内的磁动势，磁场强度 磁芯内的磁动势，磁场强度 磁芯内的磁通量，磁通密度 磁芯内的磁通量，磁通密度
开关电源的设计毕业论文
开关电源的设计毕业论文开关电源的设计一、引言开关电源是现代电子设备中常用的电源供应方式之一，其具有高效率、小体积和稳定性好等优点，在各个领域得到广泛应用。
本文将探讨开关电源的设计方法和关键技术，以及其在毕业论文中的应用。
二、开关电源的基本原理开关电源的基本原理是利用开关管（MOSFET）的开关特性，通过周期性开关和关闭来调整输入电压，从而实现对输出电压的稳定控制。
其主要由输入滤波电路、整流电路、功率变换电路、输出滤波电路和控制电路等组成。
三、开关电源设计的关键技术1. 开关管的选型开关管是开关电源中最关键的元件之一，其性能直接影响到整个电源的效率和稳定性。
在选型时需要考虑开关管的导通电阻、开关速度和耐压能力等因素，以满足设计要求。
2. 控制电路的设计控制电路是开关电源中的核心部分，其主要功能是对开关管的开关频率和占空比进行控制。
常用的控制方法有脉宽调制（PWM）和频率调制（FM）等。
在设计过程中需要考虑控制电路的稳定性和抗干扰能力。
3. 输出滤波电路的设计输出滤波电路主要用于滤除开关电源输出端的高频噪声和纹波，以保证输出电压的稳定性和纹波系数的要求。
常用的滤波电路包括LC滤波电路和Pi型滤波电路等，设计时需要根据具体应用场景选择合适的滤波电路结构。
四、开关电源在毕业论文中的应用开关电源在毕业论文中的应用非常广泛，可以用于各种电子设备的电源供应，如无线通信设备、嵌入式系统和工业自动化设备等。
在毕业论文中，可以通过对开关电源的设计和优化，提高电源的效率和稳定性，从而为论文的研究成果提供可靠的电源支持。
五、开关电源设计的挑战和发展趋势开关电源设计面临着一些挑战，如电磁干扰、温升和成本等问题。
为了应对这些挑战，研究人员正在不断提出新的设计方法和技术，如谐振开关电源、多电平开关电源和混合开关电源等。
未来，开关电源设计将更加注重节能、高效和可靠性，以满足不断发展的电子设备需求。
六、结论开关电源是一种高效、小体积和稳定性好的电源供应方式，在毕业论文中具有重要的应用价值。
开关电源并联运行及其均流技术
图7 主从均流法
采用这种均流法，精度很高，控制结构简单，模块间联线复杂。缺点是一旦主模块出现故障，整个系统将完全瘫痪，宽带电压回路容易产生噪声干扰。使用中主、从模块间的联线应尽量短。
3.2.4 其他均流方法
基于三种控制结构和三种母线连接方式，可以设计出其他均流方法。图8为双环调整和平均配置相结合的均流方法文献。这种控制方式降低了电压环和均流环相互之间的影响，设计灵活，是权衡环外调整和环内调整优缺点的折中方案。此外，热应力自动均流法是按照每个模块的温度来实现均流，使温度高的模块减小输出电流，温度低的模块增加电流。外部控制器法是外加一个均流控制器，比较各模块的电流信号，并据此补偿相应的反馈信号以均衡电流。该法需要附加控制器且联线较多[1]。
图4 三种控制结构
均流母线连接方式指如何从所有的模块中获取公共电流参考信号，表明了模块间的主从关系。图5显示了三种均流母线的连接：自主配置、平均配置和指定配置。自主配置（图5a）中，各个模块和母线之间通过二极管连接，只有具备最大电流的模块对应的二极管才能导通，均流母线上代表的是最大电流信号;平均配置（图5b）中，各个模块和母线之间通过参数完全一致的电阻连接，均流母线上代表的是平均电流;指定配置（图5c）中，只有人为指定的模块直接连接均流母线,成为主模块。
图 8 双环并行调整的均流方法
4 总结
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开关电源中的几项最新技术
BUCK模式的PFC-IC
ICC控制方式的DC-DC
控制功率MOS源极的反激变换器
李龙文
2010.7.10-上海
BUCK模式的PFC
1, 有高达97%的低端输入电压时的转换效率。
2, 有较低的主功率MOS的电压应力(330V)。
3, 让后面DC-DC的输入电压降到100V以下。
TI公司的BUCK模式的PFC控制IC
UCC29910
主要优点如下：
1，主开关为BUCK模式开关，使转换效率提高。
2，工作频率设定在100KHZ，将EMI的范围远离
150KHZ以上的范围。
3，输出纹波和噪声降低。
4, 极大地改善110VAC输入时的效率,达到97%，BOOST模式此时只有94%。
UCC29910的工作原理
主开关工作波形如下
实测波形如下
用UCC29910设计的简化电路
介绍完整周期控制技术(ICC)
1.ICC 即Intergel Cycle Control Technique。
2.实现软开关(ZVS)的半桥拓扑。
3.实现96%以上的转换效率。
4.齐全的保护功能。
5.极低的空载损耗。
用UCC29900设计的ICC电路
主要优点如下：
1.输入电流峰值减半。
输出电流纹波减半。
2.EMI的强度减半，容易处理。
3.转换效率进一步提升，>96%。
4.电感的感量减半。
体积缩小。
5.输出高压电容容量减半。
除非有保持时间的要求。
UCC29900的半桥电路工作波形
用UCC29900的同步整流电路
用UCC29900的过流保护电路
UCC29910和UCC29900组合的最优秀
的AC-DC 适配器电路
T1a T1b 10K
T1c
103
4148414810K
10K
4148
104
4K
4148
10R
10R
4K
1nF
10K
5350T
10K
10K
IB045AS
106
106
228476
100R 160R
4148
104
1K 4148
22610K
100R
5350T
4148
474
10K
10K
10K
471
0.1R
10K
PC123
500K
473
Si71784148
Si7178
Si7178
106
4148
IRFB3077
228106
UCC27200
104106
4148
1R
10K
IRFB3077
104
10K
IRFB3077
IRFB3077
控制功率MOS源极的反激变换器
主要优点
1, 消除了外部电流检测电阻的功耗.
2, 极低的空载功耗.
3, 提升了低段AC电压输入时的转换效率. 4, 更加快速的故障保护,从而更加可靠.
二次侧优秀的同步整流控制IC-NCP4303 主要优点：
1.适合LLC谐振半桥的ZVS式同步整流。
2.适合CCM反激变换器的同步整流。
3.适合DCM和QR反激变换器的同步整流。
4.适合全桥的ZVS式同步整流。
LLC谐振半桥的同步整流电路
DCM和QR反激变换器的同步整流
CCM反激变换器的同步整流。