开关电源及其软开关技术复习提纲(合集)

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第一篇:开关电源及其软开关技术复习提纲

第一章

1.高频开关电源由哪几部分组成?(画出原理方框图加以说明)

输入滤波电器→整流滤波→逆变→输出整流滤波→控制电路、辅助电源、检测电路、保护控制电路

第二章

1.串联型线性稳压电源的工作原理,开关型稳压电源的工作原理以及两种电源的优缺点比较。

串联线性调整型稳压电源的基本工作原理:Vo=E-ILRW 开关型稳压电源的工作原理:EAB=ton/T×E

串联型线性稳压电源优点:稳定性好,输出纹波电压小,使用可靠。

缺点:1.体积大且笨重的工频变压器和滤波器。2.功耗大,效率低,需要大功率调整管。3.需要体积很大的散热器。

开关型稳压电源优:1功耗小,效率可达70%-95%。2可靠性、稳定性高。3重量轻,体积小;散热器体积小;不需要电源变压器;工作频率高,滤波电容电感数值小。4对电网输入的适应能力提高。2.TRC控制的方式和特点

方式:脉冲宽度调制方式、脉冲频率调制方式、混合调制方式。

脉冲宽度调制方式:开关周期恒定,通过改变脉冲宽度来改变占空比的方 式。

脉冲频率调制方式:导通脉冲宽度恒定,通过改变工作频率改变占空比。混合调制方式:导通脉冲宽度和开关工作频率均不固定的方式。3.PWM和PFM型TRC控制变换器型开关电源的工作原理的区别。

PWM开关电源稳压的基本原理:输出电压增大→反馈电路检测该值,与基准电压比较,放大→脉宽-转换电路转换成脉冲宽度的变化(使脉冲变窄,即占空比变小)→输出电压值下降→输出电压稳定。

输出电压减小→控制回路输出脉宽增大→输出电压增大→输出电压稳定 PFM开关电源稳压过程:输出电压上升→控制回路输出脉冲的工作周期增大(频率下降);输出电压下降→控制回路输出脉冲的工作周期减小。4.PWM型稳压电源的优缺点。

优点:

1、体积小,重量轻。

2、效率高

3、适应性强

4、可防止过电压的危害

5、输入交流突然停电时,输出电压保持时间长。

6、输出电压越低,输出电流越大。缺点:

1、电路复杂,元器件数量多。

2、输出纹波大

3、动态响应差。第三章

1.推挽、全桥、半桥电路的电路结构,工作原理,各自的特点。

推挽工作原理:①开关BG1和BG2交替导通,输入直流电压→高频方波交流电压。⑤当两个开关都关断时,VCE1和VCE2 均为E。电路的缺点:高频变压器利用率太低。

优点:

1、管子数目少。

2、驱动电路和过流保护电路简化、选择余地增大。全桥电路工作原理:①当BG1与BG2开通,截止晶体管(BG3、BG4)上的电压为输入电压E。

②当4个开关都关断时,同桥臂上的每个开关承受电压为E/2。优点:1管子选择方便。

2、适用于大功率输出。缺点:电路复杂,元器件多。

半桥电路工作原理:①当两个开关管BG1和BG2都截止时,电容C01,C02中点A的电压为E/2。

②当BG1导通时,C02充电,C01放电,中点A电位在BG1导通终了,将下降E/2-△E。

③当BG2导通,C01 充电,C02放电,中点A电位在BG2导通终了增至 E/2+△E。优点:

1、管子稳态时,承受最高电压低于输入电压E。

2、管子的数量只有全桥的一半。

3、不容易发生变压器的偏磁和直流磁饱和。

缺点:1高频变压器上的电压只有输入电源电压的一半。2电容充放电导致电压脉冲的顶部有倾斜,同时流过跟电路工作频率相同的充放电电流。2.单端反激电路的电路结构,工作原理,电路波形。

工作原理:

1、第一阶段(t0 , t1)。开关管导通→变压器T的初级线圈NP电流IP线性增加→在NP上产生感应电动势(上正下负)→在NS上产生感应电动势(上负下正)→二极管D反向截止,变压器初级线圈电感储存能量。

2、第二阶段(t1 , t2)。开关管截止→iP减小→NP磁通量变小→ NS上产生感应电动势(上正下负)→二极管D导通,给输出电容充电和负载供电。

3.单端正激电路的电路结构,工作原理,电路波形。

工作原理:

1、第一阶段(t0 , t1)。

1、开关Q导通后,NP线圈流

过电流iP。

2、NP线圈的产生感应电动势为上正下负,次级线圈NS感应电动势也是上正下负。

3、D2导通,D3截止,电感L的电流逐渐增长。

2、第二阶段(t1 , t2)。

1、开关Q截止,iP 趋于零,感应电动势反向。

2、D2截止,D3导通,电感L通过D3续流。

3、去磁线圈Nt感应电动势上负下正D1导通续流,使Nt上储存的能量通过D1回送到直流输入回路。起到去磁作用。

4.合闸浪涌电流的起因,危害,限制合闸浪涌电流的方法。

起因;电容输入式整流滤波电路在接通交流电压时,在合闸时,由于电容充电引起的。

危害:1.使开关接点溶接或使输入熔断器熔断。2.浪涌电流干扰相邻用电设备。3.多次反复的大电流冲击,导致整流器、电容性能劣化。方法:在输入整流回路内串入限流电阻。第四章

1.输入滤波电路的作用,三种输入滤波电路的工作原理。

其主要作用:抑制开关电源本身对交流电网的反干、扰抑制交流电源中的高频干扰串入开关电源。

原理:该电容对高频干扰阻抗很低,可将两线之间的干扰通过电容C消除,对工频信号阻抗很高,没有影响。图b,两个电容组成滤波设备。每根线上相同干扰可通过电容入地,滤除共模干扰。图c其中C1,C2滤除共模干扰(纵向),C3滤去常态干扰。使滤波措施全面有效

2.共模扼流线圈的工作原理。

共模扼流圈:L1,L2是绕在同一闭路磁环中的匝数相同,在同名端输入同向电流,产生相同磁通的线圈。

当流入方向相同的纵向噪声电流,两线圈产生的磁通是同方向的,电感呈现高阻抗,阻止共态噪声进入开关电源。同时也阻止开关电源内产生的噪声向公共电网扩散。

3.工频滤波电路的工作原理。

图中工频滤波器:

1、L1,C5,C6为共模滤波

2、其余电容和L2为常态滤波元件

3、C3为大容量电解电容,C4为无感电容。

C3等效电路:

1、电感L是由引线和构成电容的卷片形成。

2、R2为并联泄漏电阻,是介质材料电阻率的函数。

5.辐射干扰的种类,产生的原理,危害。

种类:静电干扰,噪音干扰。

原理:静电干扰—来自开关电源中的高压切换,导致开关管,散热器与机壳及机内引线之间的分布电容产生瞬变电压 噪音干扰—来自大的脉冲电流

危害:回路出现很大的短路电流,损坏管子,产生较大的噪声。6.各种防止辐射干扰的方法、措施。

1.采用肖特基或者快恢复二极管。减小反向恢复时间。

2.在输出端加多级滤波器,使流过二极管中的电流减少,减小恢复时间。3.在每个开关二极管两端并接RC网络改善其恢复特性

4.在二极管回路中串联电感L抑制二极管的反向恢复尖峰电流。简单的方法:串一个小磁环。第五章

1.控制电路的功能。

1.获得规定的输出电压值以及调节范围。2.实现输出电压的软启动。3.实现输入电压的软启动。4.远距离操作功能。5.程序供电功能。6.并联运行功能。

2.脉宽调制集成芯片的基本组成以及各部分的工作原理。

1、PWM信号产生电路:实现脉宽调制

2、功率电路的故障保护:使op1输出电平或很窄的PWM脉冲,从而起保护功能。

3、软启动:使op1输出很窄的PWM脉冲

4、干扰抑制:使S端状态变化不影响锁存器输出。

5、死区时间控制:设置死区时间

3.PWM信号产生的原理以及波形。

1、放大器输出直流误差电压VC加到比较器的反相输入端。

2、固定频率振荡器产生的锯齿波加到比较器的同相输入端比较器输出一方波信号。

3、此方波信号的占空比随误差信号VC变化而变化。实现脉宽调制。

4、分相电路由触发器Q及两个与门组成,将PWM信号分成两组信号。

5、触发器的时钟信号对应锯齿波 的下降沿。

6、产生PWM信号是集成PWM控制器的基本功能。

4.SG1525/ SG1527集成PWM控制器的组成以及各部分的功能。1.基准电源:作为内部电路的供电电源。2.振荡器:实现脉冲信号与外电路同步3.误差放大器4.PWM比较器及琐存器:能实现软启动功能。5.分相器:实现PWM脉冲分相。6.欠压琐定:封锁PWM脉冲7.输出级:输出级作为电流源:向负载提供电流。输出级作为电流汇:吸收负载电流。5.软启动电路的种类以及工作原理。

1、输入电网电压分段启动。在合闸时,先接入限流电阻R,将合闸浪涌电流制在设定范围,待输入电容充满后,将该电阻短接。

2、输出电压软启动。一般PWM低电压大电流稳压电源的输出滤波电容较大。输出电压突然建立形成很大的电容充电电流。

6.过流保护电路的形式、工作原理,特点。1.切断式保护

工作原理:检测电流信号→电流-电压转换电路→电压信号→经过比较电路进行比较。

特点:属于一次性动作,对保护电路中电流检测或电压比较电路要求低,容易实现。2.限流保护

工作原理:当负载电流达到设定值时,保护电路工作,使V/W电路输出脉宽变窄→稳压源输出电压下降→ 输出电流被限制在某设定范围以内。特点:抑制稳压电源启动时输出的浪涌电流。3.限流—切断式保护

工作原理:当负载达到某个设定值,保护电路动作,输出电压下降。负载电流被限制。如果负载继续增大至第二个设定值或输出电压下降到某个设定值,保护电路进一步动作,将电源切断。特点:分段保护。

7.过压保护电路的工作原理。

过压保护电路工作原理:当输出电压升高→达到稳压管击穿电压与触发电压之和→晶体管触发导通→输出过流→过流保护动作,切断电源输出。(图5-26(a))过压保护电路工作原理:过电压→晶体管导通→阳极输出低电平→V/W电路停振或整个控制电路停止工作,→使高压开关管截止。(图5-26(b))第六章

1.比较恒流驱动电路和比例电流驱动的特点。

恒流源驱动:高压开关管的正向基极驱动电流大致保持恒定数值,不随集电极电流的增减而相应地发生变化。

比例电流驱动电路:控制IB值,使晶体管在所有集电极电流下保持准饱和状态。2.反向驱动电路的工作原理,特点

无偏驱动电路:限制感应电动势在被驱动晶体管的基极开启电平以下 电容储能式驱动电路:工作原理:当变压器副边出现正脉冲压Vg,正向基极电流 IB1流过BG1的基极,使晶体管导通,电阻R1将电流IB1限制在额定值。

当副边电压Vg=0,充满电的电容C使BG2基极电阻R1、R2承受正向偏压,并使BG2导通,把BG1的基极接到负极性,提供反向基极电流IB2。特点:用一个脉冲变压器获得反偏

3.电压型驱动电路的种类以及各自的工作原理,特点。

种类:隔离型驱动电路(磁隔离和光隔离)和不隔离型驱动电路。原理P75—76

4、驱动电路作用:将控制电路的驱动脉冲放大到足以激励高压开关。第二章、第三章 软开关

1.硬开关的工作原理,存在的问题;软开关的,优点。硬开关:开通和关断时,电流和电压有交叠区,都会产生损耗。软开关优点:1.零电流开通 2.零电压开通3.零电流关断4.零电压关断 3.零电流谐振开关的工作原理、零电压谐振开关的工作原理。

零电流谐振开关的工作原理:S1开通前,Lr的电流为零;S1开通时,Lr限制S1中电流的上升率→实现S1的零电流开通。S1关断时,Lr和Cr谐振,Lr电流回零→实现S1的零电流关断。

零电压谐振开关的工作原理:S1导通时,Cr上的电压为零;S1关断时,Cr限制S1上电压的上升率→实现S1的零电压关断。S1开通时,Lr和Cr谐振,Cr电压回零→实现S1的零压开通。

4.零电流开关准谐振变换器(半波模式、全波模式)的工作原理,每个阶段的特点。

半波模式: S1由开关管Q1、二极管DQ1串联构成。

工作原理:DQ1使电流只能单向流动→Lr的电流只能单向流动。全波模式:S1由开关管Q1、二极管DQ1反并联构成。

工作原理:DQ1提供反向电流通路→Lr的电流双向流动→Lr,Cr自由谐振。5.零电压开关准谐振变换器(半波模式、全波模式)的工作原理,每个阶段的特点。

半波模式:S1由开关管Q1、二极管DQ1反并联构成。

工作原理: DQ1提供反向电流通路,S1可双向流过电流→Cr的电压被DQ1箝位为零→Cr的电压只能为正。

全波模式:S1由开关管Q1、二极管DQ1串联构成。

工作原理: DQ1使S1电流只能单向流动→Cr上的电压既可正,也可负→Lr,Cr自由谐振。

6.零电流开关准谐振变换器和零电压开关准谐振变换器的优缺点。

第二篇:BOOST软开关技术综述

BOOST软开关技术综述

O

引言

近二十年来电力电子技术得到了飞速的发展,已广泛应用到电力、冶金、化工、煤炭、通讯、家电等领域。多数电力电子装置通过整流器与电力网接口,经典的整流器是一个由二极管或晶闸管组成的非线性电路,它会在电网中产生大量电流谐波和无功功率,污染电网,成为电力公害。在20世纪80年代中后期,开关电源有源功率因数校正技术引起了国内外许多学者的重视,进行了许多专题研究并取得了大量成果。

有源功率因数校正技术在整流器与滤波电容之间增加一个DC/DC开关变换器。在各种单相PFC电路拓扑结构中,Boost升压型功率因数校正电路由于具有主电路结构简单,变换效率高,控制策略易实现等优点而得到广泛应用。高频化可以减小有源功率因数校正电路的体积、重量,提高电路的功率密度。为了使电路能够在高频下高效率地运行,有源功率因数校正电路的软开关技术成为重要的研究方向。

本文对单相Boost有源功率因数校正电路软开关技术进行了分类,并对每一类型的电路的拓扑结构、工作方式及工作特点做出了分析。

1.零电压开关(ZVS)PWM功率因数校正电路

ZVS工作方式是指利用谐振现象及有关器件的箝位作用,使开关变换器中开关管的电压在开启或关断过程中维持为零。

图1电路为ZVS功率因数校正电路,也称扩展周期准谐振功率因数校正电路。在辅助开关S1开通时,电感Lr抑制二极管Dr的反向恢复。电感Lr与电容Cf发生谐振至流过开关S1的电流降至输入电流大小。开关S2导通后,电感Lr与电容Cf再次谐振至流过开关S1的电流为O,电容Cr两端电压为Vo,使开关S1、开关S2实现ZV—ZCS关断。电路的不足之处是开关的电流应力比较大。

.零电压转换(ZVT)PWM功率因数校正电路

在ZVT工作方式中,谐振网络拓扑与主电路是并联的。零转换PWM功率因数校正电路的导通损耗和开关损耗很小,能实现零开关特性而不增大开关的电流或电压应力,适用于较高电压和大功率的变换器。

图2所示电路是传统的ZVT电路。电感Lr与主开关S1寄生电容谐振使其寄生二极管导通,开关S1实现ZVS开通;同时,电感Lr抑制了二极管D1的反向恢复,二极管D2为电感Lr中的能量提供释放回路。

此电路的优点在于主开关ZVS开通,二极管D1的反向恢复得到抑制,电路结构简单;不足之处是辅助开关硬开通。

图3所示是对传统ZVT电路的改进电路,其开关时序、丰开关的电压、电流波形与图2相同。改进之处是在电感回路中串接二极管D3消除升压二极管D1寄生电容与电感Lr寄生振荡;在二极管D2两端并接电容减小了开关S2的关断损耗,可以提高电路的效率。电路的不足之处是改进后电路的辅助开关仍为硬开通。

图4所示电路主开关S1为ZVS开通,其开通过程与上面两种电路稍有不同,当谐振电感Lsn2与电容Csnl与开关S1寄生电容谐振至开关S1两端电压为零时,开关S1开通;Csnl与Csn2可改善开关S1、S2的关断过程,减小关断损耗;电感Lsn2抑制了二极管D的反向恢复.二极管Db、Dc为电感Lsn2提供能量释放回路。

电路不足之处是辅助开关S2硬开通。

图5电路对图4所示电路进行了改进。如波形图所示,主开关S1开通前,其寄生二极管已经导通,开关S1实现ZVS开通;开关S1开通后,由于耦合电感的作用,促使流过Lx的电流迅速减小至接近零,辅助开关S2实现了ZCS关断;电容Cr减小了电路的关断损耗。

电路的不足之处是辅助开关S2硬开通,电路结构与工作方式比较复杂。

图6所示电路是对传统ZVT电路的又一改进电路。在主开关S1开通前,其寄生二极管已经导通,开关S1可实现ZVS开通;开关S1开通后,由于耦合电感的作用,流过辅助开关S2的电流迅速下降至接近零,开关S2被击穿二极管Ds钳制在一个很低的电压,开关S2实现ZCS关断。

电路的不足之处是辅助开关硬开通,电路的结构与工作方式比较复杂。

图7所示电路结构与以上的ZVT结构差别比较大。主开关S1关断后,二极管D开通,电容Cc通过耦合电感N2放电.开关S2寄生二极管开通实现了ZVS开通;开关S2关断后,开关S1寄生二极管开通实现了ZVS开通。同时,耦合电感N1抑制了二极管D的反向恢复,耦合电感N2则为N1中的能量提供了释放回路。

此电路的优点是两个开关均为ZVS开通,二极管D的反向恢复得到抑制,电路结构简单。不足之处在于两个开关均为硬开关关断,辅助开关S2的电压应力较大。

图8所示电路是一种新型ZVT有源功率因数校正电路。在辅助开关S2开通前,电容Cr两端电压为负,S2开通后,电感Lr与电容Cs、Cr发生谐振使主开关S1寄生二极管导通实现了ZVS开通;当流过开关S1的电流由负变正时,电感Lr与电容Cb、Cr谐振,二极管D5导通,开关S2实现ZV—ZCS关断。

电路优点在于主开关S1实现了ZVS开通,辅助开关S2实现了ZV.ZCS关断,二极管D1的反向恢复得到抑制,以上几点都可以显著提高电路效率。电路不足之处是辅助开关硬开通,主开关电流应力比较大。

图9所示电路结构与电路的工作方式比较特殊。主开关S1关断后,其寄生电容被恒流充电至输出电压Vo,为辅助开关S2提供ZV—ZCS关断,此时二极管D。及D4导通;开关S2关断后,电感L与开关S2寄生电容发生谐振至开关S2两端电压等于Vo,二极管D3导通;当流过电感L的电流减少至零时,电感L与开关S1、S2的寄生电容谐振,谐振结束时,开关S1和S2两端电压与流过两开关的电流均为零,开关S1和S2实现了ZV-ZCS开通。

此电路的优点是开关S1、S2实现ZV-ZCS开通,开关S1实现了ZVS关断,二极管的反向恢复得到抑制,开关电压电流应力较小,电路结构简单。不足之处是电感L始终有电流流过,导致电流中环流较大,会增大通态损耗。

.零电流开关(ZCS)PWM功率因数校正电路

ZCS工作方式是指利用谐振现象及有关器件的箝位作用,使开关变换器中开关管电流在开启或关断过程中维持为零。

从图10电路及波形图可以看出,主开关S1首先开通,通过开关S1的电流逐渐增加至输入电流值,此时二极管D1、D2关断,电容Cr反向充电至Vo;辅助开关S2开通后,电容Cr与Lr2谐振,当电容Cr两端电压降至零时,二极管D1导通,电容Cr与电感Lrl、Lr2谐振至开关S1、S2反并二极管开通,两开关实现ZCS关断。

此电路的优点在于开关S1、S2均实现了ZCS关断,两个二极管的反向恢复得到抑制;不足之处是两开关硬开通,电容Cr与电感Lr2电容Cr与电感Lr1、Lr2的谐振回路要通过输出端,会增大输出端的电压波动。

图11电路是对图10电路进行了改进,改进后的电路工作方式及波形与图10电路基本一致。图11的电路将二极管两端并联的电容改为与开关S2和电感Lr2并联,这样,谐振回路就不会包含输出端,不会引起输出端电压的波动。其不足之处仍在于两开关硬开关开通。

图12电路与以上两电路的最大区别在于实现了一个开关的ZVS开通。如波形图所示,主开关S1开通,感Ls抑制了二极管D的反向恢复,电感Ls与电容Cr谐振,开关S2反并二极管开通,为开关S2提供ZVS开通;电容Cc与电感Ls继续谐振,流过电容Cc的电流反向时,开关S1反并二极管开通,实现ZCS关断。

此电路的优点是主开关S1实现了ZCS关断,辅助开关S2实现了ZVS开通,因此,此电路又称为ZV-ZCS电路。电路的不足之处在于辅助开关S2的硬关断。

4.零电流转换(ZCT)PWM功率因数校正电路

图13电路为传统的零电流转换功率因数校正电路。如图13所示,辅助开关S2开通时,电容Cr与电感Lr谐振,主开关S1反并二极管导通,实现ZCS关断;开关S1反并二极管关断后,开关S2关断,二极管D1开通,为电感Lr提供能量释放回路。

此电路的优点是实现了主开关S1的ZCS关断,电路结构简单。不足之处是,辅助开关硬开关开通关断,二极管的反向恢复没有得到抑制,主开关电流应力较大。

图14电路对传统的ZCT—PWM功率因数校正电路进行了改进。如图14波形图所示,开关S2开通时,电容Cr、电感Lr谐振,流过二极管D1的电流逐渐减小到零,其反向恢复得到抑制;谐振电流换向后,开关S2反并二极管导通,实现ZCS关断;开关S2开通后,电容Cr与电感lr谐振,开关S1反并二极管导通,实现ZCS关断。

此电路的优点是实现了开关S1、S2的ZCS关断,二极管的反向恢复得到抑制;不足之处是辅助开关在一个开关周期有两次开关过程,电路工作方式中谐振较多,都会增大电路的损耗。

.有源箝位功率因数校正电路

在Boost

PFC变换器中,为了抑制二极管的反向恢复,在主开关和Boost二极管之间串联一个谐振电感可以有效地抑制二极管的反向恢复,但是当主开关关断时,谐振电感会在开关上产生很大的电压应力,为了保证电路的安全运行,需要有一个箝位电路来箝位电压。

在图15电路中,如波形图所示,主开关Sl关断后,两端电压逐渐上升至箝位电压Vo+Vcc;辅助开关S2寄生二极管开通,电感Lr与电容Cc谐振,开关S2实现ZCS开通;开关S2关断后,二极管Db开通,电感Lr与开关S1寄生电容谐振至开关S1寄生二极管开通,开关S1一实现ZVS开通。电路增加二极管Dc是为了消除二极管Db结电容与电感Lr的谐振。

电路的优点是实现了,主开关与辅助开关的zvs开通,二极管Db的反向恢复得到抑制;不足之处是开关S1、S2都是硬关断。

复合有源箝位功率因数校正电路对有源箝位功率因数校正电路的改进主要体现在电路拓扑和控制时序两个方面:将二极管D2放在箝位电路外以消除二极管D2结电容与电感Lr的寄生振荡;如图16所示时序可以保证开关S1、S2与二极管D2在任一时刻只有两个器件导通,另一个器件被箝位在Vo+Vcco主开关S1关断后,电感Lr与开关S2寄生电容谐振使寄生二极管导通实现ZVS开通;开关S2关断后,电感Lr与开关S1、S2寄生电容谐振使开关S1寄生二极管导通实现ZVS开通。

此电路的优点在于两个开关均实现了ZVS开通,二极管的反向恢复得到抑制,电路结构简单;不足之处是开关与二极管的电压应力较大。针对这一不足,提出了最小电压复合有源箝位电路,如图17所示,该电路将电感Lr与辅助开关S2位置进行了交换,开关时序不变,这样,开关S1、S2、二极管D2任两者导通时,另一个被箝位在Voo。该电路波形与复合有源箝位功率因数校正电路相似,具有它的优点。

6.带有无损吸收电路的功率因数校正电路

6.l

无源无损吸收电路

在软开关技术中,无源无损吸收电路不增加额外的有源器件,只是采用无源元件来抑制二极管的反向恢复,并且减小了开关器件的开通和关断损耗,因此具有电路成本低,控制简单等优点。

在图18电路中,开关S断开后其两端电压逐渐被充电至Vo时,二极管Do、Dc开通,流过二极管Dr的电流逐渐增加,流过二极管Do、的电流逐渐减小至二极管Doj关断,当开关S再次开通时,二极管的反向恢复不会影响开关损耗的增大。

图18电路采用耦合电感使二极管反向恢复影响不到开关的开通,图19电路则是利用电感抑制二极管的反向恢复对开关开通过程的影响,冉利用无源器件将电感中能量释放。

此电路的不足之处在于电路结构和工作过程都比较复杂。

6.2

有源无损吸收电路

图20电路抑制二极管反向恢复采用在电路中加入电感,再将电感中的能量释放的方式。如图20所示,主开关S1首先导通,电感Ls抑制了二极管D的反向恢复,电感Ls与开关S2寄生电容发生谐振使其放电至开关寄生二极管导通,开关S2实现ZVS开通。

此电路的优点在于电路结构简单,能有效抑制二极管的反向恢复,辅助开关实现ZVS开通。

结语

综上所述,各种类型的软开关功率因数校正电路具有能够抑制二极管反向恢复,实现开关管的软开通或软关断,减少变换器的损耗,进而可以提高开关频率,减少磁性元件的体积和重量,提高变换器的功率密度。

仅供参考

第三篇:开关电源技术课程设计教学大纲1

《开关电源技术》课程设计教学大纲

英文名称:Switching Power Supply Technology 适用专业:电气工程及其自动化 设计周数:2 学 分:2 讲授学时:4学时

实验(上机)学时:16学时

一、课程设计的性质、目的和任务:

本课程设计是在学习完《开关电源技术》课程之后进行的一个重要的实践性教学环节,是工程技术应用型人才培养目标的重要组成部分。在教师指导下让学生独立完成,一方面巩固课程知识,加深对理论知识的理解,一方面训练学生综合运作所学的理论知识,掌握一定的设计方法和设计思想,能初步解决一些实际问题;培养学生查阅资料,独立获取新知识、新信息的能力。

课程性质:《开关电源技术课程设计》是一门综合运用电子技术、微机原理、自动控制原理、电力电子技术及仿真技术等课程知识,进行开关电源电路和系统设计的课程,是本专业的一门重要的专业实践课。

目的:培养学生以下几个方面的能力:

1.综合运用所学知识,进行开关电源电路和系统设计的能力。2.了解与熟悉常用的电力电子电路的电路拓扑、控制方法。

3.理解和掌握常用的开关电源电路及系统的主电路、控制电路和保护电路的设计方法,掌握元器件的选择计算方法。

4.具有一定的开关电源电路及系统仿真实验和调试的能力。

二、课程的教学基本要求

依据以上的教学内容和教学环节,在本课程设计的实施过程中应遵循以下的基本要求:

(一)题目布置和人员配置

依据实验条件,选取合适的课程设计题目,根据学生数量,选取适当的题目数量,以使学生能够得到充分的训练和提高。

(二)学生设计和实验过程中的指导

在设计和实验过程中,教师既不能包办代替,也不能放任自流。重点解决学生的疑难问题,重点在于指导。

(三)考核

考核形式采用设计报告、实验和答辩三方面综合评定成绩的方式,重点考核学生的设计态度,综合运用所学的能力和创新的能力,以及实际动手、文字表达和表述能力等。

三、课程内容与要求

教学内容

本课程设计既要立足实验室现有条件,充分挖掘潜力,又要达到综合运用所学,培养和提高学生的分析问题和解决问题的能力的设计目的。在以下的几种中选择若干题目,让学生分组进行设计。

1、正激型开关电源电路设计;

2、反激型开关电源电路设计;;

3、半桥型开关电源电路设计;

4、全桥型开关电源电路设计;

5、推挽型开关电源电路设计;

学生在了解与熟悉常用的开关电源电路及系统的电路拓扑、控制方法的基础上,理解和掌握常用的开关电源电路及系统的主电路、控制电路和保护电路的设计方法,掌握元器件的选择计算方法。包括以下的教学环节:

1、指导教师根据学生情况进行分组,布置设计题目;

2、指导教师下达课程设计任务书,编制课程设计指导书;

3、在教师的指导下,学生根据设计题目和设计任务书复习所学,查阅相关资料进行设计;

4、设计、计算完毕,经指导教师审查认可后学生在实验室进行实验验证;

5、学生整理设计资料和数据,撰写课程设计报告; 指导教师审阅报告,进行答辩以检查学生的设计情况。要求:

学生能够根据指导教师的要求,进行符合专业规范的设计和实验工作,能够发现问题,解决问题,有一定的创新和独立思考。

四、理论教学学时分配

本课程除指导教师必要的布置设计和实验任务外,一般不进行理论教学。

五、实验名称与学时安排

根据实际设计题目确定实验和调试内容。学生设计大概在1周,实验(上机)0.5周,撰写报告和考核0.5周。

六、考核方式与评分办法

在整个课程设计阶段,教师应注意对学生的引导,以利于培养学生的设计技能及创造能力。学生成绩的评定以草图成绩、正规图成绩、说明书成绩、答辩成绩等进行综合评定。

七、教材及参考书

1.侯振义 等,直流开关电源技术及应用,电子工业出版社,2006年4月 2.杨旭 等,开关电源技术,机械工业出版社2004年3月

3.张占松,蔡宣三。开关电源的原理与设计,电子工业出版社,1998

第四篇:开关电源的电磁兼容性技术

开关电源的电磁兼容性技术 引言

电磁兼容是一门新兴的跨学科的综合性应用学科。作为边缘技术,它以电气和无线电技术的基本理论为基础,并涉及许多新的技术领域,如微波技术、微电子技术、计算机技术、通信和网络技术以及新材料等。电磁兼容技术应用的范围很广,几乎所有现代化工业领域,如电力、通信、交通、航天、军工、计算机和医疗等都必须解决电磁兼容问题。其研究的热点内容主要有:电磁干扰源的特性及其传输特性、电磁干扰的危害效应、电磁干扰的抑制技术、电磁频谱的利用和管理、电磁兼容性标准与规范、电磁兼容性的测量与试验技术、电磁泄漏与静电放电等。

电磁兼容的英文名称为Electromagnetic Compatibility,简称EMC。所谓电磁兼容是指设备(分系统、系统)在共同的电磁环境中能一起执行各自功能的共存状态。这里包含两层意思,即它工作中产生的电磁辐射要限制在一定水平内,另外它本身要有一定的抗干扰能力。这便是设备研制中所必须解决的兼容问题。电磁兼容技术涉及的频率范围宽达0 GHz ~400GHz,研究对象除传统设备外,还涉及芯片级,直到各种舰船、航天飞机、洲际导弹甚至整个地球的电磁环境。

电磁兼容三要素是干扰源(骚扰源)、耦合通路和敏感体。切断以上任何一项都可解决电磁兼容问题,电磁兼容的解决常用的方法主要有屏蔽、接地和滤波。2 电磁兼容技术名词(1)电磁兼容性

电磁兼容性是指设备或者系统在其电磁环境中能正常工作,且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。(2)电磁骚扰

电磁骚扰是指任何可能引起设备、装备或系统性能降低或者对有生命或者无生命物质产生损害作用的电磁现象。电磁骚扰可引起设备、传输通道或系统性能的下降。它的主要要素有自然和人为的骚扰源、通过公共地线阻抗/内阻的耦合、沿电源线传导的电磁骚扰和辐射干扰等。电子系统受干扰的路径为:经过电源,通过信号线或控制电缆、场渗透,经过天线直接进入;通过电缆耦合,从其他设备来的传导干扰;电子系统内部场耦合;其他设备的辐射干扰;电子设备外部耦合到内部场;宽带发射机天线系统;外部环境场等(3)电磁环境

电磁环境是一种明显不传送信息的时变电磁现象,它可能与有用信号叠加或组合。(4)电磁辐射

电磁辐射是指电磁波由源发射到空间的现象。“电磁辐射”一词的含义有时也可引申,将电磁感应现象也包含在内。RFI/EMI可以通过任何一种设备机壳的开口、通风孔、出入口、电缆、测量孔、门框、舱盖、抽屉和面板以及机壳的非理想连接面等进行辐射。RFI/EMI也可由进入敏感设备的导线和电缆进行辐射,任何一个良好的电磁能量辐射器也可以作为良好的接收器。(5)脉冲

脉冲是指在短时间内突变,随后又迅速返回至其初始值的物理量。(6)共模干扰和差模干扰

电源线上的干扰有共模干扰和差模干扰两种方式。共模干扰存在于电源任何一相对大地或电线对大地之间。共模干扰有时也称纵模干扰、不对称干扰或接地干扰。这是载流导体与大地之间的干扰。差模干扰存在于电源相线与中线及相线与相线之间。差模干扰也称常模干扰、横模干扰或对称干扰。这是载流导体之间的干扰。共模干扰提示了干扰是由辐射或串扰耦合到电路中的,而差模干扰则提示了干扰是源于同一条电源电路。通常这两种干扰是同时存在的,由于线路阻抗的不平衡,两种干扰在传输中还会相互转化,所以情况十分复杂。干扰经长距离传输后,差模分量的衰减要比共模大,这是因为线间阻抗与线-地阻抗不同的缘故。出于同一原因,共模干扰在线路传输中还会向邻近空间辐射,而差模则不会,因此共模干扰比差模更容易造成电磁干扰。不同的干扰方式要采取不同的干扰抑制方法才有效。判断干扰方法的简便方法是采用电流探头。电流探头先单独环绕每根导线,得出单根导线的感应值,然后再环绕两根导线(其中一根是地线),探测其感应情况。如感应值是增加的,则线路中干扰电流是共模的;反之则是差模的。(7)抗扰度电平和敏感性电平

抗扰度电平是指将某给定的电磁骚扰施加于某一装置、设备或者系统并使其仍然能够正常工作且保持所需性能等级时的最大骚扰电平。也就是说,超过此电平时该装置、设备或者系统就会出现性能降低。而敏感性电平是指刚刚开始出现性能降低的电平。所以,对某一装置、设备或者系统而言,抗扰度电平与敏感性电平是同一数值。(8)抗扰度裕量

抗扰度裕量是指装备、设备或者系统的抗扰度电平限值与电磁兼容电平之间的插值。3 开关电源的电磁兼容性

开关电源因工作在高电压大电流的开关工作状态下,引起电磁兼容性问题的原因是相当复杂的。从整机的电磁性讲,主要有共阻抗耦合、线间耦合、电场耦合、磁场耦合及电磁波耦合几种。共阻耦合主要是骚扰源与受骚扰体在电气上存在的共同阻抗,通过该阻抗使骚扰信号进入受骚扰体。线间耦合主要是产生骚扰电压及骚扰电流的导线或 PCB线因并行布线而产生的相互耦合。电场耦合主要是由于电位差的存在,产生感应电场对受骚扰体产生的场耦合。磁场耦合主要是指在大电流的脉冲电源线附近,产生的低频磁场对骚扰对象产生的耦合。电磁场耦合主要是由于脉动的电压或电流产生的高频电磁波通过空间向外辐射,对相应的受骚扰体产生的耦合。实际上,每一种耦合方式是不能严格区分的,只是侧重点不同而已。在开关电源中,主功率开关管在很高的电压下,以高频开关方式工作,开关电压及开关电流均接近方波,从频谱分析知,方波信号含有丰富的高次谐波。该高次谐波的频谱可达方波频率的1000次以上。同时,由于电源变压器的漏电感及分布电容以及主功率开关器件的工作状态非理想,在高频开或关时,常常产生高频高压的尖峰谐波震荡。该谐波震荡产生的高次谐波,通过开关管与散热器间的分布电容传入内部电路或通过散热器及变压器向空间辐射。用于整流及续流的开关二极管,也是产生高频骚扰的一个重要原因。因整流及续流二极管工作在高频开关状态,二极管的引线寄生电感、结电容的存在以及反向恢复电流的影响,使之工作在很高的电压及电流变化率下,且产生高频震荡。整流及续流二极管一般离电源输出线较近,其产生的高频骚扰最容易通过直流输出线传出。开关电源为了提高功率因数,均采用了有源功率因数校正电路。同时,为了提高电路的效率及可靠性,减少功率器件的电应力,大量采用了软开关技术。其中零电压、零电流或零电压/零电流开关技术应用最为广泛。该技术极大的降低了开关器件所产生的电磁骚扰。但是,软开关无损吸收电路多数利用L、C进行能量转移,利用二极管的单向导电性能实现能量的单向转换,因此,该谐振电路中的二极管成为电磁骚扰的一大骚扰源。

开关电源一般利用储能电感及电容器组成L、C滤波电路,实现对差模及共模骚扰信号的滤波。由于电感线圈的分布电容,导致了电感线圈的自谐振频率降低,从而使大量的高频骚扰信号穿过电感线圈,沿交流电源线或直流输出线向外传播。滤波电容器随着骚扰信号频率的上升,引线电感的作用导致电容量及滤波效果不断的下降,甚至导致电容器参数改变,也是产生电磁骚扰的一个原因。4 电磁兼容性的解决方法

从电磁兼容的三要素讲,要解决开关电源的电磁兼容性问题,可从三个方面入手:第一,减小骚扰源产生的骚扰信号;第二,切断骚扰信号的传播途径;第三,增强受骚扰体的抗骚扰能力。在解决开关电源内部的兼容性时,可以综合利用上述三个方法,以成本效益比及实施的难易性为前提。因而,开关电源产生的对外骚扰,如电源线谐波电流、电源线传导骚扰、电磁场辐射骚扰等只能用减小骚扰源的方法来解决。一方面,可以增强输入/输出滤波电路的设计,改善APFC电路的性能,减小开关管及整流、续流二极管的电压、电流变化率,采用各种软开关电路拓扑及控制方式等;另一方面,加强机壳的屏蔽效果,改善机壳的缝隙泄漏,并进行良好的接地处理。而对外部的抗骚扰能力(如浪涌、雷击)应优化交流电输入及直流输出端口的防雷能力。通常,对1.2/50?s开路电压及8/20?s短路电流的组合雷击波形,因能量较小,通常采用氧化锌压敏电阻与气体方电管等的组合方法来解决。对于静电放电,通常在通信端口及控制端口的小信号电路中,采用TVS管及相应的接地保护、加大小信号电路与机壳等的电距离来解决或选用具有抗静电骚扰的器件。快速瞬变信号含有很宽的频谱,很容易以共模的方式传入控制电路内,采用与防静电相同的方法并减小共模电感的分布电容、加强输入电路的共模信号滤波(加共模电容或插入损耗型的铁氧体磁环等)来提高系统的抗扰性能。

减小开关电源的内部骚扰,实现其自身的电磁兼容性,提高开关电源的稳定性及可靠性,应从以下几个方面入手:①注意数字电路与模块电路PCB布线的正确分区;②数字电路与模拟电路电源的去耦;③数字电路与模拟电路单点接地、大电流电路与小电流特别是电流电压取样电路的单点接地以减小共阻骚扰,减小地环地影响,布线时注意相邻线间的间距及信号性质,避免产生串扰,减小输出整流回路及续流二极管回路与支流滤波电路所包围的面积,减小变压器的漏电、滤波电感的分布电容,运用谐振频率高的滤波电容器等。5 滤波器结构

滤波是一种抑制传导干扰的方法。例如,在电源输入端接上滤波器,可以抑制来自电网的噪声对电源本身的侵害,也可以抑制由开关电源产生并向电网反馈的干扰。电源滤波器作为抑制电源线传导干扰的重要单元,在设备或系统的电磁兼容设计中具有极其重要的作用。它不仅可以抑制传输线上的传导干扰,同时对传输线上的辐射发射也具有显著的抑制效果。在滤波电路中,选用穿心电容、三端电容、铁氧体磁环,能够改善电路的滤波特性。进行适当的设计或选择合适的滤波器,并正确的安装滤波器是抗干扰技术的重要组成部分。在交流电输入端加装的电源滤波器电路如图1所示。图中Ld、Cd用于抑制差模噪声,一般取Ld为100 mH-700mH,Cd取1?F-10?F。Lc、Cc用于抑制共模噪声,可根据实际情况加以调整。所有电源滤波器都必须接地(厂家特别说明允许不接地的除外),因为滤波器的共模旁路电容必须在接地时才起作用。一般的接地方法是除了将滤波器与金属外壳相接之外,还要用较粗的导线将滤波器外壳与设备的接地点相连。接地阻抗越低,滤波效果越好。滤波器尽量安装在靠近电源入口处。滤波器的输入及输出端要尽量远离,避免干扰信号从输入端直接耦合到输出端。

如在电源输出端加输出滤波器、加装高频电容、加大输出滤波电感的电感量及滤波电容的容量,则可以抑制差模噪声。如果把多个电容并联,则效果会更好。6 EMI滤波器选用与安装

开关电源EMI滤波器中的4只电容器用了两种不同的下标“x”和“y”,不仅说明了它们在滤波网络中的作用,还表明了它们在滤波网络中的安全等级。无论是选用还是设计EMI滤波器,都要认真的考虑Cx和Cy的安全等级。在实际应用中,Cx电容接在单相电源线的L和N之间,它上面除加有电源额定电压外,还会叠加L和N之间存在的EMI信号峰值电压。因此,要根据EMI滤波器的应用场合和可能存在的EMI信号峰值,正确选用适合安全等级的Cx电容器。Cy电容器是接在电源供电线L、N与金属外壳(E)之间的,对于220V、50Hz电源,它除符合250V峰值电压的耐压要求外,还要求这种电容器在电气和机械性能方面具有足够的安全裕量,以避免可能出现的击穿短路现象。7 结语

在开关电源设计中,为了少走弯路和节省时间,应充分考虑并满足抗干扰性的要求,避免在设计完成后去进行抗干扰的补救措施。

第五篇:开关电源电磁干扰抑制技术

开关电源电磁干扰抑制技术

0 引言

随着现代电子技术和功率器件的发展,开关电源以其体积小,重量轻,高性能,高可靠性等特点被广泛应用于计算机及外围设备通信、自动控制、家用电器等领域,为人们的生产生活和社会的建设提供了很大帮助。但是,随着现代电子技术的快速发展,电子电气设备的广泛应用,处于同一工作环境的各种电子、电气设备的距离越来越近,电子电路工作的外部环境进一步恶化。由于开关电源工作在高频开关状态,内部会产生很高的电流、电压变化率,导致开关电源产生较强的电磁干扰。电磁干扰信号不仅对电网造成污染,还直接影响到其他用电设备甚至电源本身的正常工作,而且作为辐射干扰闯入空间,造成电磁污染,制约着人们的生产和生活。国内在20世纪80一90年代,为了加强对当前国内电磁污染的治理,制定了一些与CISPR标准、IEC801等国际标准相对应的标准。自从2003年8月1日中国强制实施3C认证(china compulsory certification)工作以来,掀起了“电磁兼容热”,近距离的电磁干扰研究与控制愈来愈引起电子研究人员们的关注,当前已成为当前研究领域的一个新热点。本文将针对开关电源电磁干扰的产生机理系统地论述相关的抑制技术。

l 开关电源电磁干扰的抑制 形成电磁干扰的三要素是干扰源、传播途径和受扰设备。因而,抑制电磁干扰应从这三方面人手。抑制干扰源、消除干扰源和受扰设备之间的耦合和辐射、提高受扰设备的抗扰能力,从而改善开关电源的电磁兼容性能的目的。1.1 采用滤波器抑制电磁干扰 滤波是抑制电磁干扰的重要方法,它能有效地抑制电网中的电磁干扰进入设备,还可以抑制设备内的电磁干扰进入电网。在开关电源输入和输出电路中安装开关电源滤波器,不但可以解决传导干扰问题,同时也是解决辐射干扰的重要武器。滤波抑制技术分为无源滤波和有源滤波2种方式。

1.1.1 无源滤波技术 无源滤波电路简单,成本低廉,工作性能可靠,是抑制电磁干扰的有效方式。无源滤波器由电感、电容、电阻元件组成,其直接作用是解决传导发射。开关电源中应用的无源滤波器的原理结构图如图1所示。

由于原电源电路中滤波电容容量大,整流电路中会产生脉冲尖峰电流,这个电流由非常多的高次谐波电流组成,对电网产生干扰;另外电路中开关管的导通或截止、变压器的初级线圈都会产生脉动电流。由于电流变化率很高,对周围电路会产生出不同频率的感应电流,其中包括差模和共模干扰信号,这些干扰信号可以通过2根电源线传导到电网其他线路和干扰其他的电子设备。图中差模滤波部分可以减少开关电源内部的差模干扰信号,又能大大衰减设备本身工作时产生的电磁干扰信号传向电网。又根据电磁感应定律,得E=Ldi/dt,其中:E为L两端的电压降;L为电感量;di/dt为电流变化率。显然要求电流变化率越小,则要求电感量就越大。脉冲电流回路通过电磁感应其他电路与大地或机壳组成的回路产生的干扰信号为共模信号;开关电源电路中开关管的集电极与其他电路之间产生很强的电场,电路会产生位移电流,而这个位移电流也属于共模干扰信号。图1中共模滤波器就是用来抑制共模干扰,使之受到衰减。1.1.2 有源滤波技术

有源滤波技术是抑制共模干扰的一种有效方法。该方法从噪声源出发而采取的措施(如图2所示),其基本思想是设法从主回路中取出一个与电磁干扰信号大小相等、相位相反的补偿信号去平衡原来的干扰信号,以达到降低干扰水平的目的。如图2所示,利用晶体管的电流放大作用,通过把发射极的电流折合到基极,在基极回路来滤波。R1,C2组成的滤波器使基极纹波很小,这样射极的纹波也很小。由于C2的容量小于C3,减小了电容的体积。这种方式仅适合低压小功率电源的情况。另外,在设计和选用滤波器时应注意频率特性、耐压性能、额定电流、阻抗特性、屏蔽和可靠性。滤波器的安装位置要恰当,安装方法要正确,才能对干扰起到预期的滤波作用。1.2 屏蔽技术和接地技术 采用屏蔽技术可以有效地抑制开关电源的电磁辐射干扰。屏蔽一般分为2种:一种是静电屏蔽,主要用于防止静电场和恒定磁场的影响;另一种是电磁屏蔽,主要用于防止交变电场、磁场以及交变电磁场的影响。屏蔽技术分为对发出电磁波部位的屏蔽和受电磁波影响的元器件的屏蔽。在开关电源中,可发出电磁波的元器件是指变压器、电感器、功率器件等,通常在其周围采用铜板或铁板作为屏蔽,以使电磁波产生衰减。此外,为了抑制开关电源产生的辐射向外部发散,为了减少电磁干扰对其他电子设备的影响,应采取整体屏蔽。可完全按照对磁场屏蔽的方法来加工屏蔽罩,然后将整个屏蔽罩与系统的机壳和地连接为一体,就能对电磁场进行有效的屏蔽。然而在使用整体屏蔽时应充分考虑屏蔽材料的接缝、电线的输入/输出端子和电线的引出口等处的电磁泄露,且不易散热,结构成本大幅度增加等因素。为使电磁屏蔽能同时发挥静电屏蔽的作用,加强屏蔽效果,同时保障人身和设备的安全,应将系统与大地相连,即为接地技术。接地是指在系统的某个选定点与某个接地面之间建立导电的通路设计。这一过程是至关重要的,将接地和屏蔽正确结合起来可以更好地解决电磁干扰问题,又可提高电子产品的抗干扰能力。1.3 PCB设计技术 为更好地抑制开关电源的电磁干扰,其印制电路板(PCB)的抗干扰技术尤为重要。为减少PCB的电磁辐射和PCB上电路间的串扰,要非常注意PCB布局、布线和接地。如减少辐射干扰是减小通路面积,减小干扰源和敏感电路的环路面积,采用静电屏蔽。而抑制电场与磁场的耦合,应尽量增大线间距离。在开关电源中接地是抑制干扰的重要方法。接地有安全接地、工作接地和屏蔽接地等3种基本类型。地线设计应注意以下几点:交流电源地与直流电源地分开;功率地与弱电地分开;模拟电路与数字电路的电源地分开;尽量加粗地线。1.4 扩频调制技术 对于一个周期信号尤其是方波来说,其能量主要分布在基频信号和谐波分量中,谐波能量随频率的增加呈级数降低。由于n次谐波的带宽是基频带宽的n倍,通过扩频技术将谐波能量分布在一个更宽的频率范围上。由于基频和各次谐波能量减少,其发射强度也应该相应降低。要在开关电源中采用扩频时钟信号,需要对该电源开关脉冲控制电路输出的脉冲信号进行调制,形成扩频时钟(如图3所示)。与传统的方法相比,采用扩频技术优化开关电源EMI既高效又可靠,无需增加体积庞大的滤波器件和繁琐的屏蔽处理,也不会对电源的效率带来任何负面影响。

1.5 一次整流电路中加功率因数校正(PFC)网络 对于直流稳压电源,电网电压通过变压器降压后直接通过整流电路进行整流,所以整流过程中产生的谐波分量作为干扰直接影响交流电网的波形,使波形畸变,功率因数偏低。为了解决输入电流波形畸变和降低电流谐波含量,将功率因数校正(PFC)技术应用于开关电源中是非常必要的。PFC技术使得电流波形跟随电压波形,将电流波形校正成近似的正弦波,从而降低了电流谐波含量,改善了桥式整流电容滤波电路的输入特性,提高了开关电源的功率因数。其中无源功率因数校正电路是利用电感和电容等元件组成滤波器,将输入电流波形进行移相和整形过程来实现提高功率因数的。而有源功率因数校正电路是依据控制电路强迫输入交流电流波形跟踪输入交流电压波形的原理来实现交流输入电流正弦化,并与交流输入电压同步。两种方法均使功率因数提高,后者效果更加明显,但电路复杂。结语 本文的设计方法正确,仿真结果正常,克服了传统方案中所存在的一些问题,使电磁干扰的抑制技术得到进一步优化。从开关电源电磁干扰产生的机理来看,有多种方式可抑制电磁干扰,除本文中分析的几种主要方法外,还可以采用光电隔离器、LSA系列浪涌吸收器、软开关技术等。抑制开关电源的电磁干扰,目的是使其能在各领域得到有效应用的同时,尽量减少电磁污染,实现了对电磁污染问题的有效治理。而在实际设计时,应全面考虑开关电源的各种电磁干扰,选用多种抑制电磁干扰的方法加以综合利用,使电磁干扰降到最低,从而提高电子产品的质量与可靠性。

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