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开关电源讲稿开关电源的电路结构有多种，分类方式也有多种，作如下说明：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）、隔离式有通/通方式、通/断方式、中心抽头方式、半桥和全桥方式、谐振方式。
（2）、非隔离式有降压型（●）、升压型（●）、极性反转型、开关电容型以及谐振型。
3．按控制方式分（1）、脉宽控制方式有自激式和他激式。
（2）、磁放大器的混合控制方式有电压控制、电流控制。
（3）、脉宽控制与磁放大器的混合控制方式。
4．按控制信号的隔离方式分（1）、光电耦合的隔离方式（●）。
（2）、变压器的隔离方式。
（3）、电压/频率变换、频率/电压变换、用变压器隔离控制信号的方式。
（4）、磁放大器的隔离方式。
5．按过流保护方式分（1）、输出电流检测方式（2）、开关电流检测方式以上这些方式的组合可构成多种方式的开关电源，今天我们主要介绍上面带黑点的三个项目，这也是最常见的开关电源类型。
一、降压型变换器低压型开关电源一般也称为DC-DC 变换器，它属于非隔离式开关电源。
在许多家电电器中有广泛的应用，比如象便携式CD 、VCD 、MP3，笔记本电脑等1．为了便于讲解降压型DC-DC 变换器，首先介绍降压型DC-DC 变换器的等效模型，如图（1）所示：开关导通时，加在电感L 两端的电压为O I V V -，这期间电感L 由电压O I V V -励磁，电感存储能量，磁通量增加量为on O I on t V V *-=∆Φ)(……………………①开关断开时，由于电感电流连续，二极管为导通状态。
输出电压O V 与开关导通时方向相反加到电感L 上。
这期间电感L 消磁，电感释放能量，磁通量减少量为off O off t V *=∆Φ……………………………②稳态时，电感L 中磁通量增加量与减少量相等，即off on ∆Φ=∆Φ，因此，上述①、②式联立可得：D V t t t V V I off on on I O *=+*=，其中D 是占空比1≤+=offon on t t t D ——显然这种结构形式的DC-DC 变换器输出的电压只会小于或等于输入的电压，因此它属于降压型变换器。
开关电源中的控制理论基础知识(八)普高（杭州）科技开发有限公司 张兴柱 博士组合环节的Bode 图有了上面介绍的基本环节Bode 图后，也就可以方便地作出一个复杂环节传递函数的Bode 图了。
一般情况下，一个复杂环节的传递函数往往可以用上面介绍的简单环节传递函数之乘积来表示。
如一个复杂的传递函数可用几个简单的传递函数表达成：)(...)()()(21s G s G s G s G n ××= ，利用公式：)(log 20...)(log 20)(log 20)()...()(log 20)(log 202121ωωωωωωωj G j G j G j G j G j G j G n n +++==)(...)()()]()...()([)(2121ωωωωωωωj G j G j G j G j G j G j G n n ∠++∠+∠=∠=∠将各基本环节的Bode 图之幅频特性和相频特性分别相加后，就可得到复杂传递函数Bode 图的幅频特性和相频特性。
下面用两个传递函数作为例子，来说明复杂传递函数的Bode 图。
例子一：Buck 变换器的功率级小信号传递函数之一：)1(1111)(2222zc oo g o o zc gvd s s Q s V s Q s s V s G ωωωωωω+×++×=+++= 这个小信号传递函数是Buck 变换器在CCM 模式下的控制占空比对输出电压的小信号传递函数。
它可用三个基本环节组合得到，第一个基本环节是一个增益为g V 的比例环节；第二个基本环节是一个谐振频率为o ω的双极点环节；第三个基本环节是一个零点频率为zc ω的左半平面单零点环节。
每一个基本环节的Bode 图都可容易获得，对它们进行相加后，也就可例子二：电压型控制的补偿器传递函数：)1()1()1()1()(2121p p z z I c s s s s s s G ωωωωω++++=这个小信号传递函数是多数DC-DC功率变换器在构成电压型控制时，所选择的补偿器传递函数。
开关电源中的磁元件基础知识(一)普高（杭州）科技开发有限公司张兴柱博士一：磁学基本定律图1：通电线圈周围所产生的磁场示意图在电磁学中，我们知道通有电流的导线或线圈周围会产生磁场，图1是通电线圈周围所产生的磁场示意图。
当线圈中的电流为直流电流时，所产生的磁场是直流磁场；当线圈中的电流是交流电流时，所产生的磁场是交流磁场。
图中的磁场用带方向的磁力线（磁通）表示，磁力线的方向可用右手定则判断（握住右手，四指对住电流的方向，大拇指的方向即为磁通的方向），另外要注意的就是磁力线的闭合性，这是磁场的一个重要特性。
m图2：环形铁芯中的磁场既然磁场是有电流产生的，那么磁场与电流之间究竟满足什么样的关系呢？对于图2所示的环形铁芯，假定其导磁率非常大，由线圈电流所产生的磁场均匀地分布在铁芯之内，那么在铁芯中所产生的磁场满足安倍环路定律（简称安倍定律），其数学表达式为：l tH m=（1）)(tni)(公式右边是线圈中的电流和线圈的匝数乘积，也叫线圈的安匝数，公式的左边是铁芯的磁场强度和铁芯的平均磁路长度乘积。
从公式（1）可知，当线圈的安匝数已知时，由该安匝数在铁芯中所产生的磁场强度为： ml t ni t H )()(= （2） 安倍定律告诉我们磁场产生的根本原因是电流，只要在线圈中通有电流，在线圈的周围就会有磁场，当线圈绕在一个导磁材料上时，因为导磁材料的导磁率非常高，所以由电流产生的磁场就主要集中在导磁材料内，为了简化分析，通常还把导磁材料内的磁场看成是均匀分布的磁场，下面要介绍的一些磁学定律都是建立在均匀分布磁场这一假定之上的。
一旦在铁芯中产生了磁场)(t H 后，铁芯中就会产生磁通)(t Φ，磁学中将单位面积通过的磁通定义为磁感应强度（或磁通密度，该定义也可用图3表示），如下式： cA t tB )()(Φ= （3）(Φ(B 总磁通磁通密度cA图3： 磁感应强度的定义 其中：c A 为铁芯的截面积。
对于导磁材料来讲，其磁感应强度和磁场强度存在着下列关系：)()(t H t B µ= （4）其中：o r µµµ=，o µ为真空的导磁率，meter Henries o /1047−⋅=πµ，为一常数；r µ为相对导磁率，6310~10=r µ，与导磁材料的组成有关，不是常数，详见后续介绍。
开关电源中的功率开关基础知识(一)普高（杭州）科技开发有限公司 张兴柱 博士理想开关的特征：理想开关是电路中早就学过的一个元件，其符号如图1(a)所示，通过控制，可以让开关K K控制K (a) 符号 (b) 简化图1：理想开关的电路符号图1：导磁材料的BH 曲线闭合或者断开，在电路教材中，为了简单起见，这种开关上的“控制”两字一般不加标注，其符号被进一步简化成图1(b)所示。
电路中的理想开关，其特征是闭合时的电压为零，断开时的电流为零。
考虑控制及实际开关的限制，我们可以把图1(a)的这种理想开关在工作时的特征进一步细化成稳态特征和动态特征，总结如下：A ：稳态特征：当开关闭合时，作为理想开关的必要条件是：（1）：开关两端的电压为零；（2）：开关中流过的电流方向和大小无限制，即开关中的电流方向既可以正方向、也可以反方向，开关中流过的电流额定为无限大。
当开关断开时，作为理想开关的必要条件是：（1）：开关中流过的电流为零；（2）：开关两端的电压方向和大小无限制，即开关中的电压方向既可以正方向、也可以反方向，开关两端的电压额定为无限大。
B ：动态特征：开通过程，即开关从断开到闭合的过程，作为理想开关的必要条件是：控制开关开通的信号功率为零；开关开通过程的时间为零，即开关的开通可瞬间完成而且其控制不需要功率。
断开过程，即开关从闭合到断开的过程，作为理想开关的必要条件是：控制开关断开的信号功率为零；开关断开过程的时间为零，即开关的断开可瞬间完成而且其控制不需要功率。
具有上面稳态特征和动态特征的开关就是理想开关，对这种理想开关，我们还可以用图2的波形来形象地表示其特征。
其中控制信号为“H ”时，开关闭合，闭合时开关中的电流为Ion ，其值由外部电路决定，方向既可以正方向也可以反方向，且大小无限制，闭合时开关两端的电压为零；当控制信号为L 时，开关断开，断开时开关两端的电压为Voff ，其值由控制开关 电流Ion HL开关电压Voff 控制图2：理想开关的电路波形外部电路决定，方向既可以正也可以负，且大小无限制，断开时开关中的电流为零；当控制从H 瞬间跳变到L 时，开关也从闭合瞬间跳变到断开，跳变过程中，开关两端不会有高压产生；当控制从L 瞬间跳变到H 时，开关也从断开瞬间跳变到闭合，跳变过程中，开关内部不会有浪涌电流产生。
开关电源培训讲义漆逢吉第一章不间断直流电源供电系统概述DC图1—1 不间断直流电源供电系统框图（一）系统框图开关电源设备中包含交流配电部分、整流器、直流配电部分和控制器，它连同蓄电池组和接地装置，构成不间断直流电源供电系统，如图1—1所示。
交流配电：防雷，并对交流电源进行分配、控制、检测和保护等，主电路原理图参看设备使用说明书。
输入交流应采用三相五线制。
在这种制式中，工作地线（零线）与保护地线必须严格分开。
交流导线的截面积，一般按发热条件来选择。
铜芯绝缘导线的线芯截面积，可按4A/mm2来选取。
绝缘导线的线芯标称截面积（mm2）系列为：1、1.5、2.5、4、6、10、16、25、35、50、70、95、120、150、185、240等。
机房内的交流导线应采用阻燃型电缆。
保护接地的接地线应采用多股铜芯绝缘导线。
其线芯截面积的选取原则是：相线截面积S≤35mm2时，采用16mm2；相线截面积S>35mm2时，选用≥S/2。
整流器：把交流电变成所需直流电。
现在一般都采用高频开关整流器。
高频开关整流器采用无工频变压器整流、功率因数校正电路和脉宽调制高频开关电源技术，具有小型、轻量、高效率、高功率因数、高可靠性以及智能化程度高、可以远程监控、无人值守或少人值守等优点，因此得到了广泛应用。
通信用高频开关整流器为模块化结构。
在一个高频开关电源系统中，通常是若干高频开关整流器模块并联输出，输出电压自动稳定，各整流模块的输出电流通过均流电路实现自动均衡。
直流配电：连接整流器的输出端、蓄电池组和负载，构成浮充供电的不间断直流电源系统。
它对输出直流进行分配、控制、检测和保护等。
其主电路原理图如后面的图2—1所示。
直流馈电线的截面积，按允许电压降来选择。
根据欧姆定律，可按下式计算ILS≥（1—1）ΔUν式中S—导体截面积（mm2）；I—流过导线的电流（A）；L—导线长度（m）；ΔU—导线上的允许压降（V）；ν—导体的电导率（m/Ω·mm2）,铜为57,铝为34，是电阻率的倒数。
开关电源培训资料开关电源培训资料【第一篇】开关电源是一种常见的电源供应器件，被广泛用于各种电子装置中。
它具有高效率、小体积和轻量化的特点，因此在现代电子设备中得到了广泛的应用。
本篇文章将介绍开关电源的基本工作原理和一些常用的开关电源类型。
1. 基本工作原理开关电源的基本工作原理是利用开关管实现电源输入电压的高效率转换。
通常，开关电源有以下几个基本组成部分：(1) 输入滤波电路：用来对输入电压进行滤波，防止高频噪声对电源的影响。
(2) 整流电路：将交流电源输入转换为直流电压。
(3) 稳压调整电路：对直流电压进行稳压调整，以确保输出电压的稳定性。
(4) 开关转换电路：通过开关和控制电路实现输入电压的高效率转换。
(5) 输出滤波电路：对开关电源输出电压进行滤波处理，提供干净稳定的输出电压。
2. 常用的开关电源类型根据不同的应用需求和输出功率的大小，开关电源可分为多种类型。
以下是一些常见的开关电源类型：(1) 开环开关电源：这种类型的开关电源不具备反馈控制回路，输出电压不稳定且容易受到输入电压变化的影响。
它适用于一些对电源质量要求较低的应用场景。
(2) 闭环开关电源：闭环开关电源通过反馈控制回路对输出电压进行稳定控制，能够有效地抑制输入电压的波动对输出电压的影响。
它适用于对电源质量要求较高的应用场景。
(3) 开关电源的调整方式：开关电源的输出电压可以通过直接改变变压器的变比或通过在控制回路中加入调整电路来实现。
前者适用于输出电压变化范围较大的场景，后者适用于输出电压变化范围较小的场景。
(4) 开关电源的拓扑结构：开关电源的拓扑结构有很多种，如反激式、降压式、升压式、反激降压式等。
不同的拓扑结构适用于不同的输出功率和电源输入条件。
以上只是对开关电源的基本工作原理和一些常用类型的简要介绍，如果想深入了解开关电源的设计和应用，还需进一步学习相关领域的知识。
下一篇将继续介绍开关电源的设计方法和一些要注意的问题。
开关电源中的控制理论基础知识(四)普高（杭州）科技开发有限公司 张兴柱 博士单极点环节的Bode 图作为一个稳定的传递函数，其极点必须在左半平面，所以单极点环节的传递函数为： ps s G ω+=11)( 用ωj s =代入后，得p j j G ωωω+=11)(，故有： 0)(1log 20)(log 202≈+−=p j G ωωω p ωω< pp j G ωωωωωlog 20)(1log 20)(log 202−≈+−= p ωω> °≈−=∠−0tan )(1pj G ωωω 10p ωω< °−=−=∠−45tan )(1pj G ωωω p ωω= °−≈−=∠−90tan )(1p j G ωωω p ωω10> 利用上面的近似关系，可以画出左半平面单极点Bode 图的渐近线，如图1所示。
从它的幅频特性可以看出，在频率低于极点频率p f 时，其增益为0dB 或传递函数的实际增益为1，当频率高于p f 时，其幅频特性的增益按Dec dB /20−的斜率衰减。
其中πω2p p f =。
是单极点环节的极点频率。
从它的相频特性可以看出，当输入信号的频率很低时（10p f f <），其输出信号基本上与输入信号同相，在输入信号的频率高到一定时（p f f 10>），其输出信号比输入信号滞后-90度。
°0°°°°)图1： 左半平面单极点环节的Bode 图图2是左半平面单极点的电路实现，从这个极点的Bode 图，我们还可以将其看成是一个一阶的低通滤波器，该一阶低通滤波器的转折频率即为其极点频率。
in v ov 1R 1C p in o s v v ω+−=11111C R p =ω1R图2：左半平面单极点环节的电路实现在后面将要介绍的开关稳压电源系统中，为了实现开关电源的宽带宽，通常在积分环节之后，先要加几个左半平面单零点环节来提升系统环增益的相位，然后再加几个左半平面单极点来提高系统抗高频扰动的能力。
