原创 怎样分析电力电子系统

怎样分析电力电子系统
（华南理工大学电力学院 Andrew Zhang）
当你拿到一张电力电子系统电路图（比如开关电源），你是否感到眼花缭乱，不知道从什么地方下手分析？最近我通过分析雅达电源实验室的正激、反激实验电源，飞科剃须刀充电电路，断路器操作电源电路（移相全桥），总结出了一套分析电力电子电路的方法，跟大家分享，希望能和大家进行交流，共同进步。
分析电力电子电路有以下的几个步骤：
1、 分析电路的输出量，2、 是直流还是交流？或者实现已经知道电源的类型，3、 则可跳过这一步；
4、 联想对应的系统框图。不5、 惯是直流开关电源还是交流电源，6、 都有比较通用的系统框图，7、 也就是说它们的结构基本上都有一个固定的模式。系统框图由什么组成的呢？一般来说有输入整流滤波（或者PFC）模块，8、 功率转换模块，9、 检测反馈模块，10、 控制核心模块，11、 功率器件驱动模块等。
12、 分析主电路的结构以及所使用的开关器件（因为开关器件决定了所需要的驱动方式，13、 电压驱动？还是电流驱动？）分析主电路是分析整个电路的核心之一，14、 另外一个核心当然是控制电路！为什么这么说呢？我们知道，15、 直流开关电源里面有一个全桥变换器，16、 它和单相全桥逆变器主电路的结构是相同17、 的，18、 它们的不同19、 点就是控制方式不同20、 （我这里主要是考虑PWM控制），21、 开关电源是用直流调制，而22、 逆变电路采用的是交流调制，23、 一般是SPWM调制。这样在桥式电路输出的PWM方波经过滤波之后的信号就不同24、 了，25、 开关电源输出的是直流量，而26、 逆变器输出的则是正弦量。
27、 分析控制电路的结构。对于高频开关电源来说，28、 一般都是用专用的芯片控制，29、 那么首先就要分析使用何种芯片，30、 是电压型？电流型？抑或其他形式？所使用的芯片决定了采样电路的结构以及控制回路是单环还是双环。比如是双环结构则既要采样输出电压又要采样输出电流，31、 以构成相应的电压环和电流环。其次是要结合芯片的结构特点，32、 分析其辅助电路。
33、 分析采样反馈电路和开关管驱动电路。在开关电源电路中采样反馈电路一般都有隔离部分，34、 常用的隔离措施有变压器隔离和光电耦合隔离两种类型。在PROTEL中画这种隔离变压器的时候，35、 有些人可能习惯把原边和副边分开画，36、 例如在电路中我们可能会看到一个类似电感的图形符号，37、 然后在旁边标38、 记T1A，39、 那么你就要在电路中去找是不40、 是有T1B，41、 或者T1C等等，42、 T1A一般就是变压器的原边，43、 T1B则是副边。这种情况在数字电路里面同44、 样会遇到，45、 一块数字电路芯片内部可能有几个相同46、 的模块，47、 如一块芯片中有3个与非门，48、 则常用A、B、C来标49、 识。
50、 分析启动电路和保护电路。一般小型的开关电源的控制芯片都是采用自供电方式，51、 这样就需要有一个启动电路，52、 否则芯片没有上电，53、 不54、 能工作！这个启动电路的作用就是在芯片工作之前开通开关管，55、 逐步建立输出电压，56、 达到芯片的工作电压之后就转向芯片控制。

2006年11月28日星期二于华工