开关电源知识 高频开关电源 High- frequency Switching Mode Power Supply (电源技术讲座四) 北京电子信息大学路秋生吴亚娟(北京100031) 1:高频开关电源的组成与分类 开关电源具有体积小、效率高等一系列优点,在各类电子产品中得到广泛的应用。 但由于开关电源的控制电路比较复杂、输出纹波电压较高,所以开关电源的应用也受到 一定的限制。 电子装置小型轻量化的关键是供电电源的小型化,因此需要尽可能地降低电源电路 中的损耗。开关电源中的调整管工作于开关状态,必然存在开关损耗,而且损耗的大小 随开关频率的提高而增加。另一方面,开关电源中的变压器、电抗器等磁性元件及电容 元件的损耗,也随频率的提高而增加。 目前市场上开关电源中功率管多采用双极型晶体管,开关频率可达几十kHz;采用M OSFET的开关电源转换频率可达几百kHz。为提高开关频率必须采用高速开关器件。对于 兆赫以上开关频率的电源可利用谐振电路,这种工作方式称为谐振开关方式。它可以极 大地提高开关速度,原理上开关损耗为零,噪声也很小,这是提高开关电源工作频率的 一种方式。采用谐振开关方式的兆赫级变换器已经实用化。 开关电源的集成化与小型化已成为现实。然而,把功率开关管与控制电路都集成在 同一芯片上,必须解决电隔离和热绝缘的问题。 1.1开关电源的基本构成 开关电源采用功率半导体器件作为开关器件,通过周期性间断工作,控制开关器件 的占空比来调整输出电压。开关电源的基本构成如图1所示,其中DC/DC变换器进行功率 转换,它是开关电源的核心部分,此外还有起动、过流与过压保护、噪声滤波等电路。 输出采样电路(R1、R2)检测输出电压变化,与基准电压Ur比……