本帖最后由 电源yo哥 于 2023-2-27 22:41 编辑

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开关变换器
          一个开关变换器或者工作于开关模式的功率变换器是一个电力电子系统，它是通过开关的开通或者关断，把一个等级的电压变换为负载端另一个等级的电压。开关变换器始于 1950 年，然而，由于功率晶体管的可靠性和成本问题使开关变换器最初只能应用于军事和航空领域。从 1970 年开始，随着现代功率器件的发展和应用，电源中越来越多地采用开关变换器。在 DC-DC 开关变换器电路中，半导体开关器件调节电源与负载之间的连接时间，控制功率从输入到输出负载的动态传输开关变换器常被用于高效率电源和直流电动机驱动中。与线性电压变换器或线性电压调整器相比，开关电源具有较高的效率和较高的功率密度。新型功率半导体器件，如功率 MOSFET (金属氧化物半导体场效应晶体管) 和绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、集成磁元件、新型拓扑和集控制与管理功能的超大规模集成 PWM 控制电路的发展使开关变换器的功率密度得到了很大的提高。
工业发展趋势
        在过去的几年里，DC-DC 开关变换器技术经历了巨大的变化。许多集成电路和它们的辅助电路所需的供电电压从过去的 5V 电压标准降低到了小于 1.5V。同时，负载电流也增大到了几年前不可想象的程度。现在一些电子系统需要电源能够提供输出电压为2.5V、电流为 60A，或输出电压为 1.8V、电流为 60A，或输出电压为 1V、电流为 100A。在不久的将来，预计一些微处理器的供电电压会降到0.5V，电流会增大到 400A。通常对 DC-DC 开关变换器的动态要求为对从电流 75100-75A 以100A/us 变化的突变负载，要求变换器输出电压偏差小于 60mV。同时要求变换器在 4us 内恢复到输出电压的 1.5% 以内。这些要求使集中式电源传输低压大电流的能量变得非常困难。设计者现在逐渐转向分布式电源系统结构，用来满足现今复杂负载对低压大电流的需求。

        交错并联(或多重) 变换器在单级功率变换器中有以下几个优点:输入、输出电容上的低电流纹波;负载变化时的快速动态响应;提高变换器的功率处理能力，使效率高于 90%。商业化的控制器可以使每相变换器工作在兆赫兹的频率范围，从而有效地降低变换器的尺寸。新一代开关变换器控制器是基于数字信号处理 (DSP) 技术实现数字控制、监控、通信功能于-个 DSP 芯片中，这样既简化了设计又显著减少了计数器数目。这种简化设计使得多重化的开关电源产品只需个简单的控制结构，通过软件就可以实现每个电源的标准化。DSP 的计算辅助软开关技术(比如说 ZVS，即零电压开关，或 ZCS，即零电流开关)，可用于提高变换器的效率。除此之外，很多高效率的拓扑通过利用高级非线性数字控制技术能使电源在全工作范围内都得到优化的性能。
线性变换器
        线性变换器 (又称电压调整器) 有两种类型，分别为串联式调整器和并联式调整器，它们主要的区别在于输出电压的调节方式。
        串联式电压调整器如图 1.1 所示，它本质上是个可变电阻，这个可变电阻是由一个工作于线性区的晶体管和负载串联组成。直流输出电压通过采样电阻网络 R，和 R,后，和参考电压分别加到误差放大器的输人端进行比较。误差放大器的输出电压通过一个电流放大器来驱动串联型NPN 晶体管的基极。电源的输出电压就是通过驱动串联型 NPN 晶体管的基极来进行调整的。当采样电阻 R，上的电压增加时，串联型 NPN 晶体管的基极驱动电流减小，使传送到输出端的电流减小，进而使输出电压降低。调整后的输出电压值 Vout