(二)开关电源的分类
- 1.DC/DC类开关电源
- 2.AC/DC变换器
- 3.电路结构分类
- 4.功率开关管分类
- 5.电路拓扑分类
开关电源可分为 AC/DC和DC/DC两大类。 作为二次电源的DC/DC变换器现已实现模块化, 且设计技术及生产工艺在国内外均已成熟和标准化,并已得到用户的认可。但一次电源AC/DC, 因其自身的特性使得在模块化的进程中,遇到了较为复杂的技术问题和工艺制造问题。
1.DC/DC类开关电源
DC/DC 类开关电源是将固定的直流电压变换成可变的直流电压,也称为直流斩波器。斩波器的工作方式有两种:
一是脉宽调制方式 T 不变,改变频率调制方式 t(通用);
二是频率调制方式t不变而改变 T(易产生干扰)。其具体的电路有以下几类:
①Buck 电路–降压斩波器,其输出平均电压 U。小于输入电压 Uo,极性输出相同;
②Boost 电路–升压斩波器,其输出平均电压 U。大于输入电压 Up,极性输出相同;
③Buck-Boost 电路–降压-升压斩波器,其输出平均电压 U。大于或小于输入电压 Uo,极性输出相反,电感传输;
④Cuk 电路–降压或升压斩波器,其输出平均电压 U。大于或小于输入电压 Up,极性输出相反,电容传输。
当今软开关技术使得 DC/DC 变换器发生了质的飞跃。美国 VICOR 开关电源公司设计制造的多种 ECI软开关 DC/DC 变换器,其最大输出功率有 300W、600W、800W 等,相应的功率密度为 6.2W/cm3、10W/cm3、17W/cm3,效率为 80% -90%。日本 Nemic Lambda公司最新推出的一种采用软开关技术的高频开关电源模块 RM 系列,其开关频率为 200~300kHz,功率密度已达到 27W/cm3,采用同步整流器(MOSFET 代替肖特基极管),使整个电路效率提高到 90%。
2.AC/DC变换器
AC/DC变换器是将交流变换为直流, 其功率电流流向可以是双向的。 功率电流流向负载的变换称为“ 整流”, 功率电流由负载传输回电源的称为“ 有源逆变”。
AC/DC变换器按电路的结线方式可分为半波电路和全波电路; 按电路的控制特点可分为不可控、半控和全控三类;按电源相数可分为单相、三相和多相;按电路工作象限又可分为一象限、二象限、三象限和四象限。
3.电路结构分类
开关电源按照电路结构主要分为以下几种:
①按驱动方式分,有自励式和他励式;
②按 DC/DC 变换器的工作方式分,有单端正励式和反励式、推挽式、半桥式、全桥式、降压式、升压式和升降压式等;
③按电路组成分,有谐振型和非谐振型;
④按控制方式分,有脉冲宽度调制(PWM)式:脉冲频率调制(PFM)式和 PWM 与PFM 混合式;
⑤按电源是否隔离和反馈控制信号耦合方式分,有隔离式、非隔离式和变压器耦合式、光电耦合式等。
以上这些方式的组合可构成多种方式的开关型稳压电源。因此,设计者需根据各种方式的特征进行有效地组合,制作出满足需要的高质量开关型稳压电源。
4.功率开关管分类
①晶体管;
②晶闸管;
③MOSFET 管;
④IGBT 型开关电源。
5.电路拓扑分类
①Buck 降压;
②Boost 升压;
③Buck-Boost 降压-升压;
④Flyback 反激;
⑤Forward 正激;
⑥Two-Transistor Forward 双晶体管正激;
⑦Push-Pull 推挽;
⑧Half Bridge 半桥;
⑨Full Bridge 全桥;
⑩SEPIC;
⑪C’uk。