開關電源條件
開關電源的電力電子器件工作在開關狀態而不是線性狀態
高頻條件
電力電子器件工作在高頻而不是接近工頻的低頻
直流條件
開關電源輸出的是直流而不是交流也可以輸出高頻交流如電子變壓器各種功能。
DC/DC變換
DC/DC變換是將固定的直流電壓變換成可變的直流電壓,也稱為直流斬波。斬波器的工作方式有兩種,一是脈寬調制方式Ts不變,改變ton(通用),二是頻率調制方式,ton不變,改變Ts(易產生干擾)。其具體的電路由以下幾類:
Buck電路
——降壓斬波器,其輸出平均電壓U0小于輸入電壓Ui,極性相同。
Boost 電路
——升壓斬波器,其輸出平均電壓
UO大于輸入電壓Ui,極性相同。
Buck一Boost電路
——降壓或升壓斬波器,其
輸出平均電壓UO大于或小于輸入電壓Ui,極性相反,電感傳輸。
Cuk電路
——降壓或升壓斬波器,其輸出平均電
壓UO大于或小于輸入電壓Ui,極性相反,電容傳輸。還有Sepic、 Zeta電路。
隔離型電路
上述為非隔離型電路,隔離型電路有正激電路、反激電路、半橋電路、全橋電路、推挽電路。
當今軟開關技術使得 DC/DC發生了質的飛躍,美國_VICOR 公司設計制造的多種 ECI軟開關 DC/DC變換器,其最大輸出功率有300W、600W、800W等,相應的功率密度為(6.2、10、17)W/cm3,效率為(80~90)%。日本NemicLambda公司最新推出的一種采用軟開關技術的高頻開關電源模塊RM系列,其開關頻率為(200~300)kHz,功率密度已達到27W/cm3,采用同步整流器(MOSFET代替肖特基二極管),使整個電路效率提高到90%。
AC/DC變換
AC/DC變換是將交流變換為直流,其功率流向可以是雙向的,功率流由電源流向負載的稱為“整流”,功率流由負載返回電源的稱為“有源逆變”。AC/DC變換器輸入為50/60Hz的交流電,因必須經整流、濾波,因此體積相對較大的濾波電容器是必不可少的,同時因遇到安全標準(如UL、CCEE等)及EMC指令的限制(如IEC、、FCC、CSA) ,交流輸入側必須加EMC濾波及使用符合安全標準的元件,這樣就限制AC/DC 電源體積的小型化,另外,由于內部的高頻、高壓、大電流開關動作,使得解決EMC電磁兼容問題難度加大,也就對內部高密度安裝電路設計提出了很高的要求,由于同樣的原因,高電壓、大電流開關使得電源工作損耗增大,限制了AC/DC變換器模塊化的進程,因此必須采用電源系統優化設計方法才能使其工作效率達到一定的滿意程度。
AC/DC變換按電路的接線方式可分為,半波電路、全波電路。按電源相數可分為,單相、三相、多相。按電路工作象限又可分為一象限、二象限、三象限、四象限。