V处于断态的时间为处于断态的时间为toff，电容电流和时间的，电容电流和时间的乘积为乘积为I1toff, ,由此有：由此有：降升降升压斩波电路压斩波电路和和Cuk电路电路2828 数量关系数量关系数量关系数量关系 优点优点（与降升压斩波电路相比）：输入电源电流和（与降升压斩波电路相比）：输入电源电流和输出负载电流都是连续的，且脉动很小，有利于对输入输出负载电流都是连续的，且脉动很小，有利于对输入、输出进行滤波、输出进行滤波降升降升压斩波电路压斩波电路和和Cuk电路电路当开关在当开关在B点时，点时，A，，B点电压点电压为为当开关在当开关在A点时，点时，A，，B点电压点电压为为A A，，B B点平均电压为点平均电压为输出电压为输出电压为2929 SepticSeptic斩波电路斩波电路◆◆工作原理工作原理☞☞ V V导通时，导通时，E—LE—L1 1——V V回路和回路和C C1 1——V V—L—L2 2回路同时导电，回路同时导电，L L1 1和和L L2 2贮能☞☞ V V关断时，关断时，E—LE—L1 1—C—C1 1——VD—VD—负载回路及负载回路及L L2 2——VD—VD—负载负载回路同时导电，此阶段回路同时导电，此阶段E E和和L L1 1既向负载供电，同时也向既向负载供电，同时也向C C1 1充电（充电（C C1 1贮存的能量在贮存的能量在V V处于通态时向处于通态时向L L2 2转移）。
转移） 3030 SepticSeptic斩波电路和斩波电路和ZetaZeta斩波电路斩波电路◆◆输入输出关系输入输出关系 3131 ZetaZeta斩波电路斩波电路◆◆工作原理工作原理☞☞V V导通时，电源导通时，电源E E经开关经开关V V向电感向电感L L1 1贮能☞☞V V关断时，关断时，L L1 1－－VDVD－－C C1 1构成振荡回路，构成振荡回路， L L1 1的能量转移的能量转移至至C C1 1，能量全部转移至，能量全部转移至C C1 1上之后，上之后，VDVD关断，关断，C C1 1经经L L2 2向负向负载供电3232 ZetaZeta斩波电路斩波电路◆◆输入输出关系为输入输出关系为 3333 ZetaZeta斩波电路斩波电路■■讨论：讨论：两种电路具有相同的输入输出关系，两种电路具有相同的输入输出关系，SepicSepic电路中，电源电流连续但负载电流断续，有电路中，电源电流连续但负载电流断续，有利于输入滤波；利于输入滤波；ZetaZeta电路的电源电流断续而负载电路的电源电流断续而负载电流连续；两种电路输出电压均为正极性电流连续；两种电路输出电压均为正极性。
3434 带隔离的直流直流变流电路带隔离的直流直流变流电路l l正激电路正激电路l l反激电路反激电路 l l半桥电路半桥电路l l全桥电路全桥电路l l推挽电路推挽电路l l全波整流和全桥整流全波整流和全桥整流l l开关电源开关电源3535 带隔离的直流直流变流电路带隔离的直流直流变流电路■直直——交交——直电路直电路 ■■电路特点：电路特点： ◆◆输出与输入隔离输出与输入隔离 ◆◆需要相互隔离的多路输出需要相互隔离的多路输出 ◆◆输出电压与输入电压比远小于输出电压与输入电压比远小于1 1或远大于或远大于1 1 ◆ ◆交流环节工作频率较高，可减小变压器和滤交流环节工作频率较高，可减小变压器和滤波电感、滤波电容的体积和重量波电感、滤波电容的体积和重量3636 带隔离的直流直流变流电路带隔离的直流直流变流电路■■分类：分类：l单端电路单端电路 变压器中流过直流脉动电流包括正激电路和反变压器中流过直流脉动电流包括正激电路和反激电路l双端电路双端电路 变压器中电流为正负对称的交流电流，半桥、全桥变压器中电流为正负对称的交流电流，半桥、全桥和推挽电路属于双端电路。
和推挽电路属于双端电路 3737 正激电路正激电路(Forward)(Forward)◆◆工作过程工作过程☞☞S S开通开通，，W W1 1电压为上正下负，电压为上正下负，W W2 2的电压也上正下负，的电压也上正下负，VDVD1 1导通，导通，VDVD2 2截止，截止，L L电流逐渐增长电流逐渐增长 ☞☞S S关断关断，，L L通过通过VDVD2 2续流，续流，VDVD1 1关断变压器励磁电流关断变压器励磁电流经经N N3 3和和VDVD3 3流回电源流回电源3838 正激电路正激电路(Forward)(Forward)◆◆工作过程工作过程S S关断后承受的电压为关断后承受的电压为 SuSiLiSOttttUiOOO3939 正激电路正激电路(Forward)(Forward)BRBSBHO◆◆变压器的磁心复位变压器的磁心复位☞☞S S开通后，变压器激磁电流开通后，变压器激磁电流由零随时间线性增长，直到由零随时间线性增长，直到S S关断，导致变压器激磁电感关断，导致变压器激磁电感饱和。
饱和☞☞须使激磁电流在须使激磁电流在S S关断后到关断后到下一次再开通时间内降回零，下一次再开通时间内降回零，这一过程称为这一过程称为变压器的磁心变压器的磁心复位复位☞☞磁心复位所需的时间为磁心复位所需的时间为4040 正激电路正激电路(Forward)(Forward)◆◆输出电压输出电压☞☞输出滤波电感电流连续时输出滤波电感电流连续时 ☞☞输出电感电流不连续、负载为零的极限输出电感电流不连续、负载为零的极限情况下情况下 4141 反激电路反激电路SuSiSiVDtontoffttttUiOOOO◆◆工作过程工作过程☞☞S S开通开通，，VDVD截止，截止，W W1 1电流线性电流线性增长，电感储能增加增长，电感储能增加☞☞S S关断关断，，W W1 1电流被切断，变压电流被切断，变压器磁场能量通过器磁场能量通过W W2 2和和VDVD向输出端向输出端释放，电压为释放，电压为4242 反激电路反激电路SuSiSiVDtontoffttttUiOOOO◆◆工作模式工作模式☞☞S S开通时，开通时，W W2 2中电流尚未下降中电流尚未下降到零，则称工作于到零，则称工作于电流连续模电流连续模式式，输出输入电压关系为，输出输入电压关系为☞☞ S S开通前，开通前，W W2 2中电流已经下降中电流已经下降到零，则称工作于到零，则称工作于电流断续模电流断续模式式。
负载为零的极限情况下负载为零的极限情况下，， ，，所以应该避免所以应该避免负载开路状态负载开路状态 4343 半桥电路半桥电路◆◆工作过程工作过程☞☞S S1 1与与S S2 2交替导通，使变压交替导通，使变压器一次侧形成幅值为器一次侧形成幅值为U Ui i/2/2的的交流电压，改变开关占空比，交流电压，改变开关占空比，可改变二次侧整流电压可改变二次侧整流电压u ud d平平均值，即改变了输出电压均值，即改变了输出电压U Uo o☞☞S S1 1导通时，导通时，VDVD1 1导通；导通；S S2 2导导通时，通时，VDVD2 2导通当两个开导通当两个开关都关断时，关都关断时，N N1 1中电流为零，中电流为零，VDVD1 1和和VDVD2 2都导通，各分担一都导通，各分担一半的电流半的电流4444 半桥电路半桥电路☞☞S S1 1或或S S2 2导通时导通时L L电流逐渐上电流逐渐上升；升；☞☞两个开关都关断时，两个开关都关断时，L L电流电流逐渐下降；逐渐下降；☞☞ S S1 1和和S S2 2断态断态时承受的峰值时承受的峰值电压均为电压均为U Ui i。
☞☞☞☞由于由于由于由于电容电容电容电容的的的的隔直作用隔直作用隔直作用隔直作用，半，半，半，半桥电路对由于两个开关导桥电路对由于两个开关导桥电路对由于两个开关导桥电路对由于两个开关导通时间不对称而造成的变通时间不对称而造成的变通时间不对称而造成的变通时间不对称而造成的变压器一次侧电压的直流分压器一次侧电压的直流分压器一次侧电压的直流分压器一次侧电压的直流分量有自动平衡作用，因此量有自动平衡作用，因此量有自动平衡作用，因此量有自动平衡作用，因此不容易发生变压器的不容易发生变压器的不容易发生变压器的不容易发生变压器的偏磁偏磁偏磁偏磁和和和和直流磁饱和直流磁饱和直流磁饱和直流磁饱和4545 半桥电路半桥电路☞☞S S1 1或或S S2 2导通时导通时L L电流逐渐上电流逐渐上升；升；☞☞两个开关都关断时，两个开关都关断时，L L电流电流逐渐下降；逐渐下降；☞☞ S S1 1和和S S2 2断态断态时承受的峰值时承受的峰值电压均为电压均为U Ui i ☞☞☞☞由于由于由于由于电容电容电容电容的的的的隔直作用隔直作用隔直作用隔直作用，半，半，半，半桥电路对由于两个开关导桥电路对由于两个开关导桥电路对由于两个开关导桥电路对由于两个开关导通时间不对称而造成的变通时间不对称而造成的变通时间不对称而造成的变通时间不对称而造成的变压器一次侧电压的直流分压器一次侧电压的直流分压器一次侧电压的直流分压器一次侧电压的直流分量有自动平衡作用，因此量有自动平衡作用，因此量有自动平衡作用，因此量有自动平衡作用，因此不容易发生变压器的不容易发生变压器的不容易发生变压器的不容易发生变压器的偏磁偏磁偏磁偏磁和和和和直流磁饱和直流磁饱和直流磁饱和直流磁饱和。
4646 半桥电路半桥电路◆◆◆◆输出电压输出电压输出电压输出电压 ☞☞☞☞滤波电感滤波电感滤波电感滤波电感L L L L的电流连续时的电流连续时的电流连续时的电流连续时 ☞☞输出电感电流不连续，输出电压输出电感电流不连续，输出电压U Uo o将高于连将高于连续时的计算值，并随负载减小而升高，在负载续时的计算值，并随负载减小而升高，在负载为零的极限情况下为零的极限情况下4747 全桥电路全桥电路◆◆工作过程工作过程☞☞互为对角的两个开关同时导通互为对角的两个开关同时导通，同一侧半桥上下，同一侧半桥上下两开关两开关交替交替导通，变压器一次侧形成幅值为导通，变压器一次侧形成幅值为U Ui i的交的交流电压，改变占空比就可以改变输出电压流电压，改变占空比就可以改变输出电压4848 全桥电路全桥电路S1S2uS1uS2iS1iS2iD1iD2tonTtttttttt2Ui2UiiLiLOOOOOOOO☞☞当当S S1 1与与S S4 4开通后，开通后，VDVD1 1和和VDVD4 4导通，导通，L L电流逐电流逐渐上升☞☞当当S S2 2与与S S3 3开通后，开通后，VDVD2 2和和VDVD3 3导通，导通，L L电流也电流也上升。
上升☞☞4 4个开关都关断时，个开关都关断时，4 4个二极管都导通，各个二极管都导通，各分担一半电感电流，分担一半电感电流，L L电流逐渐下降电流逐渐下降lS S1 1和和S S2 2断态时承受的断态时承受的峰值电压均为峰值电压均为U Ui i4949 全桥电路全桥电路☞☞如如S S1 1、、S S4 4与与S S2 2、、S S3 3的导通时间不对称，则交流电压的导通时间不对称，则交流电压u uT T中含有中含有直流分量直流分量，在变压器一次侧产生很大的直流，在变压器一次侧产生很大的直流分量，造成磁路饱和，因此全桥电路应注意避免电分量，造成磁路饱和，因此全桥电路应注意避免电压直流分量的产生，可在一次侧回路串一电容，阻压直流分量的产生，可在一次侧回路串一电容，阻断直流电流断直流电流☞☞为避免同一侧半桥中上下两开关同时导通，每个为避免同一侧半桥中上下两开关同时导通，每个开关占空比不能超过开关占空比不能超过50%50%，还应留有裕量还应留有裕量 5050 全桥电路全桥电路◆◆输出电压输出电压 ☞☞滤波电感电流连续时滤波电感电流连续时 ☞☞输出电感电流不连续，输出电压输出电感电流不连续，输出电压U Uo o将高于电流连将高于电流连续时的计算值，并随负载减小而升高，在负载为零续时的计算值，并随负载减小而升高，在负载为零的极限情况下的极限情况下 5151 S1S2uS1uS2iS1iS2iD1iD2tonTtttttttt2Ui2UiiLiLOOOOOOOO◆◆工作过程工作过程☞☞S S1 1和和S S2 2交替导通，交替导通，N N1 1和和N N’’1 1分分别形成相位相反的交流电压。
别形成相位相反的交流电压☞☞S S1 1导通时，导通时，VDVD1 1也导通，也导通，L L电电流逐渐上升；流逐渐上升；S S2 2导通时，导通时，VDVD2 2处于通态，处于通态，L L电流也逐渐上升电流也逐渐上升☞☞当两个开关都关断时，当两个开关都关断时，VDVD1 1和和VDVD2 2都处于通态，各分担一都处于通态，各分担一半的电流半的电流☞☞ S S1 1和和S S2 2断态时承受的断态时承受的峰值电峰值电压压均为均为2 2倍倍U Ui i 推挽电路推挽电路5252 推挽电路推挽电路☞☞S S1 1和和S S2 2同时导通，相当于变压器一次绕组短路，同时导通，相当于变压器一次绕组短路，因此应避免，每个开关占空比不能超过因此应避免，每个开关占空比不能超过50%50%，还要，还要留有死区留有死区 ◆◆输出电压输出电压☞☞当滤波电感当滤波电感L L的电流连续时的电流连续时 ☞☞输出电感电流不连续，输出电压输出电感电流不连续，输出电压U Uo o将高于电流连将高于电流连续时的计算值，并随负载减小而升高，在负载为零续时的计算值，并随负载减小而升高，在负载为零的极限情况下的极限情况下 5353 电路电路优点优点缺点缺点功率范围功率范围应用领域应用领域正激正激电路较简单，成本低，可电路较简单，成本低，可靠性高，驱动电路简单靠性高，驱动电路简单变压器单向激磁，利用率变压器单向激磁，利用率低低几百几百W~W~几几kWkW各种中、小功率电各种中、小功率电源源反激反激电路非常简单，成本很低，电路非常简单，成本很低，可靠性高，驱动电路简单可靠性高，驱动电路简单难以达到较大的功率，变难以达到较大的功率，变压器单向激磁，利用率低压器单向激磁，利用率低几几W~W~几十几十W W小功率电子设备、小功率电子设备、计算机设备、消费计算机设备、消费电子设备电源。
电子设备电源全桥全桥变压器双向励磁，容易达变压器双向励磁，容易达到大功率到大功率结构复杂，成本高，有直通问结构复杂，成本高，有直通问题，可靠性低，需要复杂的多题，可靠性低，需要复杂的多组隔离驱动电路组隔离驱动电路几百几百W~W~几百几百kWkW大功率工业用电源、大功率工业用电源、焊接电源、电解电焊接电源、电解电源等源等半桥半桥变压器双向励磁，没有变变压器双向励磁，没有变压器偏磁问题，开关较少，压器偏磁问题，开关较少，成本低成本低有直通问题，可靠性低，有直通问题，可靠性低，需要复杂的隔离驱动电路需要复杂的隔离驱动电路几百几百W~W~几几kWkW各种工业用电源，计各种工业用电源，计算机电源等算机电源等推挽推挽变压器双向励磁，变压器一变压器双向励磁，变压器一次侧电流回路中只有一个开次侧电流回路中只有一个开关，通态损耗较小，驱动简关，通态损耗较小，驱动简单单有偏磁问题有偏磁问题几百几百W~W~几几kWkW低输入电压的电源低输入电压的电源各种不同的间接直流变流电路的比较各种不同的间接直流变流电路的比较5454 全波整流全波整流■双端电路双端电路常用常用全波整流电路全波整流电路和和全桥整流电路全桥整流电路。
◆◆优点：优点：L L的电流回路只有的电流回路只有一个二极管压降一个二极管压降，损耗，损耗小，且整流电路只需小，且整流电路只需2 2个二极管个二极管，元件数较少元件数较少◆◆缺点：二极管断态时承受反压较高，对器件耐压缺点：二极管断态时承受反压较高，对器件耐压要求较高，且变压器二次侧绕组有中心抽头，结构要求较高，且变压器二次侧绕组有中心抽头，结构较复杂◆◆适用场合：输出电压较低的情况下（适用场合：输出电压较低的情况下（<100V<100V）5555 全桥整流全桥整流◆◆优点：二极管断态承受的电压仅为交流电压幅值，优点：二极管断态承受的电压仅为交流电压幅值，变压器绕组简单变压器绕组简单◆◆缺点：缺点：L L电流回路中电流回路中两个有二极管压降两个有二极管压降，损耗较，损耗较大，且需要大，且需要4 4个二极管个二极管，元件数较多元件数较多◆◆适用场合：高压输出的情况下适用场合：高压输出的情况下5656 全桥整流全桥整流■■同步整流电路同步整流电路 ◆◆当输出电压非常低时，可采用同步整流电路，当输出电压非常低时，可采用同步整流电路，利用利用低压低压MOSFETMOSFET导通电阻小的特性降低整流电路导通导通电阻小的特性降低整流电路导通损耗，提高效率。
损耗，提高效率 ◆◆缺点：需对缺点：需对V V1 1和和V V2 2的通与断进行控制，控制电路的通与断进行控制，控制电路复杂 5757 开关电源开关电源■■■■如果输入端的直流电源是由交流电网整流得来，如果输入端的直流电源是由交流电网整流得来，如果输入端的直流电源是由交流电网整流得来，如果输入端的直流电源是由交流电网整流得来，则构成则构成则构成则构成交交交交————直直直直————交交交交————直直直直电路，采用这种电路的装电路，采用这种电路的装电路，采用这种电路的装电路，采用这种电路的装置通常被称为开关电源置通常被称为开关电源置通常被称为开关电源置通常被称为开关电源 ■■■■由于开关电源采用了由于开关电源采用了由于开关电源采用了由于开关电源采用了工作频率较高工作频率较高工作频率较高工作频率较高的交流环节，的交流环节，的交流环节，的交流环节，变压器和滤波器都大大减小，因此同等功率条件变压器和滤波器都大大减小，因此同等功率条件变压器和滤波器都大大减小，因此同等功率条件变压器和滤波器都大大减小，因此同等功率条件下其体积和重量都远远小于相控整流电源下其体积和重量都远远小于相控整流电源。
下其体积和重量都远远小于相控整流电源下其体积和重量都远远小于相控整流电源 ■■■■工作频率的提高还有利于控制性能的提高工作频率的提高还有利于控制性能的提高工作频率的提高还有利于控制性能的提高工作频率的提高还有利于控制性能的提高5858 本章小结本章小结■■■■直流直流直流直流- - - -直流变流电路包括直流变流电路包括直流变流电路包括直流变流电路包括直接直流变流电路直接直流变流电路直接直流变流电路直接直流变流电路和和和和间间间间接直流变流电路接直流变流电路接直流变流电路接直流变流电路 ■■■■直接直流变流电路包括直接直流变流电路包括直接直流变流电路包括直接直流变流电路包括6 6 6 6种基本斩波电路、种基本斩波电路、种基本斩波电路、种基本斩波电路、2 2 2 2种复种复种复种复合斩波电路及多相多重斩波电路，其中最基本的合斩波电路及多相多重斩波电路，其中最基本的合斩波电路及多相多重斩波电路，其中最基本的合斩波电路及多相多重斩波电路，其中最基本的是是是是降压斩波电路降压斩波电路降压斩波电路降压斩波电路和和和和升压斩波电路升压斩波电路升压斩波电路升压斩波电路两种■■■■常见的间接直流变换电路可以分为常见的间接直流变换电路可以分为常见的间接直流变换电路可以分为常见的间接直流变换电路可以分为单端单端单端单端和和和和双端双端双端双端电电电电路两大类，单端电路包括正激和反激两类，双端路两大类，单端电路包括正激和反激两类，双端路两大类，单端电路包括正激和反激两类，双端路两大类，单端电路包括正激和反激两类，双端电路包括全桥、半桥和推挽三类，每一类电路都电路包括全桥、半桥和推挽三类，每一类电路都电路包括全桥、半桥和推挽三类，每一类电路都电路包括全桥、半桥和推挽三类，每一类电路都可能有多种不同的拓扑形式或控制方法。
可能有多种不同的拓扑形式或控制方法可能有多种不同的拓扑形式或控制方法可能有多种不同的拓扑形式或控制方法 5959 。
