开关电源设计详解：从基本原理到DC-DC变换器

"开关电源基本原理与设计，台湾某公司的内部教程，适合有一定基础的学习者。教程涵盖了开关电源的主要架构、EMI部分、PFC部分、同步整流、均流技术以及保护和控制线路。" 开关电源是电力电子设备中不可或缺的部分，它通过转换交流电（AC）为直流电（DC）来为各种电子设备供电。本教程详细介绍了开关电源的基本原理，包括输入回路、输出回路和控制回路的组成。 输入回路由EMI滤波电路、高压整流滤波、隔离变压器初级和高压方波切割元件构成，它们与电网直接连接，处理高电压。EMI滤波器用于减少电网中的电磁干扰。高压整流滤波将交流电变为直流电，而隔离变压器则确保了安全，隔离高电压和低电压电路，同时实现电压转换。 工作原理中，交流输入电压首先经过EMI滤波，然后整流和滤波得到高压直流电。高压直流电通过MOSFET等开关元件切割成高频方波信号，这个信号通过隔离变压器初级，次级感应出低压交流电，再经整流滤波得到稳定的低压直流输出，供给负载。控制回路监控输出电压，通过PWM逻辑控制电路调整开关元件的占空比，保持输出电压稳定。当发生负载故障时，保护电路会触发，使开关元件停止工作，保护系统。 教程还涉及了两种常见的DC-DC变换器：Boost（升压）和Buck（降压）变换器。Boost变换器用于将输入电压提升到更高的输出电压，而Buck变换器则降低输入电压。这两种变换器的工作状态和理想传输函数都有详细描述，有助于理解其工作原理和性能特点。 Boost变换器在开关关闭时，电流通过电感器L流向负载，储存能量；当开关打开时，电感器释放能量，维持负载电压。Buck变换器则是通过开关的通断控制电感器储能和释放，从而调节输出电压。 此外，教程还提到了PFC（功率因数校正）部分，用于提高电源的功率因数，减少对电网的影响；同步整流技术可以提高效率，降低损耗；均流技术确保多个开关电源并联工作时，电流均匀分配；保护与控制线路则负责监控和保护整个系统的安全运行。 这个教程深入浅出地讲解了开关电源的核心原理和技术，对于理解和设计开关电源系统具有很高的参考价值。