全控型和小功率开关器件的发展,开关电源的研究基本处于理论阶段,只在中小
功率得到了实际应用。此时的电路基本上有各个单独的分立元件组成,尤其在控
制电路部分没有现在的高度集成化,从而造成了当时的开关电源开关频率低、电
路复杂,稳定性差,不宜与调试的现象,但是与传统的线性稳压电源相比较,也
展显出了其重量轻,体积小,效率高(最高
70%
)的优点。随着开关器件的不断
发展,
20
世纪
70
年代全控性电力晶体管
GTR
出现,开关电源才正式步入“高
频”
时代,此时的开关频率最高可以做到
20KHz
,但是仍处于中小型功率范畴。
直到
20
世纪
80
年代初期,绝缘栅双极型晶体管
IGBT
问世并被应用在开关电源
中,开关电源才由中小功率过渡到大功率,在
80
年代末期采用集成开关控制器
驱动的
MOSFET
出现,将开关电源的开关频率进一步提升至
50KHz~100KHz
。
但是随着开关频率的不断提高,在开关管开通和关断的瞬间,开关损耗成为了制
约开关频率提高的主要问题,开关损耗的存在造成了电源转换效率降低,开关管
发热等严重问题,尤其在于发热问题,加剧缩短了开关管的使用寿命。
20
世纪
90
年代初期,软开关技术的出现才彻底解决了困扰多年的开关损耗问题,零电压变
换、零电流变换等技术将开关损耗几乎降为零,随着开关损耗的解决和开关控制
器进一步集成化,
90
年代中期,开关电源的工作频率已经可以提高至
100
kHz~1MHz
,并一直发展至今。
1.3 设计方案
本文用于
Pspice
仿真的反激式开关电源主要可以分为以下几个设计步骤
:
1
、输入过流保护:在市电输入端加入保险丝,可以防止因为输出短路造成
的大电流烧毁开关电源。
2
、抗干扰滤波电路和整流滤波器:抗干扰滤波电路用于消除开关电源自身
产生的高频噪声,防止进入市电对电网造成污染。整流滤波电路在于将市电转换
为较为平坦的直流电。
3
、功率变换电路
(DC/DC)
:滤波之后的直流电加在高频变压器上,使用
MOSFET
将直流电压斩成方波,方波的占空比由开关控制器控制,控制占空比
的大小就可以调控输出的直流电压。