开关电源名词解释 admin    18/09/07



1.线性稳压电源 (Linear Regulated Power Supply, 简称 Linear Power Supply)

    线性稳压电源简称为线性电源, 因其内部调整管工作在线性工作区而得名, 线性稳压器调整管与负载相串联, 电源的输入电流与输出电流基本相等, 其优点是稳压性能好, 输出的纹波电压和噪声电压很小, 电路简单、 成本低廉, 主要缺点是调整管的压降较大,功耗高,稳压电源的效率低, 一般仅为35%~15%。

2.线性稳压器(Linear Voltage Regulator,简称 Linear Regulator)

    线性稳压器是线性电源的核心电路, 只需配上工频变压器和输入整流滤波电路, 即可构成线性电源。

3.开关电源(Switching Mode Power Supply,简称 SMPS)

    开关电源是开关稳压电源的简称, 一般指输入为交流电压、 输出为直流电压的AC/DC变換器, 开关电源内部的功率开关管工作在高频开关状态 , 本身消耗的能量很低, 电源效率可达75%~90%,比普通线性稳压电源提高近一倍。

4.单片开关电源(Single-chip SMPS)

    它是将开关电源的主要电路都集成在一个芯片中, 能实现脉宽调制、 输出隔离及多种保护功能,具有高集成度、高性价比、最简外围电路、最佳性能指标等优点,单片开关电源一般属于 AC/DC电源变換器。

5.数字电源(Digital Power Supply)

    它是以数字信号处理器(DSP)或微控制器(MCU)为核心,将数字电源驱动器、PWM控制器等作为控制对象, 能实现控制、 管理和监测功能的电源产品。

6.离线式开关变换器(Off-line Switching Converter)

    AC/DC变換器的输入端经过整流滤波器接交流电网。

7.高频开关变換器 (High-frequency Switching Converter)

    目前一般指开关频率在几百千赫兹甚1MHz以上的开关变换器。

8. DC/DC变換器(DC-DC Converter)

    DC/DC变换器是通过开关器件将一种直流电压转换成另一种 (或几种) 直流电压的装置 。

9.开关稳压器(Switching Voltage Regulator,简称 Switching Regulator)

    开关稳压器一般特指低压DC/DC变换器。给开关稳压器配上工频变压器、输入整流滤波器, 即可构成开关电源。

10. 复合式稳压器

    由开关电源(或开关稳压器)与线性稳压器构成的一种复合式稳压电源,它以开关电源作为前级,线性稳压器(含低压差线性稳压器)作为后级,兼有开关电源、线性电源之优点,不仅电源效率较高,而且稳压性能好,输出的纹波噪声很小。

11.硬开关(Hard Switching)

    当功率开关管上的电压或电流尚未过零时,就强迫功率开关管导通(或关断),此时功率开关管的电压下降(或上升)与电流上升(或下降)有一个交叠过程,会造成开关损耗。这种开关方式称为硬开关。

12.软开关(SoftSwitching)

    其特点是功率开关管仅在其电压(或电流)为零时导通,使管子的开关损耗接近于零。这种开关方式称为软开关。软开关变換器主要包括零电压变換器(简称ZVT变換器)和零电流变換器(简称ZCS变换器)。

13.拓扑(Topology)

    原指研究与地形、地貌相类似的地志学。在拓扑学里不讨论两个图形全等的概念,仅讨论拓扑等价的慨念。

14.电路的拓扑结构(Circuit Topology)

    电路的拓扑结构是指电路中能反映出电路中各部分连接最本质特点的节点、支路及回路的数量。同一种拓扑结构可对应于不同的电路图。常用的电源变换器拓扑结构有降压式、升压式、反激式、正激式、半桥式、全桥式、谐振式等。

15.降压式变換器(Buck Converter)

    降压式变換器亦称Buck变換器, 其特点是输出电压低于输入电压, 它具有降低电压的作用。

16.升压式变换器(BoostConverter)

    升压式变换器简称Boost变换器。其特点是输出电压高于输入电压,它具有提升电压的作用。

17.降压/升压式变换器(Buck-Boost Converter)

    降压/升压式变換器亦称 Buck/Boost电源变換器, 其特点是当输入电压高于输出电压时变換器工作在降压式, 当输入电压低于输出电压时变换器工作在升压式。

18.电荷泵式变換器(Charge Pump Converter)

    亦称极性反转(Inverting Converter)式变換器,或开关电容式变换器,其特点是输出电压的极性与输入电压相反, 且输出负电压的幅度既可高于输入电压, 也可低于或等于输入电压, 因此亦可将其列入降压/升压式变換器。

19.单端一次侧电感式变換器(Single Ended Primary Inductor Converter)

    单端一次側电感式变換器简称SEPIC变換器,电路中使用两只电感器L1,和 L2 , L1 和功率开关管V起到升压式变換器的作用, 而L2和整流管VD起到反激式降压/升压式的作用, 它属于“升压十降压/升压式”变换器, 输出电压既可以高于输入电压, 也可以低于输入电压, 使用非常灵活。

20.反激式(亦称回扫式)变換器(Flyback Converter)

    反激式变換器亦称回扫式变換器 (Flyback Converter) , 其特点是仅在功率开关管截止期间向负载输出能量的统称为反激式变换器。

21.正激式变換器(Forward Converter)

    当功率开关管导通时,除向负载供电之外,还有一部分电能储存在L和 C中;当功率开关管关断时, 诸存在L中的电能就向负载供电, 维持输出电压不变。

22.双开关正激式变換器(2 Switch Forward Converter)

    双开关正激式变換器需使用两只 MOSFET(V1、V2)作为开关器件,在PWM信号控制下同时导通或关断。

23.半桥式变換器(Half Bridge Converter)

    半桥式变換器是用两只功率开关管构成半桥, 适合构成大功率开关电源。

24.全桥式变換器(Full Bridge Converter)

    全桥式变換器需要使用4只功率开关管构成全桥, 适合构成大功率开关电源。

25.推挽式变換器(Push-pull Converter)

    推挽式变換器是利用两只交替工作的功率开关管来完成电源变换的。

26.半桥LLC谐振变換器(Half-bridgeLLC Resonant Converter)

    半桥LLC谐振变換器包含半桥、 两只谐振电感和一只谐振电容, 它属于一种变频转換器, 其稳压原理为当输出电压升高时, 通过降低工作频率及电压增益使输出电压趋于稳定。

27.脉宽调制(Pulse Width Modulation,简称PWM)

    开关电源中常用的一种调制控制方式, 其特点是保持开关频率恒定, 即开关周期不变, 改变脉冲宽度, 使电网电压和负载变化时开关电源的输出电压变化最小。

28.占空比(Duty Cycle)

    占空比(D)表示脉冲宽度(信号高电平持续时间t)与周期(T)的百分比,计算公式为 D=(t/T)X100%, 在测试脉宽调制(PWM)式开关电源及变频调速系统时,经常需要测量脉冲信号的占空比。

29.波形因数(kf)

    波形因数表示有效值电压(Urms)与平均值电压(U)之比,计算公式为是(kf=Urms/U,

30.波形系数(Kf)

    在开关电源中,定义正弦波的波形系数 (Kf= √2 x π =4.44。

31.波峰因数(kp)

    波峰因数表示峰值电压(Up)与有效值电压(Urms)之比,计算公式为 kp = (Up/Urms

32.同步整流(Synchronous Rectification,简称SR)

    它是采用通态、电阻极低的专用功率MOSFET, 来取代整流二极管以降低整流损耗的一项新技术, 能显著提高开关电源在低电压、大电流输出时的效率。

33.连续导电模式CUM(Continuous Mode)

    连续模式的特点是高频变压器在每个开关周期, 都是从非零的能量储存状态开始的。

34.不连续模式 DUM(Discontinuous Mode)

    不述续模式的特点是, 储存在高频变压器中的能量在每个开关周期内都要完全释放掉。

35.电源管理(Power Management)

    电源管理是指如何将电源有效地分配给系统的不同组件, 电源管理技术是将电力变换、现代电子、网络组建、自动控制等多学科融为一体的边缘交又学科。

36.电源管理集成电路(Power Management Integrated Circuit,简称 PMIC)

37.电源管理模式(Power Management Mode,简称PMM)

38.电源电压监视器(Supply Voltage Supervisor,简称 SVS)

39.不间断电源(Uninterrupted Power Supply,简称 UPS)

    当交流供电突然中断时, 将蓄电池输出的直流电变换成交流电, 继续给负载供电的电源设备。

40.电压调整率(Voltage Regulation或 Line Regulation)

    电压调整率(Sv)亦称线性调整率(或线路调整率), 一般用百分数表示,但也有的用mV来表示, 它表示当输入电压在规定范围内变化时, 输出电压的变化率, 测量电压调整率的方法是给开关电源接上额定负载, 首先测出在标称输入电压时的输出电压值Uo, 然后述续调节输入电压, 使之从规定的最小値一直变化到最大値, 记下输出电压与标称值的最大偏差ΔUo(可取绝对値) , 最后代入下式计算电压调整率

  (1-1-1)

41.负载调整率(Load Regulation)

    负载调整率(SI)亦称电流调整率, 一般用百分数表示,也有的用mV表示,它是衡量开关电源在负载电流发生变化时, 使输出电压保持恒定的一种能力, 测量负载调整率的方法是将输入电压调至标称値, 分别测出开关电源在满载与空载时的输出电压值U1、U2再代入下式计算负载调整率

SI = (U2 - U1)/Uo x 100%        (1-1-2)

    需要指出, 开关电源的负载调整率通常是在Io从满载的10%变化到100%情况下测得的,此时应将式(1-1-2)中的U2換成Io=10%Iom时的输出电压值.

42.输出电压精度(Output Voltage Accuracy)

    输出电压精度亦称准确度, 它主要受开关电源的电压调整率、负载调整率、内部基准电压的温度漂移量(以下简称温漂)、误差放大器的温漂、取样电阻的精度及温度系数的影响, 输出电压精度的表达式为

  (1-1-3)

    式中 γ————输出电压精度;

    Sv————电压调整率(取绝对值);

    SI————负载调整率(取绝对值);

    △UO(REF)————基准电压的精度所引起输出电压的变化量;

    △UO(G)————增益误差所引起输出电压的变化量;

    △UO(r)————取样电阻的精度所引起输出电压的变化量;

    △UO(tc)————当环境温度从最低温度 Tm,.变化到最高温度 Tm 时, 对输出电压的影响。

43.电源效率(η)

    电源效率是指开关电源或开关稳压器的转换效率, 即输出功率与输入功率的比値,通常用百分数表示, 效率愈高, 能量损耗愈小, 开关电源的总功率 P就等于输出功率PO与总功耗PD之和

P = PO + PD                    (1-1-6)
因此,开关电源的转换效率为
η = PO/(PO + PD) =  PO/P x 100%       (1-1-7)

44.能效

    开关电源的能效就等于额定输出功率(P)与空载功耗(PK)之比

K = PO + PK x 100%       (1-1-8)

45.待机电流(Standby Current)

    待机电流是指开关电源被关断时所消耗的电流, 此时开关电源处于待机(备用)模式。

46.结温(Junction Temperature)

    由于芯片是由半导体 PN结所构成的,因此通常将芯片温度简称为结温,通常用Tj表示。

47.最高结温

    单片开关电源或开关稳压器所允许的最高结温用TjM表示, 超过此温度时将关闭输出, 以免造成永久性损坏, 不同芯片的最高结温也不相同, 常見的最高结温为125℃或150℃。

48.过热保护 (Over Temperature Protection,简称OTP)

    当温度超过芯片的最高允许工作温度时, 开关电源立即关断输出, 起到保护作用。

49.过电压保:护(Over Voltage Protection,简称OVP)

    当输入电压 (或输出电压) 超过最大値时, 开关电源能自动关断输出的功能。

50.欠电压保护 (Under Voltage Protection, 简称 UVP)

    当输入电压低于最小値时, 开关电源能自动将电源关断的功能。

51.过电流保护(Over Current Protection,简称OCP)

    过电流保护亦称限流保护, 它是指当输出电流超过规定电流极限值时, 开关电源自动限制或关断输出电流的功能。

52.过载保护(Over Power Protection,简称OPP)

    过载保护亦称过功率保护, 它是指当输出功率超过规定极限值时, 开关电源自动限制或关断输出的功能。

53.电池反接保护(Reversed-battery Protection)

    当输入电源的极性接反时, 能保护开关电源不受损坏的一种保护功能。

54.电压反接保护(Reverse Voltage Protection)

    当反向电压加到电源的输入端(或输出端)时,可防止损坏电源。

55.瞬态响应(Transient Response)

    瞬态响应是指在输出阶跃电流的条件下, 输出电压的最大允许变化量。瞬态响应与输出滤波电容的容量及等效串联电阻(ESR)、旁路电容、 最大允许负载电流等有关。瞬态响应时间越短,说明开关电源对负载变化的调节速度越快,这对于某些瞬变负载(例如高速逻辑电路和射频/微波发发射机)至关重要。用示波器观察3A降压式开关稳压器的瞬态响应波形如图1-1-1所示 。负载电流IO。的刻度为1A/div(div表示格),输出电压UO的刻度为100mV/div。由图可見,当IO从 0.75A阶跃到2.25A时,会引起UO的突然跌落,大约经过100µs即可恢复正常。反之,当IO从2. 25A阶跃到 0.75A时,会使UO突然升高。该开关稳压器的瞬态、响应时间约为100µs。

图  (1-1-1)3A降压式开关稳压器的瞬态响应波形

56.电源抑制比(PowerSupply Rejection Ratio, PSRR)

    电源抑制比亦称纹波抑制比(Ripple Rejcction Ratio, RRR),它表示输入纹波电压与输出纹波电压的比値,常用分贝(dB)表示。选择大容量、低等效串联电阻的输出滤渡电容器,能改善电源抑制比。

57.输出噪声电压 (Output Noise Voltage)

    输出噪声电压是指在规定频率范围内输出噪声电压的有效值,一般用电压的峰一峰值来表示。

58.交叉负载调整率(Cross Load Regulation)

    交叉负载调整率是指当多路输出式开关电源中某一路负载发生变化时, 所引起各路输出电压的变化率,它是衡量多路输出式开关电源稳压性能的一个重要指标。

59.并联工作(Parallel Operation)

    为提高输出电流和输出功率,可将多个开关电源并联使用,并联运行时要求每台开关电源的输出电压必须相同(允许它们的输出功率不同),并采用均分电流法(简称均流法),确保每台开关电源的输出电流都按规定的比例系数来分配。

60.电磁干扰滤波器(EMI Filter)

    能有效地抑制电网噪声,提高电子设备抗干扰能力及系统可靠性的一种滤波装置。电磁干扰滤波器属于双向射频滤波器, 一方面要滤除从交流电网引入的外部电磁干扰;另一方面还能避免本身设备向外部发出噪声干扰, 以免影响同一电磁环境下其他电子设备的正常工作,电磁干扰滤波器对串模干扰和共模干扰都能起到抑制作用,电磁干扰滤波器应接在开关电源的交流进线端。

61.散热器(Radiator 或 Heat Sink)

    用于降低半导体器件工作温度的一种散热装置,可避免因散热不良致使管芯温度超过最高结温,使开关电源进行过热保护,散热途径是从管芯→小散热板(或管売)→散热器→最后到周围空气,散热器有平板式、印制板(PCB)式、筋片式、叉指式等多种类型, 散热器应尽量远离工频变压器、功率开关管等热源。

62.电子负载(Electronic Load)

    一种专用作电源输出负载的电子装置, 电子负载可在计算机控制下进行动态调整。

63.功率因数(Power Factor)

    功率因数简称PF, 它表示有功功率与视在功率的比値。

64.功率因数校正 (Power Factor Correction, 或 Power Factor Controller)

    功率因数校正简称PFC, 其作用是使交流输入电流与交流输入电压保持同相位并滤除电流谐波, 将设备的功率因数提高到接近于1的某一预定值。

65.无源功率因数校正(Passive PFC)

    无源功率因数校正简称PPFC (亦称被动式PFC) , 它采用无源元件————电感进行功率因数校正, 其电路简单, 成本低廉, 但容易产生噪声且只能将功率因数提高到80%左右。

66.有源功率因数校正(Active PFC)

    有源功率因数校正简称APFC(亦称主动式PFC),它是在输入整流桥与输出滤波电容之间加入一个功率变換电路, 将输入电流校正成与输入电压相位相同且不失真的正弦波,功率因数可达 0.90~0.99。

    

    



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