第1章 概述
1.1 高频开关电源基础知识
开关电源被誉为高效节能电源，它代表着稳压电源的发展方向，现已成为稳压电源的主流产品。近20多年来，集成开关电源沿着下述两个方向不断发展。第一个方向是对开关电源的核心单元——控制电路实现集成化。1997年国外首先研制成脉宽调制（PWM）控制器集成电路，美国摩托罗拉（Motorola）公司、硅通用公司（Silicon General）、尤尼特德公司（Unitrode）等相继推出一批PWM芯片，典型产品有MC3520、SG3524、UC3842。20世纪90年代以来，国外又研制出开关频率达lMHz的高速PWM、PFM（脉冲频率调制）芯片，典型产品如UC1825、UC1864。第二个方向则是对中、小功率开关电源实现单片集成化。这大致分两个阶段：20世纪80年代初意一法半导体有限公司（SGS-Thomson）率先推出L4960系列单片开关式稳压器。该公司于20世纪90年代又推出了L4970A系列，其特点是将脉宽调制器、功率输出级、保护电路等集成在一个芯片中，使用时需配置上工频变压器与电网隔离，适用于制作低压输出（5.1 40V）、大中功率（400W以下）、大电流（1.5～1OA）、高效率（可达到90％以上）的开关电源。
1.1.1 高频开关电源的构成、工作原理与分类
开关电源具有体积小、效率高等一系列优点，在各类电子产品中得到了广泛的应用。但由于开关电源的控制电路比较复杂、输出纹波电压较高，所以开关电源的应用也受到一定的限制。
电子装置小型化和轻量化的关键是供电电源的小型化，因此需要尽可能地降低电源电路中的损耗。开关电源中的开关管工作于开关状态，必然存在开关损耗，而且损耗的大小随开关频率的提高而增加。另一方面，开关电源中的变压器、电抗器等磁性元件及电容元件的损耗也随频率的提高而增加。
目前市场上开关电源中功率开关管多采用双极型晶体管，开关频率可达几十千赫；采用MOSFET的开关电源转换频率可达几百千赫。为提高开关频率，必须采用高速开关器件。对于兆赫以上开关频率的电源可利用谐振电路，这种工作方式称为谐振开关方式。它可以极大地提高开关速度，原理上开关损耗为零，噪声也很小，这是提高开关电源工作频率的一种方式。采用谐振开关方式的兆赫级变换器已经实用化。
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