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学习课程
授课教师
课后答题

陈为

福州大学电气工程与自动化学院教授，博士生导师

中国电源学会常务理事，磁技术专委会委员。主要研究方向为电力电子功率变换，功率电磁元件，电磁兼容分析与诊断，无线电能传输，电器、电磁和电气元件及系统仿真以及工程电磁场分析与应用等。

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课程介绍

电源基础知识

总章节：20
课程时长：04:47:09

本章节深入浅出地全方位介绍了开关电源的应用背景、基本原理、工作特点、基本拓扑以及控制策略及其稳定性问题，具体涉及现代社会对各种电源的新要求、电源电压调节的基本方式、基本开关电源拓扑及隔离式、大功率、多路输出、副边整流方式、功率因数校正电路、开关电源的损耗及软开关基本概念，最后简单介绍了各种开关电源的控制策略及其稳定性问题。通过学习，尤其对于还没有系统学习过开关电源专门知识的初学者，可以建立起对开关电源所涉及的基本理论和相关技术比较全面的初步了解，这对后续深入学习相关知识是十分必要的。

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陈为

福州大学电气工程与自动化学院教授，博士生导师

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00:00

开关电源之Buck-Boost升降压电路解析

1. 在讨论的电路中，通过调整电压和电流，可以实现电流的上升和下降，从而在特定时间点T2后，改变电压极性变为负的VO，引起电流的下降。 2. 为了保持电感电流的稳定平衡，即上升电流等于下降电流，可以推出电压转换的等式关系，从而揭示了电压转换与占空比之间的函数关系。 3. 随着占空比从零变到1，电压转换比可以小于1（降压）也可以大于1（升压），这表明电路可以作为升降压电路使用，但输出极性会相反。 4. 通过改变开关、电感、二极管的排列位置，可以得到八种不同的电路配置，其中包括Boost电路和Buck-Boost电路等三种类型。 5. 区轨电路是一种更复杂的配置，它需要两个电感，与前面提到的简单配置相比，其结构和操作更为复杂。

03:00

Cuk 电路的原理与特点

1. 电路结构描述：介绍了基本电路包括开关、二极管和两个电感（L1和L2），说明该电路是Boost和Buck电路的结合，能够实现电压的升压和降压。 2. 电路工作原理：当开关闭合时，输入电压向L1充电，电感电流上升，此时电感电压等于负的输出电压VO与电容电压VC之差。 3. 电容电压计算：在电路中，由于电感不承受直流电压，所以电容电压VC等于输入电压VI减去输出电压VO。 4. 开关断开时的电路状态：开关打开后，L1的电压变为VI减VC，导致电感电流下降；同时，L2的电压等于负的VO，其电流也下降。 5. 电路方程的推导：通过分析电感电流的上升和下降，可以得到输出电压VO与输入电压VI之间的关系式，表明电容电压的直流分量等于VI与VO的差值，进一步通过方程联立可以计算出VC和VO。

06:37

Cuk 电路的原理与特点

1. Cuk 电路的基本工作原理是开关导通时，电源向电感LE储能，同时电容C通过特定回路释放能量，同时也向L2储能。开关关断时，LE上的能量通过二极管续流并给电容C充电。 2. Cuk 电路能够实现电压的升降转换，且输入输出电压呈反向关系。电容C在电路中作用于输出滤波，处理电流纹波，而另一个电容则作为耦合电容，处理功率传输。 3. 一个优点是当开关闭合时，输入和输出电路完全隔离，意味着副边电压不会受到原边的影响，因为开关的闭合完全断开了两侧的连接。 4. Sepic电路，即single ended primary inductor converter，其工作原理类似于 Cuk 电路，但采用了Boost加Buck的结构，电源向电感L一储能，然后电能量转移到电感，这一过程通过开关闭合实现。 5. 在Sepic电路中，电感L的电流上升率由电压V和时间T2决定，具体为电压V乘以时间T2的值，这一过程中二极管处于截止状态，电感L通过这种方式进行能量转换。

08:17

单端初级电感转换器（SEPIC）电路原理

1. 开关打开时，二极管导通，导致电压变为VI减VO再减VC，这构成了回路的一部分。 2. 通过让电压上升等于下降，可以得出VC和VO之间的关系，这是升降压电路的特性。 3. 电感不承受直流电压的原理，可以用来直接确定电容C的电压，等于输入电压VI。 4. 电容C在电路中起到传递能量的作用，而输出电容C0则负责稳定输出。 5. 开关闭合时，输入和输出完全隔离，增加了电路的安全性，这是Sepic电路的基本工作原理。