开关电路组态

A. 二开三控开关的电路图，就是说两个灯泡能分别在三个同样的地方实现开关

用二个一开多控，加一个二开多控的开关就可以组成三处可分别控制二灯的目的。

B. 简述电路的三种基本状态

电路通常有三种状态：
通路：开关s闭合，电路构成回路，电路中有电流流过。
开路（断路）：开关s断开或电路中某处断开，电路被切断，这时电路中没有电流流过，开路又称断路。
短路：若灯泡两端用导线直接接通，称为负载短路。若电池两端用导线直接接通，称电源短路。

C. 请问制作PWM的开关电源，电路组成有哪些我最近在做毕业设计，不知道如何下手

1 软开关电路

软开关可分为零电流开关（ZCS）、零电压开关（ZVS）和零电压零电流开关（ZV-ZCS）等三种开关形式,又有软开通和软关断两种。普通PWM变换器以改变驱动信号的脉冲宽度来调节输出电压,且在功率开关管开关期间存在很大损耗,因此,这种硬开关电源的尖峰干扰大,可靠性差,效率低。而移相控制全桥软开关电源则是通过改变两臂对角线上下管驱动电压移相角的大小来调节输出电压,这种方式是让超前臂管栅压领先于滞后臂管栅压一个相位,并在IC控制端对同一桥臂的两个反相驱动电压设置不同的死区时间,同时巧妙地利用变压器漏感和功率管的结电容和寄生电容来完成谐振过程以实现零电压开通,从而错开了功率器件电流与电压同时处于较高值的硬开关状态,并有效克服了感性关断电压尖峰和容性开通时管温过高的缺点,减少了开关损耗与干扰。

这种软开关电路的特点如下：

（1）移相全桥软开关电路可以降低开关损耗,提高电路效率。

（2）由于降低了开通过的/dt,消除了寄生振荡,从而降低了电源输出的纹波,有利于噪声滤波电路的简化。

（3）当负载较小时,由于谐振能量不足而不能实现零电压开关,因此效率将明显下降。

（4）该软开关电路存在占空比丢失现象,重载时更加严重,为了能达到所要求的最大输出功率,则必须适当降低变化,而这将导致初级电流的增加并加重开关器件的负担。

（5）由于谐振电感与输出整流二极管结电容形成振荡,因此,整流二极管需要承受较高的峰值电压。

2 工作原理

移相全桥零电压PWM软开关的实际电路如图1所示。它由4只开关功率管S1、S2、S3、S4(MOSFET或IGBT)、4只反向并接的高速开关二极管D1、D2、D3、D4以及4只并联电容C1、C2、C3、C4（包括开关功率管输出结电容和外接吸收电容）组成,与硬开关PWM电路相比该电路仅多了一个代表变压器的漏感与独立电感之和的谐振电感Lr。零电压开关的实质,就是在利用谐振过程中对并联电容的充放电来让某一桥臂电压UA或UB快速升到电源电压或者降到零值,从而使同一桥臂即将开通的并接二极管导通,并把该管的端电压箝在0,为ZVS创造条件。电路中的4个开关功率管的开关控制波形如图2所示。

该波形在一个周期内被按时域分成了8个区间,每个区间代表电路工作的一个过程。除死区时间外,电路中总有两个开关同时导通;共有四种组态：S1和S4、S1和S3、S2和S3、S2和S4,周而复始。由图2可知,当S1和S4、S2和S3组合时,即T0-T1、T4-T5时间段为工作电路输出功率状态,而在S1和S3、S2和S4组合时,即T2-T3、T6-T7时间段为电路续流状态;T3-T4、T7-T8时间段内为从续流状态向输出功率转换的谐振过程;T1-T2、T5-T4时间段内为从输出功率状态向续流状态转换的谐振过程,后四个区间称为死区,谐振过程都发生在死区里,死区时间由控制器来设置。

下面具体分析各个区间的工作原理。

2.1 输出功率状态1（T0-T1）

假如初始状态为T0-T1区间,那么,此刻的功率开关管S1、S4都处于导通状态,A、B两点间的电压为U,初级电流从初始Ip点线性上升,变压器次级感应的电压将使DR2导通,DR1截止,输出电流经DR2流向输出电感,并在电容储能后给负载提供电流,到达T1时刻时,输出功率状态1过程结束。

2.2 超前臂谐振过程1（T1-T2）

当T1时刻到来时,开关管S4由导通变为截止,存储在电感的能量对C4进行充电,同时C3放电以使B点的电压渐渐升高,当C4的电压充到U时,D3导通,开关功率S3的源漏电压为0,从而为开关功率管S3零电压的开通准备了条件。因为次级输出电感参与谐振,等效电感为k2L,所以电感储能充足,很容易使B点达以U值,故超前臂容易实现零电压开通。

在这一过程中参与谐振的电容量为C3和C4的并联,电感量为Lr与次级感应的串联电感量。即：

C=C3+C4,L=Lr+k2L

超前臂谐振过程的微分方程如下：

LC（d2Uc/dt2）+Uc=kU0

其中初始状态的Uc(0)=U,iLr(0)=I0/k。

2.3 续流状态1（T2-T3）

由于开关功率管S1、S3都导通,此时A点与B点的电位皆为U,变压器初始处于短路状态而不输出功率。从T2时刻起,输出电感L两段端的电压极性变反,输出电感由储能状态变为放能状态,负载由输出电感和输出电容提供电流,相应的变压器的初级电流仍按原方向流动,进入续流状态后,电流略有下降。变压器初始电流通过开关功率管和二极管使开关功率管的损耗得以减小。

2.4 滞后臂谐振过程1（T3-T4）

当T3时刻到来时,开关管S1由导通变为截止,储能电感对C1开始充电,同时,电容C2开始放电使A点的电压逐渐下降,直到C2的电压为0使D2导通。从而为开关功率管S2的零电压导通准备了条件。在这一过程中,参与谐振的电容量为C1和C2的并联,电感仅为Lr,即C=C1+C2,L=Lr

滞后臂谐振过程的微分方程为：

LC（d2Uc/dt2）+Uc=0

其中初始状态时的Uc(0)=0,iLr(0)=I0/k。

在这一过程中,由于只有Lr参与谐振,而谐振开始时如果Lr的电流Ilr较小,Lr储能不够,那么电容C的谐振电压Uc的峰值就有可能达不到U,这样二极管将不能导通,其对应的开关就不能实现零电压开通。为了使电容的谐振电压峰值能够达到U,电感的储能必须足够高,因此在谐振开始时,电感Lr的电流Ilr必须满足：

1/2（Li2Lr）=1/2(CU2)

这一等式就是设计谐振电感Lr的依据。

2.5 输出功率状态2（T4-T5）

此过程时,开关功率管S2、S3导通,变压器初始电流从B流向A,AB两点电压为-U,变压器次级感应电压使DR1处于导通状态,并通过DR1为输出电感、电容储能。

2.6 超前臂谐振状态2（T5-T6）

此过程中,开关功率管S3由导通变为截止,电容C3开始充电,电容C4开始放电,B点电压逐渐下降到0,为开关功率管S4的零电压开通准备条件。

2.7 续流状态2（T6-T7）

此时,A、B两端电压为0,初级电流按原方向流动,电流强度逐渐减小,变压器次级的DR2仍处于导通状态,以维持电感给负载所提供的电流。

2.8 滞后臂谐过程2(T7-T8)

在T7时刻,开关功率管S2从导通变为截止,电容C2开始充电,而电容C1开始放电使A点的电压逐渐上升到U,从而二极管D1导通,为开关功率管S1的零电压开通准备了条件。至此,一个周期结束。

3 电路分析

3.1 两个谐振过程的比较

在输出功率状态向续流状态转换的谐振过程中,由于其电感大（L=Lr+k2L）,储能多,因此负载电流在很小时便可以使电容电压谐振到零,因此,相位超前的两个桥臂开关S3、S4很容易实现零电压开通。

而在续流状态向输出功率状态转换的谐振过程中,其电感较小,只有Lr参与谐振。所以储能小,负载电流零达到一定值才可以使电容电压谐振到U,因此,相位滞后的两个桥臂S1、S2不太容易实现零电压开通。

为了使后者容易实现零电压开通,在设计开关功率管控制信号时,应使滞后臂的死区时间大于超前臂的死区时间,并使C1、C2的值小于C3、C4.

3.2 占空比丢失现象

移相全桥零电压PWM软开关电路有一个特殊现象就是占空比的丢失。它总是发生在续流状态向输出功率状态转换结束时。在T4时刻,开关功率管S2刚开通,谐振电感Lr的电流刚刚衰减到零或尚未衰减到零,变压器初级处于续流状态,其两端的电压为零,谐振电感Lr承受的电压为U,其电流反向逐渐增大,只有当其电流增大到I0/k时,变压器才退出续流状态,两端的电压才升到U,电感Lr中的电流才不再增大。这样,从S2开通到变压器退出续流状态,变压器并不输出电压,这一段时间即为丢失的占空比,其占空比为：

ΔD=2LrI0/（kUT）

从式中可以看出,谐振电感Lr越大,负载电流I0越大,占空比丢失也越严重。占空比丢失现象将直接导致开关功率管的损耗增大,故必须采取措施加以克服,目前通常采用减小变比来实现。

3.3 能量转换

该移相全桥零电压PWM软开关电路在主变压器（原边）初级串联附加了谐振电感,从而促进了电路中滞后臂实现ZVS。因同一桥臂的两只并联电容在开关转换时的充放电能量将达到Wc=1/2（CU2）,即一充一放的电容储能变化达CU2,这么大的电场能量需用电感中的磁能来转换。为了顺利完成并联电容的充放电,使并接二极管导通箝位。电路中设计了足够大的电感来帮助电容器中电荷实现转变,电路中的Lr、L的作用就在于此。

D. 三极管集电极不加电阻怎么判断是处于开关还是放大状态

集电极必须接负载，没有的话从原理上是说不通的；

E. 电路的基本组成,作用及电路的三种状态

一、电路是由电源、导线、开关和负载等共同构成的闭合回路。
二、电路中各版元件的作权用
1、电源：提供电能。

2、导线：把电源、负载和其他辅助设备连接成一个闭合回路，起着传输电能的作用。
3、开关：控制电路或负载的接通和断开。
4、负载：把电能转变为其他形式能。
三、电路的三种状态
1、开路（断路）：断开的电路，电路中无电流流过。此状态分两种情况，一种是用开关断开电路的正常开路，另一种是故障状态，从导体处断路（开关在合闸位置）。
2、通路：连通的电路，电路中有负载电流流过。
3、短路：电流不经过用电器而直接构成回路，电路中流过短路电流。这是一种故障状态。

F. 什么是开关电路

开关电路是指具有“接通”和“断开”两种状态的电路。输入、输出信号具有两种状态的电路就是一种开关电路.逻辑门电路、双稳态触发器也都是开关电路。

G. 三极管开关电路负载应该加在哪里

三极管放大电路有三种组态，共射极和共基极放大电路的输出负载是加在集电极上，而共集电极放大电路的输出负载是加在发射极的上面。另外负载变化影响的是电路交流状态，而饱和、截止状态是由其直流状态决定的。

H. 两个开关控制一盏灯，其中任意一个开关都能开启或关闭这盏灯。求电路图

使用两个双控开关实现。

双控开关就是通过两个开关来同时控制一个灯或者电器设备，并且无论用哪个开关都能达到控制电器的开或者关的目的。双控开关接线原理实际上就是将两个单刀开关串联起来再接入电器的电路中，进而实现用任何一个开关都能控制电路中的电器的功能。

这种接法开关的是灯泡或者电器接在两个开关之间，两个开关通过同时控制火线和零线来实现控制电路的目的，这种做法虽然省线，但是有需要通过控制零线来实现，所以是不太安全的，不建议大家使用这种双控开关接线电路。

注意：双控开关接线电路，控制的一定要是火线，不然不安全，如果控制的是零线，那么等可能会出现闪烁的情况，如果你的双控开关电路中的电灯出现闪烁这种情况，可以先排查一下开关有没有问题;如果开关没问题，那么再排查下双控开关电路中是否控制的是零线，那样问题基本就能解决了。

I. 开关电源电路是怎样的工作原理

原理简介
开关电源的工作过程相当容易理解，在线性电源中，让功率晶体管工作在线性模式，与线性电源不同的是，PWM开关电源是让功率晶体管工作在导通和关断的状态，在这两种状态中，加在功率晶体管上的伏-安乘积是很小的（在导通时，电压低，电流大；关断时，电压高，电流小）/功率器件上的伏安乘积就是功率半导体器件上所产生的损耗。 与线性电源相比，PWM开关电源更为有效的工作过程是通过“斩波”，即把输入的直流电压斩成幅值等于输入电压幅值的脉冲电压来实现的。脉冲的占空比由开关电源的控制器来调节。一旦输入电压被斩成交流方波，其幅值就可以通过变压器来升高或降低。通过增加变压器的二次绕组数就可以增加输出的电压组数。最后这些交流波形经过整流滤波后就得到直流输出电压。 控制器的主要目的是保持输出电压稳定，其工作过程与线性形式的控制器很类似。也就是说控制器的功能块、电压参考和误差放大器，可以设计成与线性调节器相同。他们的不同之处在于，误差放大器的输出（误差电压）在驱动功率管之前要经过一个电压/脉冲宽度转换单元。 开关电源有两种主要的工作方式：正激式变换和升压式变换。尽管它们各部分的布置差别很小，但是工作过程相差很大，在特定的应用场合下各有优点。
电路原理
所谓开关电源，顾名思义，就是这里有一扇门，一开门电源就通过，一关门电源就停止通过，那么什么是门呢，开关电源里有的采用可控硅，有的采用开关管，这两个元器件性能差不多，都是靠基极、（开关管）控制极（可控硅）上加上脉冲信号来完成导通和截止的，脉冲信号正半周到来，控制极上电压升高，开关管或可控硅就导通，由220V整流、滤波后输出的300V电压就导通，通过开关变压器传到次级，再通过变压比将电压升高或降低，供各个电路工作。振荡脉冲负半周到来，电源调整管的基极、或可控硅的控制极电压低于原来的设置电压，电源调整管截止，300V电源被关断，开关变压器次级没电压，这时各电路所需的工作电压，就靠次级本路整流后的滤波电容放电来维持。待到下一个脉冲的周期正半周信号到来时，重复上一个过程。这个开关变压器就叫高频变压器，因为他的工作频率高于50HZ低频。那么推动开关管或可控硅的脉冲如何获得呢，这就需要有个振荡电路产生，我们知道，晶体三极管有个特性，就是基极对发射极电压是0.65-0.7V是放大状态，0.7V以上就是饱和导通状态， -0.1V- -0.3V就工作在振荡状态，那么其工作点调好后，就靠较深的负反馈来产生负压，使振荡管起振，振荡管的频率由基极上的电容充放电的时间长短来决定，振荡频率高输出脉冲幅度就大，反之就小，这就决定了电源调整管的输出电压的大小。那么变压器次级输出的工作电压如何稳压呢，一般是在开关变压器上，单绕一组线圈，在其上端获得的电压经过整流滤波后，作为基准电压，然后通过光电耦合器，将这个基准电压返回振荡管的基极，来调整震荡频率的高低，如果变压器次级电压升高，本取样线圈输出的电压也升高，通过光电耦合器获得的正反馈电压也升高，这个电压加到振荡管基极上，就使振荡频率降低，起到了稳定次级输出电压的稳定，太细的工作情况就不必细讲了，也没必要了解的那么细的，这样大功率的电压由开关变压器传递，并与后级隔开，返回的取样电压由光耦传递也与后级隔开，所以前级的市电电压，是与后级分离的，这就叫冷板，是安全的，变压器前的电源是独立的，这就叫开关电源。说到这里吧。
开关条件