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微机开关电源的含义

开关电源使用现代功率电子技术来操纵开关晶体管的导通和截止的时间比率,并且在维持稳定的输出电压的同时,还包含脉冲宽度调制( PWM )操纵IC和MOSFET。 和开关电源和线性电源相比,两者的成本随输出功率的增加而增加,但两者的增长率不同。

线性电源的成本,在某个输出功率点,相反,将比开关电源高的点称为成本反转点。 随着电力电子技术的进展和创新,开关电源技术也不断创新,这一成本反转点越来越向低功率侧移,为开关电源提供了广阔的进展空间。 开关电源的高频化是其进展方向,高频化使开关电源小型化,开关电源进入更广泛的应用领域,非常是在高科技领域的应用推动了高科技产品的小型化、轻量化。 其它,开关电源的进展和应用对节约能源、节约资源、爱护环境具有重要意义。

开关电源的分类者在开发开关电源技术领域相关的电力电子元器件的同时开发了开关频率变换技术,两者都使开关电源以每年超过2位数的增长率向轻、小、薄、低噪声、高可靠性、抗干扰的方向进展。 开关电源分为AC/DC和DC/DC两种,DC/DC转换器目前已经模块化,设计技术和生产技术在国内外已经成熟、标准化,得到了用户的认可,但AC/DC的模块化在其特性上在模块化过程中遇到了比较复杂的技术和技术制造问题。

2.1DC/DC变换DC/DC变换是将固定的直流电压变换为可变的直流电压的变换,也称为直流斩波器。 斩波器的工作方式有不改变脉冲宽度调制方式Ts而改变ton (共同)的频率调制方式的方式和不改变ton而改变Ts的方式这两种。 其具体电路为(1)作为1)Buck电路的降压斩波器,输出平均电压U0小于输入电压Ui,极性相同。 (2)作为升压电路的升压斩波器的输出平均电压U0大于输入电压Ui,极性相同。 (3)Buck-Boost电路--降压或升压斩波器的输出平均电压U0大于或小于输入电压Ui,极性相反,传递电感。 (4)Cuk电路-降压或升压斩波器的输出平均电压U0大于或小于输入电压Ui,极性相反,传输电容。 目前的软开关技术使DC/DC飞跃,美国VICOR公司设计制造的多种ECI软开关DC/DC变换器的最大输出功率为300W、600W、800W等,对应的功率密度为(6.2、10、17)W/cm3,效率为( 80~90)%。

日本NemicLambda最近发表的采纳软开关技术的高频开关电源模块RM系列,开关频率为( 200~300)kHz,功率密度达到27W/cm3,采纳FET代替采纳同步整流器( MOS )的基极二极管, 将交流转换为直流的电力的流动可以是双向的,电力的流动被称为从电源流向负载的“整流”,电力的流动被称为从负载回到电源的“有源逆变器”。 AC/DC转换器的输入为50/60Hz的交流电,必须整流、平滑,因此需要体积大的平滑电容器,有安全标准( UL、CCEE等)和EMC指令的限制( IEC、FCC、CSA等),交流输入侧必须加上EMC的平滑化,将符合安全标准的元件 限制了直流电源体积的小型化,并且由于内部的高频、高压、大电流开关工作,难以解决EMC的电磁兼容性问题,对内部的高密度安装电路的设计提出了很高的要求,因此,高压、大电流开关增大了电源的工作损耗,限制了交流/直流变换器的模块过程 AC/DC转换根据电路的接线方式分为半波电路、全波电路。 根据电源相数,可分为单相、三相、多相。 根据电路功能象限,分为一象限、二象限、三象限、四象限。

开关电源的可选开关电源在输入噪声性能方面,根据自身的电路结构的特征(多级串联),一般的输入噪声难以如浪涌电压那样通过,在输出电压的稳定度这一技术指标方面,和线性电源相比具有较大的优点,输出电压的稳定度达到(0.5~1)% . 应注意,开关电源模块作为电力电子集成设备之一,3.1输出电流选择由于开关电源的动作效率高,因此一般为80%以上,在该输出电流的选择中, 为了使所选择的开关电源具有高性能价格比,电气设备的最大汲取电流If-电气设备的最大汲取电流K-同意系数一般为1.5~1.8,3.2接地的开关电源比线性电源产生更多的噪声,对共模噪声敏感的电气设备应采取接地和措施,ICE1000 由于EMC限制,例如EN61000和FCC,开关电源可以使用EMC电磁,例如reed华福技术的HA系列开关电源,其FG端子接地或者使用者的壳体接地,满足上述电磁兼容性要求。

3.3爱护电路的开关电源在设计中应具有过电流、过热、短路等爱护功能,应优先考虑完善爱护功能的开关电源模块,其爱护电路的技术参数和电力设备的工作特性一致,不得破坏电力设备和开关电源。

开关电源技术的进展趋势开关电源的进展方向是高频、高可靠性、低功耗、低噪声、抗干扰、模块化。 由于开关电源的轻量、小型、薄型的关键技术是高频化,国外各大开关电源厂商都在改善新型高性能部件,非常是二次整流部件的损失,加大在功率铁氧体( Mn )开发上下功夫的Zn )材料技术革新,在高频和大磁通密度( Bs )下大力进展高磁特性SMT技术的应用, 基板开关电源的高频化必定创新传统的PWM开关技术,实现ZVS、ZCS的软开关技术成为开关电源的主流技术,大幅提高了开关电源的工作效率。 针对高可靠性指标,美国开关电源公司采取了降低运行电流、降低结温等措施,减少了设备压力,大大提高了产品的可靠性。 模块化是开关电源进展的整体趋势,用模块化电源构成分布式电源系统,设计N+1冗馀电源系统,实现并联方式的容量扩展。

对于开关电源运行噪声大的缺点,只追求高频化噪声就会增大,采纳局部谐振转换电路技术,理论上可以实现高频化,降低噪声,但局部谐振转换技术的有用化仍存在技术问题,需要在此领域开展许多工作,使该技术得到有用化。 电力电子技术的不断创新,使开关电源产业有了广阔的进展前景。 要加快我国开关电源产业的进展速度,必须走技术创新之路,走中国特有的产学研联合进展之路,为我国国民经济的高速进展做出贡献。

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