浅谈开关电源技术

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1、浅谈开关电源技术前言如今，电力电子技术的不断发展，电力电子设备融入人的生活的各方各面，电力电子设备都不能脱离电源工作。二十世纪80年代，自从计算机电源开始使用开关电源，完成了计算机的电源改革；二十世纪90年代，开关电源逐渐进入电力检测、电子、通讯、电器领域，控制设备的电源也开始使用开关电源，促进了开关电源技术的发展。开关电源利用电力电子技术，控制开关晶体管开通和关断的吋间比，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源由脉冲宽度调制（pwm）控制IC和MOSFET构成。随着电力电子技术的不断进步，开关电源技术也在不断地进步，成本反转点日益向低

2、翰出电力端移动，为开关电源提供了宽广的发展平台。开关电源高频化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化，能让开关电源进入更大的应用领域。尤其在高新技术领域的应用，推动了高新技术产品的小型化、轻便化。而且开关电源的进步，在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有十分重要的意义。关键字：开关电源高频化模块化一、开关电源的分类开关电源可以从拓扑结构进行分类，分为隔离和非隔离两类，隔离包括推挽式、半桥、全桥、正激、反激等，非隔离包括Buck、Boost、Buck-boost>Cuk等。在开关电源技术发展过程中，人们是一边开发相关电力电子器件，一边

3、研究开关变频技术。两者相互促进、相互进步。开关电源可分为AC/DC和DC/DC两大类。DC/DC变换器现已实现模块化，且设计技术及生产工艺在国内、外均已成熟和标准化并得到用户的认可；但AC/DC的模块化，因其自身的特性，使得在模块化的过程屮遇到比较复杂的技术和产品制造问题。1.1DC/DC变换DC/DC变换是将一定的直流电压变换成可控的直流电压，也称为直流暂波。直流暂波器的工作方式有两种，一是脉冲宽度调制，开关周期T不变，改变开关导通吋间ton；二是频率调制方式，开关导通时间ton不变。改变开关周期T,具体的电路有以下几类：（1）BU

4、CK电路-降压暂波器，其输出平均电压V。小于输入电压M，极性相同。（2）BUCK电路••压暂波器，其输出平均电压V。大于或小于输入电压，极性相同。（3）BUCK电路-升降压暂波器，其输出平均电压V。大于或小于输入电压vo，极性相反，电感传输。（4）BUCK电路一降压或升压变压器，其输出平均电压V。大于或小于输入电压U极性相反，电容传输。当今软开关技术的发展，使DC/DC产生了质的提升，美国V〜COR公司设计制造的EC〜软开关DO/DO变换器，其最大输出功率有300W.600W.800W等，相应的功率密度为6、2、10瓦每立方厘米，效率

5、为200300kHz,功率密度为27瓦每立方厘米，采用整流器（MOSFET代替肖特基二极管），使整个电路功率提高到90%o1.1AC/DC变换AC/DC变换是将交流转变为直流，其功率方向是双向的，功率流向由电源流向决定，流经负载电流的称为“整流”。功率从负载返回电源，称之为“有源逆变”。AC/DC变换器输入为50Hz的交流电，由于经整流滤波，因此必须需要容量较大的滤波电容，同时因遇到安全标准（女nULCCE等）及EMC指令的限制（如IEC、FCC、CSA）,交流输入侧必须加EMC率波电及使用符合安全标准的元件，这样就能够限制AC/DC

6、电源体积的小型化。另外，由于内部的高频、高压、大电流开关动作，使得处理EMC电磁兼容问题难度加大，对内部高密度安装电路设计有了较高的要求；高电压、大电流开关使电源损耗增大，限制了很高的要求；高电压、大电流开关使很多电源工作损耗增大，限制了AC/DC变换器模块化的进程。因此必须采用电源系统优化方法，使其工作效率达到一定符合要求的程度。AC/DC变换按电路可分为全波电路和半波电路，按电源相数可分为单相、三相和多相，按电路T作象限分为第一象限、第二象限、第三象限和第四象限。二开关电源的选用由于其自身电路的多极串联的特点，开关电源在输入抗干扰

7、性能上，一般的输入干扰如浪涌电压难以通过。在输出电压稳定度这一技术指标上，输出电压稳定度可达0・5〜1%,因此，与一般线性电源相比开关电源具有较大的优势。2・1输出电流的选择由于关电源工作效率较高，可达到80%以上，因此在开关电源输出电流的选择上，需要准确测量或计算电器设备的最大电流，可以使选用的开关电源具有较高的性价比。2.2接地因其特性，开关电源比使用时会比线性电源会产生更多的干扰，对共膜干扰敏感的用电设备，需要采用接地和屏蔽方案。按ICEIOOO、FCC等EMC限制，开关电源均采用EMC电磁兼容措施，因此开关电源一般情况下带有E

8、MC电磁兼容滤器。如利华技术的HA系列开关电源将其FG端子接大地或接用户机壳，能够满足屯磁兼容性的要求。2.3保护电路开关电源在设计过程中，要求具有过电流和过热短路保护的功能。在设计时应优先保护功能齐全，并且其保护电路的