隨著電力電子技術(shù)的告訴發(fā)展，電力電子設(shè)備與人們的工作、生活的關(guān)系日益密切赡译，而電子設(shè)備都離不開(kāi)可靠的電源，進(jìn)入80年代計(jì)算機(jī)電源全面實(shí)現(xiàn)了開(kāi)關(guān)電源化不铆，率先完成計(jì)算機(jī)的電源換代蝌焚，進(jìn)入90年代開(kāi)關(guān)電源相繼進(jìn)入各種電子、電器設(shè)備領(lǐng)域誓斥，程控交換機(jī)只洒、通訊、電子檢測(cè)設(shè)備電源岖食、控制設(shè)備電源等都已廣泛地使用了開(kāi)關(guān)電源红碑，更促進(jìn)了開(kāi)關(guān)電源技術(shù)的迅速發(fā)展。開(kāi)關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)泡垃，控制開(kāi)關(guān)晶體管開(kāi)通和關(guān)斷的時(shí)間比率彬界，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源，開(kāi)關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制（PWM）控制IC和MOSFET構(gòu)成秘鳞。開(kāi)關(guān)電源和線性電源相比垛夷，二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長(zhǎng)，但二者增長(zhǎng)速率各異叔人。線性電源成本在某一輸出功率點(diǎn)上致煎，反而高于開(kāi)關(guān)電源，這一成本反轉(zhuǎn)點(diǎn)伍奏。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新屠蚌，使得開(kāi)關(guān)電源技術(shù)在不斷地創(chuàng)新，這一成本反轉(zhuǎn)點(diǎn)日益向低輸出電力端移動(dòng)，這為開(kāi)關(guān)電源提供了廣泛的發(fā)展空間啊衣。

　　開(kāi)關(guān)電源高頻化是其發(fā)展的方向煮卢，高頻化使開(kāi)關(guān)電源小型化，并使開(kāi)關(guān)電源進(jìn)入更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域糖追，特別是在高新技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用争造，推動(dòng)了高新技術(shù)產(chǎn)品的小型化、輕便化藏澳。另外開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展與應(yīng)用在節(jié)約能源仁锯、節(jié)約資源及保護(hù)環(huán)境方面都具有重要的意義。

　　2　開(kāi)關(guān)電源的分類

　　人們的開(kāi)關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域是邊開(kāi)發(fā)相關(guān)電力電子器件翔悠，邊開(kāi)發(fā)開(kāi)關(guān)變頻技術(shù)业崖，兩者相互促進(jìn)推動(dòng)著開(kāi)關(guān)電源每年以超過(guò)兩位數(shù)字的增長(zhǎng)率向著輕、小蓄愁、薄腻要、低噪聲、高可靠涝登、抗干擾的方向發(fā)展。開(kāi)關(guān)電源可分為AC/DC和DC/DC兩大類效诅，DC/DC變換器現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)模塊化胀滚，且設(shè)計(jì)技術(shù)及生產(chǎn)工藝在國(guó)內(nèi)外均已成熟和標(biāo)準(zhǔn)化，并已得到用戶的認(rèn)可乱投，但AC/DC的模塊化咽笼，因其自身的特性使得在模塊化的進(jìn)程中，遇到較為復(fù)雜的技術(shù)和工藝制造問(wèn)題卤檐。以下分別對(duì)兩類開(kāi)關(guān)電源的結(jié)構(gòu)和特性作以闡述僚魁。

　　2.1 DC/DC變換

　　DC/DC變換是將固定的直流電壓變換成可變的直流電壓，也稱為直流斬波迟铺。斬波器的工作方式有兩種视樱，一是脈寬調(diào)制方式Ts不變，改變ton（通用）舅狭，二是頻率調(diào)制方式哼曙，ton不變，改變Ts（易產(chǎn)生干擾）秸严。其具體的電路由以下幾類：

　∫夯ァ（1） Buck電路——降壓斬波器，其輸出平均電壓Uo小于輸入電壓Ui恍肢，極性相同匈歼。

　　（2） Boost電路——升壓斬波器，其輸出平均電壓Uo大于輸入電壓Ui飞校，極性相同阅酪。

　　（3） Buck-Boost電路——降壓或升壓斬波器卤材，其輸出平均電壓Uo大于或小于輸入電壓Ui遮斥，極性相反，電感傳輸扇丛。

　∈趼稹（4） Cuk電路——降壓或升壓斬波器，其輸出平均電壓Uo 大于或小于輸入電壓UI,極性相反帆精，電容傳輸较屿。

　　當(dāng)今軟開(kāi)關(guān)技術(shù)使得DC/DC發(fā)生了質(zhì)的飛躍，美國(guó)VICOR公司設(shè)計(jì)制造的多種ECI軟開(kāi)關(guān)DC/DC變換器卓练，其最大輸出功率有300W隘蝎、600W、800W等襟企，相應(yīng)的功率密度為（6嘱么、2、10顽悼、17）W/cm3曼振，效率為（80-90）%。日本NemicLambda公司最新推出的一種采用軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的高頻開(kāi)關(guān)電源模塊RM系列孝仅，其開(kāi)關(guān)頻率為（200~300）kHz群肌，功率密度已達(dá)到27 W/cm3，采用同步整流器（MOS-FET代替肖特基二極管）逊参，是整個(gè)電路效率提高到90%歧晕。

　　2.2 AC/DC變換

　　AC/DC變換是將交流變換為直流，其功率流向可以是雙向的洪铣，功率流由電源流向負(fù)載的稱為“整流”捕导，功率流由負(fù)載返回電源的稱為“有源逆變”。AC/DC變換器輸入為50/60Hz的交流電学和，因必須經(jīng)整流粱目、濾波，因此體積相對(duì)較大的濾波電容器是必不可少的合荞，同時(shí)因遇到安全標(biāo)準(zhǔn)（如UL挫蓝、CCEE等）及EMC指令的限制（如IEC、FCC僻邀、CSA）抒寂，交流輸入側(cè)必須加EMC濾波及使用符合安全標(biāo)準(zhǔn)的元件结啼，這樣就限制AC/DC電源體積的小型化，另外屈芜，由于內(nèi)部的高頻郊愧、高壓、大電流開(kāi)關(guān)動(dòng)作井佑，使得解決EMC電磁兼容問(wèn)題難度加大属铁，也就對(duì)內(nèi)部高密度安裝電路設(shè)計(jì)提出了很高的要求，由于同樣的原因躬翁，高電壓焦蘑、大電流開(kāi)關(guān)使得電源工作消耗增大，限制了AC/DC變換器模塊化的進(jìn)程盒发，因此必須采用電源系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法才能使其工作效率達(dá)到一定的滿意程度例嘱。

　　AC/DC變換按電路的接線方式可分為，半波電路宁舰、全波電路拼卵。按電源相數(shù)可分為，單項(xiàng)捅我、三相窑肾、多相。按電路工作象限又可分為一象限灿打、二象限转隘、三象限、四象限酥徽。

　　3　開(kāi)關(guān)電源的選用

　　開(kāi)關(guān)電源在輸入抗干擾性能上，由于其自身電路結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)（多級(jí)串聯(lián)）由颗，一般的輸入干擾如浪涌電壓很難通過(guò)铸老，在輸出電壓穩(wěn)定度這一技術(shù)指標(biāo)上與線性電源相比具有較大的優(yōu)勢(shì)，其輸出電壓穩(wěn)定度可達(dá)（0.5~1）%坛铭。開(kāi)關(guān)電源模塊作為一種電力電子集成器件翰谋，在選用中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

　　3.1輸出電流的選擇

　　因開(kāi)關(guān)電源工作效率高，一般可達(dá)到80%以上秤歼，故在其輸出電流的選擇上签孤，應(yīng)準(zhǔn)確測(cè)量或計(jì)算用電設(shè)備的最大吸收電流，以使被選用的開(kāi)關(guān)電源具有高的性能價(jià)格比射桅，通常輸出計(jì)算公式為：

　　Is=KIf

　　式中：Is—開(kāi)關(guān)電源的額定輸出電流份殿；

　　If—用電設(shè)備的最大吸收電流；

　　K—裕量系數(shù)嗽交，一般取1.5~1.8卿嘲；

　　3.2接地

　　開(kāi)關(guān)電源比線性電源會(huì)產(chǎn)生更多的干擾颂斜，對(duì)共模干擾敏感的用電設(shè)備，應(yīng)采取接地和屏蔽措施拾枣，按ICE1000．EN61000．FCC等EMC限制沃疮，形狀開(kāi)關(guān)電源均采取EMC電磁兼容措施，因此開(kāi)關(guān)電源一般應(yīng)帶有EMC電磁兼容濾波器梅肤。如利德華福技術(shù)的HA系列開(kāi)關(guān)電源司蔬，將其FG端子接大地或接用戶機(jī)殼，方能滿足上述電磁兼容的要求姨蝴。

　　3.3保護(hù)電路

　　開(kāi)關(guān)電源在設(shè)計(jì)中必須具有過(guò)流俊啼、過(guò)熱、短路等保護(hù)功能似扔，故在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)首選保護(hù)功能齊備的開(kāi)關(guān)電源模塊吨些，并且其保護(hù)電路的技術(shù)參數(shù)應(yīng)與用電設(shè)備的工作特性相匹配，以避免損壞用電設(shè)備或開(kāi)關(guān)電源弯棠。

　　4　開(kāi)關(guān)電源技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向

　　開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展方向是高頻词羹、高可靠、低耗笋据、低噪聲膛灯、抗干擾和模塊化。由于開(kāi)關(guān)電源輕下碗、小谚熙、薄的關(guān)鍵技術(shù)是高頻化，因此國(guó)外各大開(kāi)關(guān)電源制造商都致力于同步開(kāi)發(fā)新型高智能化的元器件僵棍，特別是改善二次整流器件的損耗摘形，并在功率鐵氧體（Mn-Zn）材料上加大科技創(chuàng)新，以提高在高頻率和較大磁通密度（Bs）下獲得高的磁性能癞屹，而電容器的小型化也是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)垒土。SMT技術(shù)的應(yīng)用使得開(kāi)關(guān)電源取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展，在電路板兩面布置元器件嫁料，以確保開(kāi)關(guān)電源的輕妥迷、小、薄锰瘸。開(kāi)關(guān)電源的高頻化就必然對(duì)傳統(tǒng)的PWM開(kāi)關(guān)技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新刽严，實(shí)現(xiàn)ZVS、ZCS的軟開(kāi)關(guān)技術(shù)已成為開(kāi)關(guān)電源的主流技術(shù)避凝，并大幅提高了開(kāi)關(guān)電源工作效率舞萄。對(duì)于高可靠性指標(biāo)，美國(guó)的開(kāi)關(guān)電源生產(chǎn)商通過(guò)降低運(yùn)行電流管削，降低結(jié)溫等措施以減少器件的應(yīng)力鹏氧，使得產(chǎn)品的的可靠性大大提高渤涌。

　　模塊化是開(kāi)關(guān)電源發(fā)展的總體趨勢(shì)，可以采用模塊化電源組成分布式電源系統(tǒng)把还，可以設(shè)計(jì)成N＋1冗余電源系統(tǒng)实蓬，并實(shí)現(xiàn)并聯(lián)方式的容量擴(kuò)展。針對(duì)開(kāi)關(guān)電源運(yùn)行噪聲大這一缺點(diǎn)吊履，若單獨(dú)追求高頻化其噪聲也必將隨著增大安皱，而采用部分諧振轉(zhuǎn)換電路技術(shù)，在理論上即可實(shí)現(xiàn)高頻化又可降低噪聲艇炎，但部分諧振轉(zhuǎn)換技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用仍存在著技術(shù)問(wèn)題酌伊，故仍需在這一領(lǐng)域開(kāi)展大量的工作，以使得該項(xiàng)技術(shù)得以實(shí)用化拼仆。

　　電力電子技術(shù)的不斷創(chuàng)新吏辫，使開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)業(yè)有著廣闊的發(fā)展前景。要加快我國(guó)開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度撑停，就必須走技術(shù)創(chuàng)新之路劳威，走出有中國(guó)特色的產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合發(fā)展之路，為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展做出貢獻(xiàn)适唆。

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