開關電源是運用當代機械電子技術,操縱開關管啟用和關閉的時間比例,保持平穩輸出電壓的一種開關電源,開關電源一般由脈沖寬度調配(PWM)操縱IC和MOSFET組成。開關電源和線性穩壓電源對比,二者的費用都伴隨著功率的提高而增長,但二者增長速率各不相同。線性穩壓電源成本費在某一功率點上,反倒高過開關電源,這一點稱之為成本費翻轉點。伴隨著機械電子技術的快速發展和自主創新,促使開關電源技術也在不斷自主創新,這一成本費翻轉點日益向低導出電力工程端挪動,這為開關電源給予了廣泛的進步室內空間。
開關電源高頻率化是其未來發展的方位,高頻率化使開關電源微型化,并使開關電源進到更普遍的主要用途,特別是新技術行業的運用,促進了新技術商品的微型化、輕巧化。此外開關電源的進步與用途在節約資源、節省資源及保護生態環境層面都有著關鍵的實際意義。開關電源中使用的功率器件關鍵為二極管、IGBT和MOSFET。SCR在開關電源鍵入橋式整流電路及軟起動電源電路中有少許運用,GTR推動艱難,電源開關頻率低,慢慢被IGBT和MOSFET替代。
三個標準:
1、電源開關:功率器件工作中在電源開關情況而不是線形情況
2、高頻率:功率器件工作中在高頻率而不是貼近直流的低頻率
3、直流電:開關電源導出的是直流電而不是溝通交流
開關電源一般有三種工作模式:頻率、脈沖寬度固定不動方式,頻率固定不動、脈沖寬度可變方式,頻率、脈沖寬度可變方式。前一種工作模式多用以DC/AC變頻電源,或DC/DC工作電壓轉換;后二種工作模式多用以直流穩壓電源。此外,開關電源輸出電壓也是有三種工作方式:立即輸出電壓方法、均值輸出電壓方法、幅度值輸出電壓方法。一樣,前一種工作方式多用以DC/AC變頻電源,或DC/DC工作電壓轉換;后二種工作方式多用以直流穩壓電源。
依據電源開關元件在線路中聯接的方法,較為普遍采用的開關電源,大致可分成:串聯式開關電源、并聯式開關電源、變電器式開關電源等三大類。在其中,變電器式開關電源(后邊通稱變電器開關電源)還能夠進一步分為:推挽電路式、半橋式、全橋式等多種多樣;依據變電器的鼓勵和輸出電壓的相位差,又可以分為:正激式、反激式、單激式和雙激式等多種多樣;假如從主要用途上去分,還能夠分為大量類型。
開關電源的歸類:
大家在開關電源技術行業是邊開發設計有關功率器件,邊開發設計電源開關變頻式技術,二者互相促進促進著開關電源每一年以超出倆位數據的年增長率朝著輕、小、薄、低噪音、高靠譜、抗干擾性的角度發展趨勢。開關電源可分成AC/DC和DC/DC兩類,DC/DC逆變電路已經完成模塊化設計,且設計方案技術及生產工藝流程在世界各國均已完善和規范化,并已獲得客戶的認同,但AC/DC的模塊化設計,因其自己的特點促使在模塊化設計的過程中,碰到比較繁雜的技術和加工工藝生產制造問題。下列各自對兩大類開關電源的構造和特點作以論述。
接地裝置
開關電源比線性穩壓電源會形成大量的影響,對共模干擾比較敏感的配電機器設備,應采用接地裝置和屏蔽掉對策,按ICE1000、EN61000、FCC等EMC限定,開關電源均采用EMC電磁兼容測試對策,因而開關電源一般應含有EMC電磁兼容測試過濾器。如利德華福技術的HA系列產品開關電源,將其FG接線端子接地面或接客戶外殼,方能達到以上電磁兼容測試的規定。
維護電源電路
開關電源在制定中務必具備過電流、太熱、短路故障等防護作用,故在設計時要優選維護作用完備的開關電源控制模塊,而且其維護電源電路的技術主要參數應與用電量設施的運行特點相符合,以防止毀壞用電量機器設備或開關電源。
發展趨勢趨勢
開關電源的發展趨勢是高頻率、高靠譜、低消耗、低噪音、抗干擾性和模塊化設計。因為開關電源輕、小、薄的重要技術是高頻率化,因而海外各種開關電源生產商都專注于同歩開發設計新式高智能化系統的電子器件,尤其是改進二次電子整流器件的耗損,并在輸出功率鐵氧體(Mn?Zn)原材料上增加自主創新,以增強在高頻和比較大磁通密度(Bs)下得到高的帶磁能,而電力電容器的微型化也是一項重要技術。SMT技術的運用促使開關電源獲得了長久的進度,在線路板雙面布局電子器件,以保證開關電源的輕、小、薄。
開關電源的高頻率化就必定對傳統式的PWM電源開關技術開展自主創新,完成ZVS、ZCS的軟電源開關技術已變成開關電源的流行技術,并大幅度提高了開關電源的工作效能。針對高可靠性指標,英國的開關電源生產廠家根據減少運作電流量,減少結溫等對策以降低電子元器件的內應力,促使商品的穩定性進一步提高。
模塊化設計是開關電源發展趨勢的整體發展趨勢,可以選用模塊化電源構成分布式發電系統軟件,可以設計方案成N 1冗余電源系統軟件,并完成并接方法的容積拓展。對于開關電源運作噪音大這一缺陷,若獨立追求完美高頻率化其噪音也終將伴隨著擴大,而選用一部分串聯諧振變換電源電路技術,在理論上就可以完成高頻率化又可減少噪音,但一部分串聯諧振變換技術的具體使用仍存有著技術問題,故仍需在這里一行業進行很多的工作中,以促使此項技術得到產品化。