电力电子电源技术及应用5.1-2 开关电源的性能指标
开关电源有哪些技术指标？
开关电源有哪些技术指标？开关电源的性能指标可分为输入、输出、保护、显示和指示功能、系统功能、电气绝缘和电磁兼容等：1.开关电源的电气性能指标。
①输入特性：输入电压类型及电压范围，电网频率，谐波失真。
②输出特性：额定输出电压，额定输出电流，稳压精度（电压调整率和负载调整率），瞬态响应，输出纹波电压及纹波电流，输出噪声电压。
③电气绝缘。
开关电源的电气绝缘是安全指标中的重要内容，出厂的开关电源必须经过电气绝缘试验，才能够投入市场使用。
交流输入端对直流输出端的电气绝缘测试、漏电流测试。
④控制方式及控制功能：电压型控制方式，电流型控制方式，外部关断功能，远程遥控功能，数控功能。
⑤保护功能：开关电源必须有完善的保护措施，常有的保护是过流保护、短路保护、过压保护、放反接的极性保护和过热保护等。
必要时还可增加输入、输出电压及电流监视器，保护继电器，报警器，自动/手动复位电路等。
有条件的还应对样机进行电磁兼容性试验。
2.机械性能指标。
体积、重量等。
3.环境工作条件。
环境温度、存储温度、相对湿度、高度、散热条件（自然冷却、风扇冷却）等。
4.可靠性指标。
可靠性指标通常用平均故障间隔时间（Mean Time Between Failures,MTBF）来表示。
MTBF一般应大于100000小时。
开关电源中的输入、输出、保护、电气绝缘和电磁兼容是电源的基本要求，显示和指示功能、系统功能是通信的特殊要求。
在一般电源规范中，还有电源工作的环境条件、结构尺寸和质量等，由此决定电源的冷却和结构设计以及元器件的选择。
电源设计者必须充分研究以上条件，设计过程自始至终贯彻技术规范，并且充分考虑研制的开关电源的生产成本和制造方法，所设计的开关电源才能获得成功。
因此，产品设计不同于理论研究，这里电路先进是远远不够的。
产品应当采用成熟的先进电路技术，最低的生产成本，包括器件、制造、结构、劳动力、设备等，直至维护成本，同时要达到最高的可靠性。
电力电子技术在开关电源中的应用浅析
电力电子技术在开关电源中的应用浅析电力电子技术指的是利用电力电子器件来实现电能转换、电能控制和电能传输的技术。
在现代电力系统中，电力电子技术已经广泛应用于各个领域，其中一个重要应用就是开关电源。
开关电源是一种以开关器件为主要元件的电源，通过控制器控制开关管的导通与关断，实现电能的转换和调节。
它具有输出稳定、效率高、体积小、重量轻等优点，成为各种电子设备不可或缺的电源方式。
1. 开关器件的应用：开关电源主要使用的开关器件有二极管、晶体管、MOS管、IGBT 管等。
它们具有导通电阻小、关断速度快、功率损耗小等特点，能够提高开关电源的转换效率和可靠性。
2. 脉宽调制技术：脉宽调制技术是一种通过改变开关器件导通时间的方式来实现电能的调节。
通过调节脉冲宽度，可以实现电压的升降和频率的调节，从而实现对输出电能的控制。
3. 电流控制技术：为了保证电源的稳定性和安全性，开关电源需要对电流进行控制。
电流控制技术主要通过电流反馈回路来实现对输出电流的调节，可以确保输出电流不超过一定范围，并提供短路保护功能。
4. 调光技术：在一些需要调光功能的场合，比如LED灯等，开关电源通常会采用调光技术来实现亮度的调节。
调光技术主要通过改变开关电源的工作频率或者改变脉宽调制的方式来实现对亮度的控制。
5. 滤波技术：开关电源输出的电能中通常会包含有噪声和谐波成分，为了提高输出质量和减少对其他设备的干扰，开关电源通常会采用滤波技术来对输出电能进行滤波处理。
滤波技术主要包括输入滤波和输出滤波两个方面，可以有效减少输出电压的纹波和谐波。
在实际生产和应用中，电力电子技术在开关电源中的应用可以根据具体需求和应用场景进行灵活选择和优化设计，以达到更好的效果和性能。
随着科技的不断发展和创新，电力电子技术在开关电源中的应用将会更加广泛和深入。
开关电源的性能指标和测试规范
开关电源的性能指标和测试规范第一部分：电源指标的概念、定义一．描述输入电压影响输出电压的几个指标形式。
1．绝对稳压系数。
A．绝对稳压系数：表示负载不变时，稳压电源输出直流变化量△U0与输入电网变化量△Ui之比。
既：K=△U0/△Ui。
B．相对稳压系数：表示负载不变时，稳压器输出直流电压Uo的相对变化量△Uo与输出电网Ui的相对变化量△Ui之比。
急：S=△Uo/Uo / △Ui/Ui2. 电网调整率。
它表示输入电网电压由额定值变化+-10%时，稳压电源输出电压的相对变化量，有时也以绝对值表示。
3. 电压稳定度。
负载电流保持为额定范围内的任何值，输入电压在规定的范围内变化所引起的输出电压相对变化△Uo/Uo （百分值），称为稳压器的电压稳定度。
二．负载对输出电压影响的几种指标形式。
1．负载调整率（也称电流调整率）。
在额定电网电压下，负载电流从零变化到最大时，输出电压的最大相对变化量，常用百分数表示，有时也用绝对变化量表示。
2．输出电阻（也称等效内阻或内阻）。
在额定电网电压下，由于负载电流变化△IL引起输出电压变化△Uo，则输出电阻为Ro=|△Uo/△IL| 欧。
三．纹波电压的几个指标形式。
1．最大纹波电压。
在额定输出电压和负载电流下，输出电压的纹波（包括噪声）的绝对值的大小，通常以峰峰值或有效值表示。
2．纹波系数Y（%）。
在额定负载电流下，输出纹波电压的有效值Urms与输出直流电压Uo之比，既y=Umrs/Uo x100%3．纹波电压抑制比。
在规定的纹波频率（例如50HZ）下，输出电压中的纹波电压Ui~与输出电压中的纹波电压Uo~之比，即：纹波电压抑制比=Ui~/Uo~ 。
这里声明一下：噪声不同于纹波。
纹波是出现在输出端子间的一种与输入频率和开关频率同步的成分，用峰-峰（peak to peak）值表示，一般在输出电压的0.5%以下；噪声是出现在输出端子间的纹波以外的一种高频成分，也用峰-峰（peak to peak）值表示，一般在输出电压的1%左右。
开关电源的主要技术指标
开关电源的主要技术指标开关电源的主要技术指标电源是各种电子设备必不可少的重要组成部分，其性能的优劣直接关系到整个系统的安全性和可靠性指标。
开关电源以其低功耗、高效率、小体积等显著优点而深受人们的青睐，并被广泛应于计算机设备、电子仪器、通信设备和家用电器中。
下面将介绍开关电源的主要技术指标。
1. 输入电压范围：当开关电源的输入电压发生变化时，保持输出特性不变的输入电压变化范围。
这个范围越宽，表示电源适应外界的市电变化的能力越强，开关电源的工作范围就越宽。
它和开关电源内部的误差放大器、取样反馈调节电路的增益及占空比调节范围有关。
目前开关电源的输入电压变化范围已经做到90V-270V,可以省去许多电器上的110V/220V转换开关。
2. 电压调整率：电压调整率也称为电压稳定度，是在输出电流不变（即负载不变化），而输入的交流工作电压变化时，输出电压的相对变化量。
此项技术指标用来验证开关电源在最恶劣的电源电压环境下，输出电压的稳定度是否符合需求规格。
3. 电流调整率：电流调整率也称负载调整率，是在输入的交流电压为额定值（比如220VAC),而输出电流从最小值0变到最大值时，输出电压的相对变化量。
此项指标用来验证开关电源适配器在最恶劣的负载环境下，输出电压稳定度是否合乎需求的规格。
4. 输出内阻：输出电压的变化量与输出电流的变化量的比值。
这个比值越小，表示电源输出电压随负载大小的变化越小，稳压性能好。
5. 转换效率：电源输出功率与输入功率的比值。
这个比值越高，表示变化效率高，开关电源的体积越小，可靠性也越高。
目前开关电源的效率可达到90%以上。
6. 输出电压的纹波：由于开关电源的稳压过程是一个不断取样反馈调节的过程，因此在输出的直流电压上会出现一个叠加的波动的纹波电压，即输出的纹波电压。
这个值越小，表示输出特性越好。
纹波有两种表示方法：一是输出纹波电压有效值；二是输出纹波电压的峰峰值。
一般开关电源的规格都要求小于输出直流电压的1%，其频宽为20Hz-20MHz或者其他更高频率，如100MHz等。
开关电源的主要性能指标
开关电源的主要性能指标
稳压电源的性能指标分为两种，一种是特性指标，另一种是质量指标。
1.特性指标：
(1)输人电压及其变化范围。
(2)输出电压U。
及其输出电压调节范围UoInin~Uomaxo(3)额定输出电流IonIaX(指电源正常工作时的最大工作电流)。
2.质量指标(1)稳压系数S,指在负载电流、环境温度不变的情况下，输人电压U、变化110%时引起输出电压U。
的相对变化量。
(2)电流调整率S、当输入电压及环境温度不变时，输出电流I o从零变化到最大时，输出电压的相对变化量称为电流调整率。
(3)输出电阻(也称内阻)R。
当输人电压、环境温度一定时，由于负载电流变化引起输出电压变化，把输出电压的变化与输出电流的变化的比，称为输出电阻。
其大小反映了稳压电源带负载能力的大小，R。
值越小，带负载能力越强。
(4)温度系数ST指输人电压、输出电流不变的情况下，稳压电路在周围环境温度变化时所引起的输出电压的变化。
(5)纹波电压和纹波抑制比叠加在输出电压U o上的交流分量称为纹波电压。
纹波抑制比定义为稳压电路输人纹波电压峰值Uipp与输出纹波电压峰值UOPP之比，用对数表示峰01g(Uio/UoPP)(dB)o纹波抑制比表示稳压电路对其输入端引入的交流纹波电压的抑制能力。
⑹效率n指输入、输出为额定值时，其输出功率与输人有效功率
之比值。
开关电源的主要用途、分类及其参数
开关电源的主要用途、分类及其参数开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。
电源是各种电子设备必不可缺的组成部分，其性能优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠地工作。
由于开关电源内部关键元器件工作在高频开关状态，功耗小，转化率高，且体积和重量只有线性电源的20%—30%，故目前它已成为稳压电源的主流产品。
电子设备电气故障的检修，本着从易到难的原则，基本上都是先从电源入手，在确定其电源正常后，再进行其他部位的检修，且电源故障占电子设备电气故障的大多数。
故了解开头电源基本工作原理，熟悉其维修技巧和常见故障，有利于缩短电子设备故障维修时间，提高个人设备维护技能。
开关电源的主要用途：开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器，电子冰箱，液晶显示器，LED灯具，通讯设备，视听产品，安防监控，LED灯袋，电脑机箱，数码产品和仪器类等领域。
开关电源的主要分类：人们在开关电源技术领域是边开发相关电力电子器件，边开发开关变频技术，两者相互促进推动着开关电源每年以超过两位数字的增长率向着轻、小、薄、低噪声、高可靠、抗干扰的方向发展。
开关电源可分为AC/DC和DC/DC两大类。
微型低功率开关电源开关电源正在走向大众化，微型化。
开关电源将逐步取代变压器在生活中的所有应用，低功率微型开关电源的应用要首先体现在，数显表、智能电表、手机充电器等方面。
现阶段国家在大力推广智能电网建设，对电能表的要求大幅提高，开关电源将逐步取代变压器在电能表上面的应用。
反转式串联开关电源反转式串联开关电源与一般串联式开关电源的区别是，这种反转式串联开关电源输出的电压是负电压，正好与一般串联式开关电源输出的正电压极性相反；并且由于储能电感L只在开关K关断时才向负载输出电流，因此，在相同条件下，反转式串联开关电源输出的电流比串联式开关电源输出的电流小一倍。
开关电源指标
开关电源的性能指标可分为输入、输出、保护、显示和指示功能、系统功能、电气绝缘和电磁兼容等：1. 开关电源的电气性能指标。
①输入特性：输入电压类型及电压范围，电网频率，谐波失真。
②输出特性：额定输出电压，额定输出电流，稳压精度（电压调整率和负载调整率），瞬态响应，输出纹波电压及纹波电流，输出噪声电压。
③电气绝缘。
开关电源的电气绝缘是安全指标中的重要内容，出厂的开关电源必须经过电气绝缘试验，才能够投入市场使用。
交流输入端对直流输出端的电气绝缘测试、漏电流测试。
④控制方式及控制功能：电压型控制方式，电流型控制方式，外部关断功能，远程遥控功能，数控功能。
⑤保护功能：开关电源必须有完善的保护措施，常有的保护是过流保护、短路保护、过压保护、放反接的极性保护和过热保护等。
必要时还可增加输入、输出电压及电流监视器，保护继电器，报警器，自动/手动复位电路等。
有条件的还应对样机进行电磁兼容性试验。
2. 机械性能指标。
体积、重量等。
3. 环境工作条件。
环境温度、存储温度、相对湿度、高度、散热条件（自然冷却、风扇冷却）等。
4. 可靠性指标。
可靠性指标通常用平均故障间隔时间（Mean Time Between Failures,MTBF ）来表示。
MTBF 一般应大于100000小时。
开关电源中的输入、输出、保护、电气绝缘和电磁兼容是电源的基本要求，显示和指示功能、系统功能是通信的特殊要求。
在一般电源规范中，还有电源工作的环境条件、结构尺寸和质量等，由此决定电源的冷却和结构设计以及元器件的选择。
电源设计者必须充分研究以上条件，设计过程自始至终贯彻技术规范，并且充分考虑研制的开关电源的生产成本和制造方法，所设计的开关电源才能获得成功。
因此，产品设计不同于理论研究，这里电路先进是远远不够的。
产品应当采用成熟的先进电路技术，最低的生产成本，包括器件、制造、结构、劳动力、设备等，直至维护成本，同时要达到最高的可靠性。
这样的产品才能够生存。
开关电源的三个性能指标
开关电源的三个性能指标
深圳市森树强电子科技有限公司
开关电源在输入抗干扰性能上，由于其自身电路结构的特点（多级串联），一般的输入干扰如浪涌电压很难通过，在输出电压稳定度这一技术指标上与线性电源相
比具有较大的优势，其输出电压稳定度可达(0.5～1）％。
开关电源模块作为一种电力电子集成器件，在选用中应注意以下3点：
1输出电流的选择
因开关电源工作效率高，一般可达到80％以上，故在其输出电流的选择上，应准确测量或计算用电设备的最大吸收电流，以使被选用的开关电源具有高的性能价
格比，通常输出计算公式为：
Is=KIf
式中：Is—开关电源的额定输出电流；
If—用电设备的最大吸收电流；
K—裕量系数，一般取1.5～1.8；
2接地
开关电源比线性电源会产生更多的干扰，对共模干扰敏感的用电设备，应采
取接地和屏蔽措施，按ICE1000、EN61000、FCC等EMC限制，开关电源均采取EMC 电磁兼容措施，因此开关电源一般应带有EMC电磁兼容滤波器。
如森树强的开关电源，将其FG端子接大地或接用户机壳，方能满足上述电磁兼容的要求。
3保护电路
开关电源在设计中必须具有过流、过热、短路等保护功能，故在设计时应首
选保护功能齐备的开关电源模块，并且其保护电路的技术参数应与用电设备的工作特
性相匹配，以避免损坏用电设备或开关电源。
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三、环境条件
温度 湿度
海拔高度
耐振动
耐冲击
其他的环境条件
四、其他指标
输入噪声 雷击浪涌 静电噪声
可靠性
习 题
1.我国单相市电的频率、有效值和幅值各为多少？ 2.开关电源的效率是怎样定义的？ 3.开关电源的输出纹波噪声是怎样定义的？ 4.过电流保护和过电压保护分别是如何定义的？
1.绝缘电阻
2.绝缘耐压
二、机械结构方面的标准
机械结构规定的项目有：机箱的形状，外型尺
寸与公差、安装位置、安装孔及螺钉的长度等，框 体的材料及表面处理、冷却条件、通风方向与风量 及开口尺寸、机外温升、接口位置及显示、操作部 件（如开关、输出电压调节旋钮及指示灯等）的位
置及文字显示的位置、电源设备的重量等。
（二）与输出特性相关的指标
1.额定输出电压 2.额定输出电流
3.稳压精（三）附属功能
1.过电流保护 2.过电压保护
3.输出欠电压保护
4.过热保护 5.开/关机的遥控 6.遥测 7.接口
（四）绝缘
5.1-2 开关电源的性能指标
一、电气性能指标 二、机械结构方面的标准 三、环境条件 四、其他指标
一、电气性能指标
（一）与输入特性相关的指标 （二）与输出特性相关的指标 （三）附属功能
（四）绝缘
（一）与输入特性相关的指标
1.相数 2.额定输入电压及电压变动范围 3.频率 4.输入电流 5.输入谷值及瞬间停电 6.冲击（浪涌）电流 7.泄漏电流 8.效率