开关电源 外文文献

开关电源

与电子技术的飞速发展,电子系统的应用领域越来越广泛,电子设备,有越来越多的人工作以电子设备、生活越来越密切的关系。任何电子设备都离不开可靠供电电源的需求,他们也越来越高。电子设备的小型化、低成本的光的力量又瘦,小而高效的为发展方向。传统的晶体管稳压电源是系列调整连续控制线性稳压电源。这种传统的稳压电源的技术更加成熟,已经有大量的综合线性稳压电源模块,有稳定的性能好、输出电压波动小、运行可靠等。但通常需要体积大且沉重的工频变压器和体积和重量是大的过滤器。

在1950年代,美国国家航空和宇宙航行局的小型化、轻重量为目标,为火箭携带开关电源的发展。在近半个世纪的发展过程中,开关电源因其体积小、重量轻、效率高,适用范围广,电压的优点在电子、控制、计算机等许多领域的电子设备已得到广泛应用。在1980年代,计算机是由所有开关电源的,第一个完整的计算机发电。整个1990年代,开关电源在电子、电器、家用电器领域得到广泛、开关电源技术进入快速发展。此外,大规模集成电路技术,和快速发展,开关电源有了质的飞跃,提高了高频大功率产品的、小型化、模块化的潮流。

电源开关管、PWM控制器和高频变压器是不可或缺的组成部分,开关电源。传统的开关电源的一般均采用高频大功率开关管的划分及各销,如利用PWM(脉宽调制)集成控制器UC3842 + MOSFET是国内小功率开关电源的设计方法,更流行。

自1970年代以来,出现在许多功能完全集成控制电路、开关电源电路越来越简化,工作频率的不断提高,提高效率,为电力小型化提供更为广阔的发展前景。三结束离线脉冲宽度调制单片机顶部(三个交换线)将终端时,电源开关MOSFET PWM控制器包在一起,已经成为国际关系的主流,开关电源IC发展。采用集成电路设计上的开关电源开关,可使电路简单、体积进一步缩小,成本也明显降低

单片开关电源有单片集成,最简外围电路,最好的性能指标、没有工作频率变压器能构成一个重要的优势开关电源等PI(以)。美国公司在电力在1990年代中期,首次推出新高频开关电源芯片,被称为“上开关电源”的宗旨,以低成本、电路简单、效率较高。第一代产品于1994年代表TOP100/200系列,第二代产品是ⅡTOPSwitch - 1997年问世。以上产品一旦出现较强的生命力和他大大简化了

设计的150 W以下开关电源和新产品的开发为新工作,也、高效、低成本开关电源和普及推广创造了良好条件,可广泛用于仪表、笔记本电脑、移动电话、电视、VCD、DVD、摄录像机、手机电池充电器、功率放大器等领域,并形成各自不同小型化、密度、价格可以跟线性稳压电源AC / DC电源变换模块。

开关电源的综合了今后的发展方向将是主要趋势,功率密度将越来越大,对工艺的要求将越来越高。在半导体器件和磁性材料,没有新的突破性的技术进步主要之前可能很难达到、技术创新的重点将是如何提高工作效率和集中在减肥。因此,工艺水平将会在这个位置的电源生产更高。此外,应用数字控制电路是未来的方向发展的一个开关电源。在DSP这种信任在速度和抗干扰技术的不断提高。至于先进控制方法,目前个人觉得没见过的实用性方法显得尤为强烈,

也许是流行的数字控制,会有一些新的控制理论引入开关电源。

(1)技术:用高频开关频率增加、开关变换器体积也减少,功率密度也大幅提升,动态响应得到改善。小功率直流-直流转换器开关频率将上升到兆赫。但是当开关频率的不断提高,开关元件、被动元件损失增加、高频寄生参数和高频电磁干扰(EMI)等新问题也会造成。

(2)软开关技术:为了提高效率的各种软开关变换器,变换技术的应用而生,软交换技术的代表是被动与主动的软开关技术,主要包括零电压开关/零电流开关(零电压(ZCS)共振、准谐振,零电压零电流脉冲宽度调制技术(零电压/ ZCS - PWM)和零电压零电流转换过渡脉宽调制(PWM)/ ZCT ZVT -技术等。通过软开关技术可有效降低开关损耗和开关应力、帮助转换器转化效率。

(3)功率因数校正(PFC)技术。目前主要分为PFC技术被动与主动PFC技术利用PFC技术两大类,PFC技术可以改善AC - DC转换器件的输入功率因数,降低电网谐波污染。

(4)模块化技术。需要模块化技术可满足分布式电源系统的发展,提高系统的可靠性。

(5)低的输出电压的技术。的不断发展,半导体制造技术、微处理器和便携式电子设备工作越来越低,这需要未来直流-直流转换器可以提供低输出电压适应微处理器和供电要求的便携式电子设备。

开关电源技术随着近些年的发展已日趋成熟，但是研制大功率、高性能的开关电源仍是人们不断努力和追求的目标。软开关PWM技术和并联均流都是当前电力电子技术发展的重点，二者结合可以很好的满足大功率电源在性能、重量、体积、效率和可靠性等方面的要求。论文采用移相全桥ZVS PWM DC／DC变换电路研制了大功率开关电源，并设计出多个电源模块并联运行时的均流电路。论文重点分析了相关工作原理，设计了电路参数，并研制成功了样机进行验证。文中研究了移相全桥零电压PWM DC／DC变换器的工作原理，使用移相控制芯片UC3875设计了移相控制电路。探讨了实现滞后臂软开关的方法和占空比丢失现象，采用串联谐振电感来实现滞后臂的软开关。有效降低了开关损耗，提高了系统的效率。论文中还设计了一种新型的IGBT驱动电路，它具有开关频率高、驱动功率大、结构简单且具有负压关断的特点。文中介绍了电源并联运行的各种均流技术，对单模块DC／DC电源和多模块电源并联运行进行了小信号分析。采用均流控制芯片UC3907设计了电源的均流控制电路，使模块单元具有可并联功能，可以实现多电源模块并联组成更大功率的电源系统。最后给出了原理样机的试验结果和两台电源并联运行的效果。

新时代对电源的三大基本要求是：高可靠性、高效率、低电磁干扰。近几年来，我国开关电源技术已经有了长足的进展，采用了有效的均流技术和软开关技术，理论、研究、生产、应用等已经有相当的成果和规模。中国的电源市场特点经过20多年的对外开放和经济的快速发展，具有巨大的发展潜力和空间，世界各发达国家都在关注中国电源市场的发展。企业必须坚持高起点、高标准，高质量、和国际接轨，这将促进电源市场的规范化，今后的市场竞争将是质量的竞争，技术的竞争，人才的竞争。本课题研制的高频开关电源主要用于电镀(型号：NDF)、充电(型号：NCF)、电化学(型号：NHF)和励磁(型号：NLF)。NDF系列高频开关电源是专为满足电镀工艺要求而精心设计制作的，特别适合用作电镀及印刷电路板电镀生产线的整流电源。NHF系列高频开关电源是专为满足电解工艺及高纯水处理(EDI配套电源)工艺要求而精心设计制作的，特别适合用作电解及EDI除盐配套整流电源。全文共分为六章：第一章主要介绍开关电源的发展过程及现状，阐述了本课题的研究目的、研究意义和研究内容。第二章主要介绍软开关技术，对软开关Buck电路PWM变换器和移相控制全桥(Full—Bridge，FB)PWM变换器工作过程做了详细介绍。第三章讨论了电磁兼容重要性，对抗干扰做了详细介绍，并从硬件和软件两方面提出相应抑制干扰措施。第四章主要分析了本课题硬件部分，对开关电源主电路及保护电路做了介绍，并对RS485工作电路做了详细说明。第五章主要分析了本课题软件部分，对单台电源模块软件以及监控系统软件做了详尽说明，并阐述了几个器件的驱动程序。第六章对系统的设计进行了总结，指出了系统设计不完善的地方，并对下步工作提了几个建议。