现代开关电源整流器技术及其应用
一种全桥同步整流器的设计及其应用
一种全桥同步整流器的设计及其应用王贤江;石玉;李功福【摘要】一般在AC／DC开关电源的输入级会加入一个全桥整流器，将电网的交流电压变为脉动的直流，以便之后DC—DC变换器的处理。
由于传统桥式整流器的整流二极管存在约1V的电压降，当系统功率较大时，此整流桥将消耗一部分能量，这部分能量损失使得在设计系统时需进行额外的散热处理。
同时这部分损失的能量也降低了AC／DC电源的系统效率。
文中从用N沟道的增强型MOSFET构建全桥同步整流器，并引入相应控制信号对其进行全桥同步整流，仿真结果达到了设计要求。
%Generally a full-bridge rectifier is added to the AC/DC switching power supply input stage to convert the AC voltage grid into a pulsating direct current for later processing by the DC-DC converter. As the traditional rec-tifier diode bridge rectifier has a voltage drop of about 1 V, it will consume some energy when the system power is large. This energy loss makes extra heat treatment necessary in the design of the system. And this loss also reduces the AC/DC power system efficiency. In this paper, with the N-channel enhancement-mode MOSFET we build a full- bridge synchronous rectifier control signal and introduce its corresponding control signal for full-bridge synchronous rectification. The simulation result meets the requirement of the design.【期刊名称】《电子科技》【年(卷),期】2012(025)009【总页数】4页(P91-93,120)【关键词】AC／DC开关电源;桥式整流器;DC—DC变换器;全桥同步整流【作者】王贤江;石玉;李功福【作者单位】电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室,四川成都610054;电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室,四川成都610054;电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室,四川成都610054【正文语种】中文【中图分类】TN86由于现代高速超大规模集成电路的尺寸不断减小，同时又对功率要求的不断增加。
电力电子技术在电力系统中的应用及发展
电力电子技术在电力系统中的应用及发展首先，电力电子技术在电力系统中的应用非常广泛。
电力电子技术包含了各种电力电子器件和电路，如开关电源、逆变器、整流器、变频器等。
这些技术可以用于各种不同的应用，包括电力调节、变频调速、无停电切换、能量回馈等。
电力电子技术在电力系统中的应用主要有以下几个方面：1.电力调节：电力电子技术可以用来调节电力系统的电压和频率。
例如，电力电子技术可以用于调节输电线路的电压，以保证电力系统的稳定性和可靠性。
同时，它也可以用来调节电力系统的频率，以适应不同的负载条件。
2.变频调速：电力电子技术可以用于变频调速系统中，通过改变电机的供电频率来改变电机的转速。
这可以使电机在不同负载要求下，具备良好的性能特性。
变频调速系统广泛应用于工业、交通等领域。
3.无停电切换：电力电子技术可以实现无停电切换。
例如，在配电系统中，当发生故障时，电力电子技术可以实现对备用电源的无停电切换，以保证供电的连续性和可靠性。
4.能量回馈：电力电子技术可以实现能量的回馈。
例如，通过逆变器将太阳能等可再生能源转换为电能，然后回馈到电力系统中，减少对传统能源的依赖，提高能源利用效率。
除了以上应用，电力电子技术还可以用于电力系统的电力质量改善、电力系统的故障检测和故障定位等方面，为电力系统的稳定运行和安全性提供支持。
其次，电力电子技术在电力系统中的发展也非常迅速。
随着科技的不断进步和应用需求的不断增加，电力电子技术得到了广泛的研究和应用。
目前，电力电子技术正在向下列几个方向发展：1.高效率：提高电力电子设备的工作效率是当前的重要发展方向。
高效率的电力电子设备可以减少能量损失，提高能源利用效率。
2.高功率密度：提高电力电子设备的功率密度，使其在体积相同的情况下可以提供更大的功率输出。
这对于应用于空间有限的场合非常有用。
3.高可靠性：提高电力电子设备的可靠性，使其能够在恶劣的工作环境下稳定运行。
这对于电力系统的稳定性和可靠性非常重要。
开关电源整流模块的工作原理
开关电源整流模块的工作原理开关电源整流模块的工作原理主要包括以下几个方面：
1. 输入电压变换，开关电源整流模块首先将输入的交流电压通过变压器进行变换，将高压交流电转换为低压交流电。
2. 整流，接下来，通过整流电路将交流电转换为直流电。
整流电路通常采用二极管桥式整流电路，它能够将交流电转换为单向流动的直流电。
3. 开关电源转换，在整流后，直流电通过开关电源转换电路。
这个转换电路包括开关管、电感、电容等元件，通过不断地开关操作，将直流电转换为高频脉冲电流。
4. 输出调整，最后，将高频脉冲电流通过滤波电路进行滤波处理，去除掉高频噪声，然后再通过稳压电路进行稳压处理，保证输出的直流电压稳定。
通过这样的工作原理，开关电源整流模块能够将输入的交流电转换为稳定的直流电输出，为各种电子设备提供可靠的电源供应。
同时，由于采用了开关电源转换技术，整流效率高，体积小，因此在现代电子设备中得到了广泛的应用。
电力电子技术在开关电源中的应用
电力电子技术在开关电源中的应用电力电子技术在现代电子设备中扮演着至关重要的角色，其中开关电源作为电子设备的核心组件，更是离不开电力电子技术的应用。
本文将从电力电子技术的基本原理、开关电源的工作原理和电力电子技术在开关电源中的应用三个方面展开讨论，希望能够全面地介绍电力电子技术在开关电源中的应用。
一、电力电子技术的基本原理电力电子技术是指利用电子器件和电子电路来控制和调节电能的过程，其基本原理是通过控制半导体器件（如二极管、晶闸管、三极管等）的导通和截止，实现对电能的控制和调节。
由于半导体器件的特性，能够将电能进行高效率的调节和转换，因此电力电子技术在能源领域得到了广泛的应用。
二、开关电源的工作原理开关电源是一种可以将输入电能转换为所需输出电能的电子器件。
其工作原理是通过开关管（通常为晶闸管、场效应管等）来控制输入电能的开关，将输入电能以高频率进行开关，进而实现对输出电能的调节和转换。
相比于传统的变压器电源，开关电源具有体积小、效率高、重量轻等优点，因此在电子设备中得到了广泛的应用。
开关电源的基本结构包括输入滤波器、整流器、直流滤波器、逆变器等部分。
整流器负责将输入的交流电能转换为直流电能，直流滤波器负责对直流电能进行滤波，逆变器负责将直流电能转换为输出电能。
在整个工作过程中，开关管的开关控制起到了至关重要的作用，通过对开关管的控制，可以实现对输出电能的连续调节和转换。
电力电子技术在开关电源中扮演着至关重要的角色，其应用主要体现在以下几个方面：1. 提高转换效率电力电子技术可以通过高效的器件和电路设计，提高开关电源的转换效率。
采用高效的开关管和滤波器，采用先进的控制技术和脉宽调制技术，可以将开关电源的效率提高到90%以上，大大减少了能源的浪费。
2. 提高输出电能的稳定性电力电子技术可以实现对输出电能的精确控制，能够控制输出电压、输出电流、输出功率等参数的稳定性。
通过精确的控制技术，可以满足电子设备对于电能的精确需求，保证电子设备的正常工作。
现代电源技术的应用及其发展趋势
通 信 业 的迅 速 发 展 极 大 地 推 动 了通 信 电 源 的发
展 。高频 小 型化 的开关 电源及 其技 术 已成为现 代通 信供 电系 统 的主 流 。在 通信 领 域 中 ， 常 将 整 流器 通 称 为 一 次 电 源 ， 将 直 流 一直 流 （ 而 Ｄｄ ＤＣ） 换 器 称 变 为 二 次 电 源 。一 次 电 源 的 作 用 是 将 单 相 或 三 相 交 流 电 网变 换 成 标 称 值 为 ４ Ｖ 的 直 流 电 源 。 目前 在 程 ８ 控交换 机用 的一 次 电源 中， 统 的相 控 式 稳 压 电源 传 己被高频 开关 电源取 代 ， 频 开关 电源 （ 称为 开关 高 也 型 整流 器 Ｓ ＭＲ） 过 Ｍ ＯＳ ＥＴ 或 Ｉ 通 Ｆ ＧＢＴ 的 高 频 工 作 ， 关频 率 一般 控 制在 ５ 开 ０～ ｌ Ｏ Ｉｚ范 围 内 ， 现 Ｏ ｋ－ Ｉ 实 高 效率和 小型 化 。近 几 年 ， 关 整 流器 的功 率容 量 开 不 断 扩 大 ， 机 容 量 己从 ４ ｖ／２． Ａ、 ８ ２ Ａ 扩 大 单 ８ １ ５ ４ ｖ／０
当前 ， 力 电子 作 为 节 能 、 才 、 动化 、 能 电 节 自 智 化 、 电一 体 化 的 基 础 ， 朝 着 应 用 技 术 高 频 化 、 机 正 硬 件 结 构 模 块 化 、 品 性 能 绿 色 化 的 方 向 发 展 。 在 不 产 远 的将 来 ， 力 电 子 技 术 将 使 电 源 技 术 更 加 成 熟 、 电 经 济 、 用 ， 现 高 效 率 和 高 品 质 用 电相 结 合 。 实 实 １ 现 代 电 源 技 术 的应 用 领 域 １ １ 计 算 机 高 效 率 绿 色 电源 ． 高 速 发 展 的计 算 机 技 术 带 领 人 类 进 入 了信 息 社 会 ， 时 也 促 进 了 电源 技 术 的 迅 速 发 展 。 上 世 纪 ８ 同 ０ 年 代 ， 算 机 全 面 采 用 了开 关 电 源 ， 先 完 成 计 算 机 计 率 电源 换 代 。接 着 开 关 电 源 技 术 相 继 进 入 了 电 子 、 电 器设 备领域 。 计 算 机 技 术 的 发 展 ， 出 了 绿 色 电 源 。 绿 色 电 提 源 系 指 高 效 省 电 电 源 ， 据 美 国 环 境 保 护 署 １９ 根 ９ ２年 ６月 １ 日“ 源 之 星 ” 划 规 定 ， 上 型 个 人 电 脑 或 ７ 能 计 桌 相 关 的外 围 设 备 ， 睡 眠 状 态 下 的 耗 电 量 若 小 于 ３ 在 ０ 瓦 ， 符 合 绿 色 电 源 的 要 求 。 提 高 电 源 效 率 是 降 低 就 电源 消 耗 的 根 本 途 径 。 就 目 前 效 率 为 ７ ％ 的 ２ ０ ５ ０ 瓦 开 关 电 源 而 言 ， 源 自身 要 消 耗 ５ Ｗ 的 能 源 。 电 ０
同步整流技术
同步整流技术介绍开关电源的同步整流技术同步整流技术简介1概述近年来，为了适应微处理器的发展，模块化电源的发展呈现出两个明显的发展趋势：低电压和快速动态响应。
在过去的10年里，模块化电源极大地改善了分布式电源系统的外观。
即使在安装成本敏感的设备（如线路卡和单板）时，模块电源也提供了一个有吸引力的解决方案。
然而，高速处理器不断降低的工作电压需要一种新的电压方案来适应未来，特别是考虑到肖特级二极管整流模块的效率不能令人满意。
同步整流电路应运而生，以满足低压输出的要求。
由于普通肖特基二极管的正向压降大于0.3V，因此在低电压输出时，模块的效率不可能很高。
一些数据表明，使用肖特基二极管的隔离直流模块电源的效率可以根据以下公式估算：voutvout(0.1voutvcuvf)0.1vout——一次侧和控制电路的损耗vcu―印制板的线路损耗VF-整流器传导压降损失我们假设采用0.4v的肖特基整流二极管，印制板的线路损耗为0.1v，则1.8v的模块最大的估算效率为72%。
这意味着28%的能量被模块内部损耗了。
其中由于二极管导通压降造成的损耗占了约15%。
随着半导体工艺的发展，低压功率mos管的的有着越来越小的通态电阻，越来越低的开关损耗，现在ir公司最新的技术可以制作30v/2.5mω的mos管，在电流为15a时，导通压降为0.0375，比采用肖特基二极管低了一个数量级。
所以近年来对同步整流电路的研究已经引起了人们的极大关注。
在中大功率低压输出的dc-dc变换器的产品开发中，采用低压功率mosfet替代肖特基二极管的方案得到了广泛的认同。
今天，采用同步整流技术的on-board模块已经广泛应用于通讯的所有领域。
2同步整流电路的工作原理介绍开关电源的同步整流技术图1同步整流正激电路原理图（无复位绕组）同步整流电路与普通整流电路的区别在于它采用了mos管代替二极管，而mos管是它驱的开关器件，必须采用一定的方式控制mos管的开关。
开关电源的应用以及发展过程
开关电源的应用以及发展过程开关电源是20世纪60年代电源历史上的一次革命，安装于各种家用电器、工业设备以及军用电子装置中，同时作为赋能装置应用于各个领域。
下面列举开关电源应用领域的一些例子。
一、金属焊接与切割电源世界生产的钢材约50%需要焊接加工成构件，才能使用，没生产1万t钢，就需要相应生产20~25台焊机以满足加工需求。
高频开关整流焊接电源在体积、质量、节能以及焊接性能等方面是传统焊接电源无法比拟的，已取代传统焊接电源，广泛用于焊接行业。
二、表面处理工程用于电镀行业的整流电源，其特点是低电压、大电流。
高频逆变开关整流电镀电源与二极管的硅整流电源、晶闸管整流电源电源相比，除了体积小、质量轻、效率高之外，还有可控性好、稳压稳流精度高、易于并联、易于实现计算机监控、故障检修安全控制，而且镀层品质大大提高。
直流电镀与脉冲电镀相结合，可获得无裂缝、耐腐蚀能力和耐磨能力强，均匀的镀层表面。
用于工业设备和武器装备、舰船维修的电弧热喷涂工艺，应用于高频开关电源电弧俄日热源，对解决涂层结构致密、低孔隙率、高强度、耐磨、放热腐蚀具有广泛的应用前景。
用于塑料表面处理，采用工作电压10~13KV，开关频率10~36KHZ 的高压开关电源以及电晕方法使用塑料表面改性，提高印刷性和粘接性，用此法同时还可去除油污、水汽和尘垢。
开关电源用于电容器铝箔表面处理，可提高电容器的比容量以及抗电强度等。
三、在环境保护中的应用脉冲电晕加氨脱硫是一种很有前景的烟气净化技术，对解决世界性三大环保问题之一的酸雨，高压开关电源有其用武之地。
高频开关电源在脉冲放电废水处理中也得到广泛应用，利用强脉冲放电所产生的等离子体具有高密度储存能量和高膨胀效应，能形成强烈的热能。
膨胀压力热能、光能、声能和辐射能，进而在水中产生各种游离基。
这些的活性游离基可以破坏工业废水中的有害物质。
脉冲电场杀菌消毒应用开关电源，可以克服热处理、防腐剂等杀菌的局限性以及给食品引入新的污染，强脉冲放电，特别是高压脉冲放电产生的强烈冲击波以及紫外线、强电流、臭氧等综合效应，灭菌效果和能量利用率更高。
浅谈现代电力电子及电源技术的发展
２ 通信用高频开关电源 。通信业 的迅速发展极大的推动 了通信电源的 ． ２ 发展。高频小型化的开关电源及其技术 已成为现代通信供电系统的主流。 在通信领域中， 通常将整流器称为一次电源 ， 而将直流一 直流（ ＣＤ ） Ｄ ／ Ｃ 变换
关键词 ： 电力 电 术 的发 展
现代电力 电子技术的发展方向，是从以低频技术处理问题为主的传 统 电力电子学 ， 向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变 。 电力电子技术起始于二十世纪五十年代末 、 六十年代初 的硅整流器件 ， 其 发展先后经历了整流器时代 、 逆变器时代和变频器时代 ， 并促进了电力 电 子技术在许多新领域 的应用。二十世纪八 十年代末期和 几十年代初期发 展起来的、 以功率 Ｍ Ｓ Ｅ 和 ＩＢ Ｏ Ｆ Ｔ Ｇ Ｔ为代表的、 集高频 、 和大电流于一 高 身的功率半导体复合器件 ， 表明传统电力 电子技术 已经进入现代 电力电 子时代 。 ２ 现 代 电力 电子 的 应 用领 域 ２１ 计算机高效率绿色电源。 ． 计算机技术的发展 ， 出绿色电脑和绿色电 提 源。绿色电脑泛指对环境无害的个人电脑和相关产 品， 绿色 电源是指与绿 色电脑相关的高效省电电源 ， 根据美 国环境保 护署 １ ２ ６ １ ９ 年 月 ７日“ ９ 能 源之 星” 计划规定 ， 桌上型个人 电脑或相关的外 围设备 ， 在睡眠状 态下的 耗 电量若小于 ３ Ｏ瓦， 就符合绿色电脑的要求 ， 提高 电源效 率是降低 电源 消耗的根本途径 。 目前效率为 ７ ％的 ２ ０瓦开关电源而言 ， 就 ５ ０ 电源 自身要
民营科 技
２１年 １ ０ 第１期 ０
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现代开关电源整流器技术及其应用
现代开关电源整流器技术是一种应用于电力转换和电源管理中的技术。
传统的整流电源一般使用线性稳压器，但是线性稳压器效率低，功耗大，体积大。
相比之下，开关电源整流器技术具有体积小、效率高、功耗低等优势，因此得到了广泛应用。
开关电源整流器技术实现了对输入电压的高频调制，通过开关元件（如MOSFET）的开关控制，将输入电压快速切换成一个周期性方波，然后经过滤波和整流，得到稳定的直流输出电压。
具体来说，开关电源整流器技术主要包括以下几个模块：
1. 输入滤波：将输入电流进行滤波处理，去除输入电流中的高频噪声和杂波。
2. 整流器：在开关电源整流器技术中，使用的整流器通常采用有源整流器（如PFC）或者被动整流器（如二极管整流器）。
3. 高频开关：高频开关（如MOSFET）用于对输入电压进行调制，将输入电压快速切换成周期性方波。
4. 输出滤波：经过开关调制后的方波信号经过滤波，去除方波中的高频成分，得到稳定的直流输出电压。
开关电源整流器技术的应用非常广泛，主要包括以下几个方面：
1. 电力转换：开关电源整流器技术可以对输入电压进行高频调制，实现从交流电到直流电的转换，被广泛应用于电力转换领域。
开关电源整流器技术被应用于电子设备的电源模块中，将输入的交流电转换成稳定的直流电，以供电子设备正常工作。
2. 电源管理：开关电源整流器技术可以对输入电压进行实时监测和调节，实现对输出电压的精确控制。
这使得开关电源整流器技术被广泛应用于电源管理系统中，可以应用于电动汽车充电桩、太阳能发电装置等领域。
3. 电子设备：开关电源整流器技术在电子设备中的应用越来越广泛，如计算机、通信设备、工业设备等。
其体积小巧、效率高的特点使得电子设备工作更加稳定可靠。
现代开关电源整流器技术通过调制输入电压，实现了高效、低功耗、小体积的直流电转换，被广泛应用于电力转换和电源管理领域，推动了现代电子设备的发展。