开关电源技术发展趋势浅谈
浅谈高性能开关型直流稳压电源
浅谈高性能开关型直流稳压电源摘要:高性能开关型直流稳压电源是根据移相控制全桥DC／DC 变换器中的小信号模型,依据系统频域特性研究了电源性能,按技术指标研制出来的一台样机,经过反复的实验,结果表明了高性能开关型直流稳压电源的实用性。
本文主要着手于高性能开关型直流稳压电源的性能探究。
关键词:高性能开关型直流稳压电源探究随着电力电子技术的不断发展,高性能开关型直流稳压电源将在电力系统得到广泛的应用,开关型直流电流的主要优点变现在:工作稳性、可靠性好、重量轻、效率高以及功耗小等,其发展趋势相对于其他开关型电流更具竞争力。
开关型直流电流应用于粒子加速器电源等领域。
经过全方位的分析及全盘考虑。
相关技术研究人员采用移相控制桥DC／DC变换小信号模型设计了高性能开关型直流稳压电源。
1 动态小信号模型探析动态小信号模型的选取具有多样性,选取不同的模型运用得到的设计结果各不一样。
开关电源本质上是一个非线性的控制对象,采用解析的方法指导建模只能近似建立其在稳态时的小信号扰动模型,而用这种模型来解释大范围的扰动时所获得的结论并不完全准确。
其基本得益于开关电源一般工作在稳态。
依据小信号扰动模型设计出的高性能开关型直流稳压电源,配合辅助电路的使用,完全能使开关电源的性能满足要求。
2 直流稳压电源性能指标的确定2.1 稳定性指标要求据有关数据及实践结果表明,不同的系统应该具有不同程度的鲁棒性,同时暂态特性也相对较好。
然而对于直流稳定电源来说,其要求系统的增益余量大于或等于40dB,相位余量大于或等于30dB。
2.2 瞬态响应指标开关电源在受干扰状态下,其输出量会受到影响导致相应的抖动,最后渐渐地恢复到稳定值。
通常我们以过冲幅度和动态恢复的时间长短来测评动态特性。
穿越频率越高,动态恢复所需的时间越短;过冲幅度与相位余量亦存在紧密的相关性。
2.3 电源精度探析电压精度具有严格的要求,其设计范围为不大于1‰,纹波不大于1‰。
然而纹波中分为高频和低频两部分,开关频率造成高频部分的产生,依靠输出滤波器来抑制;电网波动引入了低频部分,低频部分主要依靠系统负反馈来加以克服。
开关电源及发展现状
开关电源及发展现状一、开关电源的基本原理和发展概述在现代电子设备中，开关电源广泛应用于各种领域，如计算机、通信、工业控制等。
开关电源可以将交流电转换为直流电，并通过高频开关器件（如功率MOSFET、IGBT）进行高效率的电能转换，同时使用电感元件对电流进行滤波，使输出具有较低的波动和噪声。
随着电子技术的快速发展，开关电源在以下几个方面得到了显著的改进和发展：1. 尺寸和重量的减小：通过改进电路设计和采用高效的器件和材料，现代开关电源相对于传统的线性电源来说，体积和重量更小。
因此，在移动电子设备和便携式设备中得到广泛应用。
2. 高效率和能量节约：开关电源的输出效率较高，通常可以达到90%以上，更加有效地利用电能。
这不仅有助于减少能源消耗，降低发热量，同时也减小了对环境的影响。
3. 可调性和稳定性：现代开关电源通常具有可调的输出电压和电流，以适应不同设备的需求。
同时，通过采用反馈控制技术和高精度的电压/电流传感器，可以实现较高的输出稳定性和精度。
4. 数字化和智能化：随着微处理器和数字信号处理技术的广泛应用，开关电源实现了数字化控制和智能化管理。
这使得对电源状态、过载保护、故障诊断等进行实时监测和管理成为可能。
二、开关电源发展的现状目前，开关电源领域的发展主要集中在以下几个方面：1. 高频功率器件的改进：高频开关器件的性能和可靠性对于开关电源的效率和稳定性至关重要。
近年来，功率MOSFET和IGBT等器件的性能不断提高，使得开关电源可以实现更高的开关频率和更高的输出功率。
2. 多电平拓扑的应用：传统的开关电源通常采用单级拓扑结构，但这种结构在高功率和高频率应用中存在一定的限制。
近年来，基于多电平（Multi-level）拓扑的开关电源得到了广泛研究和应用，例如三电平、多电平变频和混合拓扑结构，能够提高电能转换效率和减小电磁干扰。
3. 新型材料和元件的应用：随着功率电子技术的发展，新型材料和元件的应用进一步推动了开关电源的发展。
浅谈开关电源的技术发展趋势
通 镶 电 潦 技 术 ．
２０ ０８年 １ 月 ２ １ ５日第 ２ ５卷第 ６期
Ｔｅｅ ｏ Ｐｏ ｒＴｅ ｈ ｏｏ ｙ ｌ ｃ ｍ ｗｅ ｃ ｎ ｌ ｇ Ｎｏ ． ５，２ ０ ，Ｖｏ ．２ ．６ ｖ２ ０８ １ ５ Ｎｏ
文章 编号 ：０ ９３ ６ （０ ８ ０ —０ ９０ １ ０ —６ ４ ２ ０ ） ６０ ７ —２
制成 的磁 缓 冲器 。不 过 ， １ＭＨｚ以上 的高 频 ， 采 对 要 用谐 振 电路 ， 这种 工 作 方 式 称 为谐 振 开关 方 式 。它 可 以极 大地 提高 开关 速度 ， 理论 上 开关 损耗 为零 ， 噪声 也 很小 ， 这是 提 高开 关 电 源 工作 频 率 的一 种 方 式 。 目前 对 这 种开关 电源 的研 究 很 活跃 ， 因为 采用 这 种 方 式 不 需 要 大 幅度 提 高开关 速 度就 可 以在理 论上 把开 关损 耗 降到零 ， 且 噪声也 小 ， 而 可望 成 为开关 电源高频 化 的一 种 主要 方式 。
Ａｂ ｔａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｔｈ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｏ ｗｉｃ ｉ ｇ ｐ ｗｅ ｕ ｐ ｙ ｈ ｓｇ ｅ ｔ ｅ ｅ ｏ ｅ ｖ ｒ ｔ ｅ ｐ ｓ ｅ ａ ｅ Ｔｈ ｗｉ ｈ ｎ ｏ ｒ ｅ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｆｓ ｔｈ ｎ ｏ ｒｓ ｐ ｌ ａ ｒ ａ ｌ ｄ ｖ ｌ ｐ ｄ ｏ ｅ ｈ ａ ｔｄ ｃ ｄ ． ｅ ｓ ｔ ｉ ｇ ｐ ｗｅ ｙ ｃ ｓ ｐ ｌ ｉｈ ｔ ｋ ｓ ｔ ｅ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｆ ｓ ｔｈ ｎ ｏ ｒ ｓ ｐ ｌ ｓ ｔ ｅ ｃ ｒ ｓ ｗｉ ｅ ｙ ｕ ｅ ． Ｈ ｉｈ ｆ ｅ ｕ ｎ ｙ ｄｇ ｔ ｌ ａ ｉ ｎ ｕ ｐ ｙ ｗｈ ｃ ａ ｅ ｈ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｏ ｗｉ ｉ ｇ ｐ ｗｅ ｕ ｐ ｙ ａ ｈ ｏ ｅ ｉ ｃ ｄ ｌ ｓ ｄ ｇ －ｒ ｑ ｅ ｃ ， ｉ ｉ ｉ ｔ ， ａｚ ｏ ｍｉ ｉ ｔ ｒ ａ ｉ ｎ ａ ｄ ｈ ｇ ｎ ａ ｕ ｉ ｔ ｎ ｉｈ—ｐ ｗｅ ｅ ｓｔ ｒ ｈ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔｔ ｅ ｄ ｆ ｓ ｔ ｈ ｎ ｏ ｒ ｓ ｐ ｌ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｚ ｏ ｏ ｒｄ ｎ ｉ ａ ｅ ｔ ｅ ｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ｒ ｎ ｓ ｏ ｗｉ ｉ ｇ ｐ ｗｅ ｕ ｐ ｙ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ． ｙ ｃ
DCDC技术的现状及发展（精选）
DC/DC技术的现状及发展摘要：从工程实际的角度介绍了DC/DC技术的现状及发展，给出当今国际顶级DC/DC产品的实用技术、专利技术及普遍采用的特有技术。
指出了半导体技术进步给DC/DC技术带来的巨大变化。
并指出了DC/DC 的数字化方向。
关键词：有源箱位软开关同步整流级联拓朴 MCU控制高效率高功率密度DC/DC分布式电源系统应用的普及推广以及电池供电移动式电子设备的飞速发展，其电源系统需用的DC/DC电源模块越来越多。
对其性能要求越来越高。
除去常规电性能指标以外，对其体积要求越来越小，也就是对其功率密度的要求越来越高，对转换效率要求也越来越高，也即发热越来越少。
这样其平均无故障工作时间才越来越长，可靠性越来越好。
因此如何开发设计出更高功率密度、更高转换效率、更低成本更高性能的DC/DC转换器始终是近二十年来电力电子技术工程师追求的目标。
例如：二十年前Lucent公司开发出第一个半砖DC/DC时，其输出功率才30W，效率只有78%。
而如今半砖的DC/DC输出功率已达到300W，转换效率高达93.5%。
从八十年代末起，工程师们为了缩小DC/DC变换器的体积，提高功率密度，首先从大幅度提高开关电源的工作频率做起，但这种努力结果是大幅度缩小了体积，却降低了效率。
发热增多，体积缩小，难过高温关。
因为当时MOSFET的开关速度还不够快，大幅提高频率使MOSFET的开关损耗驱动损耗大幅度增加。
工程师们开始研究各种避开开关损耗的软开关技术。
虽然技术模式百花齐放，然而从工程实用角度仅有两项是开发成功且一直延续到现在。
一项是VICOR公司的有源箝位ZVS软开关技术；另一项就是九十年代初诞生的全桥移相ZVS软开关技术。
有源箝位技术历经三代，且都申报了专利。
第一代系美国VICOR公司的有源箝位ZVS技术，其专利已经于2002年2月到期。
VICOR公司利用该技术，配合磁元件，将DC/DC的工作频率提高到1MHZ，功率密度接近200W/in3，然而其转换效率却始终没有超过90%，主要原因在于MOSFET的损耗不仅有开关损耗，还有导通损耗和驱动损耗。
开关电源设计毕业论文
开关电源设计毕业论文一、内容综述随着科技的飞速发展，开关电源设计已成为现代电子设备不可或缺的一环。
本文将带你走进开关电源设计的世界，一探其奥妙和实用之处。
在这里我们不仅仅是研究技术，更是在寻找实用性和性能之间的平衡。
我们所关心的不仅是理论数据，更是其在现实应用中的表现。
首先我们要了解开关电源设计的基本概念和原理，了解电源在电子设备中的角色和功能后，我们就会知道电源不仅仅是设备运行的能源供应者，更是整个设备稳定性的关键。
开关电源设计就是在这个基础上，通过技术和创新来提升电源的性能和效率。
1. 开关电源的背景和意义开关电源在我们的日常生活中可以说是无处不在，从家庭电器的使用到工业设备的运行，再到数据中心的高效运作，开关电源都是不可或缺的重要角色。
为什么我们会对开关电源的研究这么重视呢？这里面可是有深意的，听我慢慢道来。
2. 开关电源设计的研究现状和发展趋势开关电源设计在现代电子领域可是风头正劲的话题，大家都知道，开关电源是我们生活中电子产品的心脏，它不断地为我们身边的电子设备输送“能量”。
那么现在开关电源设计的研究现状是怎样的呢？随着科技的飞速发展，开关电源设计技术也在不断进步。
虽然传统的开关电源设计已经能满足一些基本需求，但随着人们对电子设备性能要求的提高，新的技术和方法也在不断涌现。
例如智能化、小型化、高效化已成为当下开关电源设计的重要方向。
3. 论文研究的目的、内容和方法首先写这篇论文的目的，就是想通过研究和设计开关电源，解决现实中遇到的一些问题，比如电源效率不高、稳定性不好等等。
毕竟开关电源在我们的日常生活中应用广泛，涉及到很多领域，比如计算机、通信、家电等等。
所以研究开关电源设计，不仅具有理论价值，还有很大的实际意义。
那么我们研究的内容是什么呢？简单来说就是分析开关电源的工作原理，研究其设计过程，然后设计出一个既实用又高效的开关电源。
在这个过程中，我们还要研究不同材料的选用、电路设计、散热方案等等。
电流控制模式单片开关电源的设计浅析
电流控制模式单片开关电源的设计浅析摘要：伴随现代社会经济持续的进步发展，我国现阶段已经逐渐成为世界领域范围各种产品重要的一个消费国。
国内经济发展进程当中，信息产业得以迅猛化发展，为我国整个电源产业实现蓬勃发展而提供较强推力支持。
集成电路对电流方面需求量随之增加，标准化、模块化、薄型化等电路的拓扑结构专项体系得以被构建起来，促使电源负载总体输出能力明显得到有效提升。
依托电流控制这种模式之下，积极落实单片的开关电源综合系统方面设计工作，能够为我国的电源技术及其生产技术等科学优化、改进等提供必要的一定技术支持。
鉴于此，本文主要探讨电流控制模式之下单片开关电源的总体设计，旨在为业内相关人士提供参考。
关键词：电流控制；模式；单片；开关电源；设计前言：电源属于电子工业整个行业领域当中重要的一类基础产品。
可以说，开关电源和稳压电源相互间的联系比较紧密。
开关电源总体发展趋势主要是为满足于市场对当前电源性能持续提高方面要求，当前DC-DC模块类型电源已经开始向着更宽的输入范围、优良动态特性、低噪音、低压的大电流、高功率及高密度、高效率等方向快速发展着，标准化、模块化、薄型化、积木组合方式下的电路拓扑类型结构应用的更为广泛。
新型转换和封装技术之下，电源总体功率密度已超过188W/in³,效率达到90%以上。
集成电路实际所需的电流在持续增加，电源对负载输出总体能力提出更高要求。
因而，对电流控制模式之下单片开关电源的总体设计开展综合分析，有着一定的现实意义和价值。
1、简述开关电源开关电源通常被称之为是高效节能类型的电源,代表稳压电源一个重要发展方向,当前已成为我国稳压电源当中一种主流产品。
在一定程度上，开关电源依照着不同类型能够予以分类：结合实现功能情况下，通常可被划分成AC-DC及DC-DC这两类。
针对DC-DC变换装置，当前已经基本实现了总体的模块化，设计技术和生产工艺相对都比较标准、成熟，得到了广大用户普遍认可，但是，针对AC-DC总体模块化方面，因它自身所具备特性，致使它实现模块化整个进程当中，往往会遇到复杂性的技术工艺相关制造问题；针对控制模式上，以电流模式及电压模式为主。
开关电源的技术现状及失效分析
开关电源的技术现状及失效分析开关电源是一种将输入电能转换为直流电能的电源装置，主要由开关管、变压器、电感器、电容器和控制电路等组成。
它具有体积小、效率高、可靠性好等优点，在现代电子设备中得到广泛应用。
本文将对开关电源的技术现状以及可能出现的故障进行分析。
一、开关电源的技术现状1.高频化：随着电子设备的发展，对开关电源的功率密度和效率提出了更高的要求。
为了满足这些需求，开关电源正朝着高频化方向发展。
高频开关电源可以减小变压器和电感器的体积，提高系统的功率密度和效率。
2.小型化：开关电源的体积越小越好，尤其对于便携式设备而言。
因此，研究人员在开关电源的设计中提出了很多小型化的技术，如采用表面贴装技术、集成电路技术等。
3.高效率：提高开关电源的效率可以减小功耗，提高使用寿命。
目前，很多高效率的开关电源方案被提出，如零电压开关(ZVS)和零电流开关(ZCS)技术等。
4.多功能集成：现代电子设备要求开关电源具备多种功能，如过压保护、过流保护、短路保护等。
因此，开关电源的设计需要考虑这些功能的集成，以提高系统的安全性和可靠性。
二、开关电源的失效分析1.元器件失效：在开关电源中，元器件的失效是常见的故障之一、主要包括开关管的损坏、变压器的短路、电容器的老化等。
这些故障可能导致开关电源无法正常工作或者导致输出电压波动。
2.过载、过压保护失效：开关电源的过载和过压保护是保证设备的安全运行的重要功能。
如果这些保护功能失效，开关电源就容易超负荷工作或者输出过高的电压，从而损坏设备或者威胁人身安全。
3.温度过高：开关电源在长时间高负载工作时，可能会产生较高的温度。
如果散热设计不良或者散热器失效，开关电源的温度可能会过高，导致元器件的老化、损坏或者短路。
4.控制电路故障：开关电源的工作需要控制电路的精确控制，如果控制电路失效，开关电源可能无法正常工作或者无法正确控制输出电压。
综上所述，开关电源作为一种重要的电源装置，在现代电子设备中得到广泛应用。
开关电源的工作原理及技术趋势
2021.11科技论坛开关电源的工作原理及技术趋势赵利华(四川长虹电子控股集团有限公司，四川绵阳，621000)摘要：在家用电器、电子设备的应用实践中，电源是不可缺少的部分，而且其性能的优劣会对家用电器、电子设备的技术指标以及使用安全性造成显著的影响，所以明确电源的具体价值和要求，对电源利用做分析与讨论有突出的现实意义。
关键词：开关电源；工作原理；技术趋势Working principle and technical trend of switching power supplyZhao Lihua(Sichuan Changhong Electronic Holding Group Co.,LTD.,Mianyang Sichuan,621000) Abstract：In the application practice of household appliances and electronic equipment,the power supply is an indispensable part,and its performance will have a significant impact on the technical indicators and use safety of household appliances and electronic equipment,so the specific power supply is clear Values and requirements,analysis and discussion of power utilization have outstanding practical significance.Keywords:switching power supply;working principle;technology trend1开关电源要明确开关电源的工作原理和技术趋势,必须要对开关电源有清楚的认知。
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开关电源技术发展趋势浅谈2009-12-3 7:45:23开关电源是利用现代电力电子技术,采用功率半导体器件作为开关,通过控制开 关晶体管开通和关断的时间比率(占空比),调整输出电压,维持输出稳定的一种电 源.早在 20 世纪 80 年代计算机电源全面实现了开关电源化,率先完成计算机电源换 代,进入 90 年代开关电源已广泛应用在各种电子,电器设备,程控交换机,通讯, 电力检测设备电源和控制设备电源之中.开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控 制 IC 和 MOSFET 构成.开关电源和线性电源相比,两者的成本都随着输出功率的增 加而增长,但两者增长速率各异.线性电源成本在某一输出功率点上,反而高于开关 电源,这一点称为成本反转点.随着电力电子技术的发展和创新,使的开关电源技术 也不断的创新,这一成本反转点日益向低输出电力端移动,从而为开关电源提供了广 阔的发展空间. 开关电源高频化使其发展的方向,高频化使开关电源小型化,并使开关电源更进 入更广泛的应用领域,特别是在高新技术领域的应用,推动了高技术产品的小型化, 轻便化.另外开关电源的发展与应用在节约能源,节约资源及保护环境方面都具有重 要的意义. 开关电源的发展方向是高频,高可靠,低耗,低噪声,抗干扰和模块化.由于开 关电源轻,小,薄的关键技术是高频化,因此国外各在开关电源制造商都致力同步开 发新型高智能化的元器件,特别是改善二次整流器件的损耗,并在功率铁氧体 (Mn-Zn)材料上加大科技创新,以提高在高频率和较大磁通密度(Bs)下获得高的 磁性能,而电容器的小型化也是一项关键技术.SMT 技术的应用使得开关电源取得 了长足的进展,在电路板两面布置元器件,以确保开关电源的轻,小薄.开关电源的 高频化就必然对传统的 PWM 开关技术进行创新, 实现 ZVS, ZCS 的软开关技术已成 为开关电源的主流技术,并大幅提高了开关电源的工作效率.对联高可靠性指标,美 国的开关电源生产商通过降低运行电流,降低结温等措施以减少器件的应力,使得产 品的可靠性大大提高. 模块化是开关电源发展的总体趋势,可以用模块化电源组成分布式电源系统,可 以设计成 N+1 冗余电源系统,并实现并联方式的容量扩展.针对开关电源运行噪声 大这一缺点,若单独追求高频化,其噪声也必将随着增大,而用部分谐振转换电路技 术,在理论上即可实现高频化又可降低噪声,但部分谐振转换技术实际应用仍存在着 技术问题,故仍需在这一领域开展大量的工作,使得多项技术得以实用化.电力电子 技术的不断创新,开关电源产业有着广阔的发展前景.要加快我国开关电源产业的发 展速度就必须走技术创新之路,走出有中国特色的产学研联合发展之路,为我国国民 经济的高速发展做出贡献.开关电源发展趋势标签:转贴 开关 电源 发展 趋势 时间:2008-09-25 10:48:40 点击:1267 回帖:5 上一篇:艺术品复制技术下一篇:[转贴]光电传感器基础知识 随着电子技术的高速发展,电子系统的应用领域越来越广泛,电子设备的种类也越来越多,电子设备与人 们的工作,生活的关系日益密切.任何电子设备都离不开可靠的电源,它们对电源的要求也越来越高.电 子设备的小型化和低成本化使电源以轻,薄,小和高效率为发展方向. 传统的晶体管串联调整稳压电源是连续控制的线性稳压电源.这种传统稳压电源技术比较成熟,并且 已有大量集成化的线性稳压电源模块,具有稳定性能好,输出纹波电压小,使用可靠等优点.但其通常都 需要体积大且笨重的工频变压器与体积和重量都很大的滤波器.由于调整管工作在线性放大状态,为了保 证输出电压稳定,其集电极与发射极之间必须承受较大的电压差,导致调整管功耗较大,电源效率很低, 一般只有45%左右. 另外,由于调整管上消耗较大的功率,所以需要采用大功率调整管并装有体积很大的散热器,很难满足现 代电子设备发展的要求.20世纪50年代,美国宇航局以小型化,重量轻为目标,为搭载火箭开发了开 关电源.在近半个多世纪的发展过程中,开关电源因具有体积小,重量轻,效率高,发热量低,性能稳定 等优点而逐渐取代传统技术制造的连续工作电源,并广泛应用于电子整机与设备中.20世纪80年代, 计算机全面实现了开关电源化,率先完成计算机的电源换代.20世纪90年代,开关电源在电子,电器 设备,家电领域得到了广泛的应用,开关电源技术进入快速发展期. 开关型稳压电源采用功率半导体器件作为开关,通过控制开关的占空比调整输出电压.以功率晶体管 (GTR)为例,当开关管饱和导通时,集电极和发射极两端的压降接近零;当开关管截止时,其集电极 电流为零.所以其功耗小,效率可高达70%-95%.而功耗小,散热器也随之减小.开关型稳压电源 直接对电网电压进行整流,滤波,调整,然后由开关调整管进行稳压,不需要电源变压器.此外,开关工 作频率为几十千赫,滤波电容器,电感器数值较小.因此开关电源具有重量轻,体积小等优点. 另外,由于功耗小,机内温升低,提高了整机的稳定性和可靠性.而且其对电网的适应能力也有较大 的提高,一般串联稳压电源允许电网波动范围为220±10%,而开关型稳压电源在电网电压在110- 260伏范围内变化时,都可获得稳定的输出电压. 开关电源的高频化是电源技术发展的创新技术,高频化带来的效益是使开关电源装置空前地小型化,并使 开关电源进入更广泛的领域,特别是在高新技术领域的应用,推动了高新技术产品的小型化,轻便化.另 外开关电源的发展与应用在节约资源及保护环境方面都具有深远的意义. 目前市场上开关电源中功率管多采用双极型晶体管,开关频率可达几十千赫;采用MOSFET的开 关电源转换频率可达几百千赫.为提高开关频率,必须采用高速开关器件.对于兆赫以上开关频率的电源 可利用谐振电路,这种工作方式称为谐振开关方式. 它可以极大地提高开关速度,理论上开关损耗为零,噪声也很小,这是提高开关电源工作频率的一种 方式.采用谐振开关方式的兆赫级变换器已经实用化.开关电源的技术追求和发展趋势可以概括为以下四 个方面.一,小型化,薄型化,轻量化,高频化———开关电源的体积,重量主要是由储能元件(磁性元件和 电容)决定的,因此开关电源的小型化实质上就是尽可能减小其中储能元件的体积;在一定范围内,开关 频率的提高, 不仅能有效地减小电容, 电感及变压器的尺寸, 而且还能够抑制干扰, 改善系统的动态性能. 因此,高频化是开关电源的主要发展方向. 二,高可靠性———开关电源使用的元器件比连续工作电源少数十倍,因此提高了可靠性.从寿命角度出 发,电解电容,光耦合器及排风扇等器件的寿命决定着电源的寿命.所以,要从设计方面着眼,尽可能使 用较少的器件,提高集成度.这样不但解决了电路复杂,可靠性差的问题,也增加了保护等功能,简化了 电路,提高了平均无故障时间. 三,低噪声———开关电源的缺点之一是噪声大.单纯地追求高频化,噪声也会随之增大.采用部分 谐振转换回路技术,在原理上既可以提高频率又可以降低噪声.所以,尽可能地降低噪声影响是开关电源 的又一发展方向. 四,采用计算机辅助设计和控制———采用CAA和CDD技术设计最新变换拓扑和最佳参数,使开 关电源具有最简结构和最佳工况. 在电路中引入微机检测和控制, 可构成多功能监控系统, 可以实时检测, 记录并自动报警等. 开关电源的发展从来都是与半导体器件及磁性元件等的发展休戚相关的.高频化的实现,需要相应的 高速半导体器件和性能优良的高频电磁元件.发展功率MOSFET,IGBT等新型高速器件,开发高 频用的低损磁性材料, 改进磁元件的结构及设计方法, 提高滤波电容的介电常数及降低其等效串联电阻等, 对于开关电源小型化始终产生着巨大的推动作用. 总之,人们在开关电源技术领域里,边研究低损耗回路技术,边开发新型元器件,两者相互促进并推 动着开关电源以每年超过两位数的市场增长率向小型,薄型,高频,低噪声以及高可靠性方向发展.浅谈开关电源技术发展趋势2009-08-03 来源:工控商务网 浏览:131开关电源因具有体积小,重量轻,效率高,发热量低,性能稳定等优点而逐渐取代传统 技术制造的连续工作电源,并广泛应用于电子整机与设备中.20 世纪 80 年代,计算机全面 实现了开关电源化,率先完成计算机的电源换代.20 世纪 90 年代,开关电源在电子,电器 设备,家电领域得到了广泛的应用,开关电源技术进入快速发展期. 开关型稳压电源采用功率半导体器件作为开关,通过控制开关的占空比调整输出电压. 以功率晶体管(GTR)为例,当开关管饱和导通时,集电极和发射极两端的压降接近零;当开 关管截止时,其集电极电流为零.所以其功耗小,效率可高达 70%-95%.而功耗小,散热器 也随之减小.开关型稳压电源直接对电网电压进行整流,滤波,调整,然后由开关调整管进 行稳压,不需要电源变压器.此外,开关工作频率为几十千赫,滤波电容器,电感器数值较 小.因此开关电源具有重量轻,体积小等优点. 另外,由于功耗小,机内温升低,提高了整机的稳定性和可靠性.而且其对电网的适应 能力也有较大的提高,一般串联稳压电源允许电网波动范围为 220±10%,而开关型稳压电 源在电网电压在 110-260 伏范围内变化时,都可获得稳定的输出电压.开关电源的高频化是电源技术发展的创新技术, 高频化带来的效益是使开关电源装置空 前地小型化,并使开关电源进入更广泛的领域,特别是在高新技术领域的应用,推动了高新 技术产品的小型化, 轻便化. 另外开关电源的发展与应用在节约资源及保护环境方面都具有 深远的意义. 目前市场上开关电源中功率管多采用双极型晶体管,开关频率可达几十千赫;采用 MOSFET 的开关电源转换频率可达几百千赫.为提高开关频率,必须采用高速开关器件.对 于兆赫以上开关频率的电源可利用谐振电路,这种工作方式称为谐振开关方式. 它可以极大地提高开关速度,理论上开关损耗为零,噪声也很小,这是提高开关电源工 作频率的一种方式. 采用谐振开关方式的兆赫级变换器已经实用化. 开关电源的技术追求和 发展趋势可以概括为以下四个方面. 一,小型化,薄型化,轻量化,高频化———开关电源的体积,重量主要是由储能元件 (磁性元件和电容) 决定的, 因此开关电源的小型化实质上就是尽可能减小其中储能元件的 体积;在一定范围内,开关频率的提高,不仅能有效地减小电容,电感及变压器的尺寸,而 且还能够抑制干扰,改善系统的动态性能.因此,高频化是开关电源的主要发展方向. 二, 高可靠性———开关电源使用的元器件比连续工作电源少数十倍, 因此提高了可靠 性. 从寿命角度出发, 电解电容, 光耦合器及排风扇等器件的寿命决定着电源的寿命. 所以, 要从设计方面着眼,尽可能使用较少的器件,提高集成度.这样不但解决了电路复杂,可靠 性差的问题,也增加了保护等功能,简化了电路,提高了平均无故障时间. 三,低噪声———开关电源的缺点之一是噪声大.单纯地追求高频化,噪声也会随之增 大.采用部分谐振转换回路技术,在原理上既可以提高频率又可以降低噪声.所以,尽可能 地降低噪声影响是开关电源的又一发展方向. 四,采用计算机辅助设计和控制———采用 CAA 和 CDD 技术设计最新变换拓扑和最佳 参数,使开关电源具有最简结构和最佳工况.在电路中引入微机检测和控制,可构成多功能 监控系统,可以实时检测,记录并自动报警等. 开关电源的发展从来都是与半导体器件及磁性元件等的发展休戚相关的. 高频化的实现, 需要相应的高速半导体器件和性能优良的高频电磁元件.发展功率 MOSFET,IGBT 等新型高 速器件,开发高频用的低损磁性材料,改进磁元件的结构及设计方法,提高滤波电容的介电 常数及降低其等效串联电阻等,对于开关电源小型化始终产生着巨大的推动作用.。