试论开关电源新技术及其发展
电力电子技术的应用研究及发展趋势
电力电子技术的应用研究及发展趋势电力电子技术是一种应用极广的技术，它涉及到包括电力系统、工业、交通、家电等领域的许多方面。
随着社会经济的发展和科技不断进步，电力电子技术的应用越发普遍，其应用领域也在不断扩大。
在这篇文章中，我将从电力电子技术的分类、应用研究和未来发展三个方面来谈谈电力电子技术的应用研究及发展趋势。
一、电力电子技术的分类电力电子技术根据其不同的功率等级、用途和原理等因素，可以分为多种不同的类别。
其中比较常见的主要有以下几种：1、直流-直流变换器直流-直流变换器可以将直流电压转换、升压或降压，常见的应用有开关电源、电动机驱动系统等。
直流-直流变换器具有简单的控制、高效率和稳定性，目前在交通、能源、石化、冶金等领域中得到了广泛的应用。
2、交流-直流变流器交流-直流变流器可以将交流电转换为直流电供电使用，常见的应用有风力发电、光伏发电等。
这种变换器具有高效、可靠和可控的特点，是现代电力系统中最重要的组成部分之一。
3、交流-交流变换器交流-交流变换器可以改变交流电的频率和电压等参数，常见的应用有电动机驱动系统、变频空调、UPS等。
交流-交流变换器在工业、家电等领域中应用广泛，目前已经成为了工业发展的关键技术之一。
二、电力电子技术的应用研究随着电力电子技术的不断发展和进步，其应用领域也在不断拓展。
在应用研究方面，电力电子技术主要有以下几个方向：1、高电压高功率应用随着电力系统的发展和能源消费增长，电力电子技术在高电压高功率领域的应用范围也在不断扩大。
高电压高功率应用主要包括超高压输电、逆变器、脉冲电源、高压直流输电等。
电力电子技术在这些领域中的应用，可以提高电力系统的可靠性、效率和稳定性，同时也可以改善电力系统的质量和环境问题。
2、新能源发电系统新能源发电系统是近年来最热门的电力电子技术应用之一。
新能源发电系统包括太阳能发电、风力发电、潮汐能发电等。
电力电子技术在新能源发电系统中的应用，可以将风、光等无法控制的能源转化为易于控制的电能，提高了整个发电系统的效率。
开关电源能效标准及新技术
一、开关电源能效标准 二、开关电源新技术介绍 ●PSR产品应用案例 ●高PF 单级AC-DC应用案例 三、控制IC介绍【晶门科技】
一 电源能效标准----欧洲EUP
电源能效标准-欧洲EUP
电源能效标准—欧洲EUP
电源能效标准-美国能源之星
电源能效标准-美国能源之星
二、电源新技术-PSR案例
PSR电路特点
• 电源反馈控制在初级侧（源边），取消次 级反馈的基准、光藕等器件 • 恒压、恒流精度优于5% • 取消初级-次级Y电容 • 外围简单，成本低 • 满足最新五级能效标准
二电源新技术-高PF单级转换案例
高PF单级Leabharlann 换电路特点• 高PF值 典型0.95 ---利于载波通讯 • 取消输入端高压电解，解决电源寿命短板 ---利于提高电源寿命 • 效率高 大于80% ---减少发热，节能降耗 • 具软启动、过温保护、输出开路保护功能
PF-EFF 实测数据
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。
开关电源技术与设计pdf
开关电源技术与设计pdf开关电源技术与设计一直是电子工程师需要掌握的核心技术之一。
在电源电子学中，开关电源是一种将直流电变成所需电压的电路，广泛应用于计算机、通信、工业控制、家用电器等领域。
本文将对开关电源技术与设计进行简要介绍。
一、开关电源技术简介开关电源技术是利用开关管的导通和截止来改变电路的导通状态，通过变换电路元器件的电容、电感和电阻等特性来实现所需电流与电压变化的电路技术。
开关电源技术的最大特点是具有高效率、小体积、高可靠性和灵活性等优势。
二、开关电源设计要点1.开关管的选择：开关管是开关电源设计的核心元器件，选择适合的开关管能够使开关电源的效率和可靠性得到保证。
同时需要充分考虑开关管的耐压、导通电阻和开关速度等因素。
2.输出滤波电路：开关电源输出会产生噪声和干扰信号，需要通过输出滤波电路来减小这些干扰。
常见的输出滤波电路包括低通滤波器和Pi 型滤波器。
3.稳压控制电路：开关电源需要稳定的电压输出，需要通过稳压控制电路来实现。
常见的稳压控制电路包括线性稳压器和开关稳压器。
4.过流过压保护电路：在电路工作过程中，可能会出现过流或过压现象，需要具备相应的保护电路来避免由此带来的危险。
常见的过流过压保护电路包括电流保护器和限流电路。
5.开关电源的散热设计：由于开关电源功率密度较高，会产生大量的热量，需要通过散热设计来保证电路正常运行。
常见的散热设计包括散热器的选择和散热片的设计。
三、开关电源常见故障及排除方法1.输出电压不稳定：可以检查稳压控制电路是否正常，输出滤波电路是否失效。
2.开关管损坏：检查开关管的选型是否合适，开关管的驱动电路是否正常。
3.电路启动不正常：可以检查开关管是否导通，控制电路是否启动。
四、开关电源的未来发展趋势随着新能源、智能家居、工业自动化等领域的不断拓展，开关电源将会以更高效、更小型、更智能的形式得到广泛应用。
在新材料、新工艺的技术驱动下，开关电源的未来发展趋势将会更加多样化和创新化。
浅谈开关电源设计方案及应用前景
浅谈开关电源设计及应用前景院校：*******班级：*******姓名：*******学号：*******浅谈开关电源设计及应用前景一、简介随着电力电子技术的高速发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源，进入80年代计算机电源全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代，进入90年代开关电源相继进入各种电子、电器设备领域，程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源，更促进了开关电源技术的迅速发展。
开关电源和线性电源相比，二者的成本都随着输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异。
线性电源成本在某一输出功率点上，反而高于开关电源。
随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术在不断地创新，这一成本反转点日益向低输出电力端移动，这为开关电源提供了广泛的发展空间。
开关电源高频化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源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安防监控，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。
开关电源的工作过程相当容易理解，在线性电源中，让功率晶体管工作在线性模式，与线性电源不同的是，PWM开关电源是让功率晶体管工作在导通和关断的状态，在这两种状态中，加在功率晶体管上的伏-安乘积是很小的（在导通时，电压低，电流大；关断时，电压高，电流小）/功率器件上的伏安乘积就是功率半导体器件上所产生的损耗。
与线性电源相比，PWM开关电源更为有效的工作过程是通过“斩波”，即把输入的直流电压斩成幅值等于输入电压幅值的脉冲电压来实现的。
脉冲的占空比由开关电源的控制器来调节。
一旦输入电压被斩成交流方波，其幅值就可以通过变压器来升高或降低。
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。
论新型开关电源应用原理
论新型开关电源的应用与原理摘要：电源是各种电子设备的基础。
随着电子技术的不断发展，应用领域的不断扩大，对开关电源提出了更高的要求。
本文简单介绍了开关电源的分类和应用在新型开关电源中的新技术等，对开关电源的原理及发展动向进行了分析。
关键词：开关电源；应用；原理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。
开关电源和线性电源相比，二者的成本都随着输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异。
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，使得开关电源技术也在不断地创新，这一成本反转点日益向下移动，这为开关电源提供了广阔的发展空间。
1.开关电源的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，也有ac/ac和dc/ac，如逆变器。
开关电源工作方式主要有两种，一种是自激式，这种方式是不需要外加激励信号电路即能自行振荡，也可以把自激式看做是一个变压器反馈式振荡电路；另一种是它激式，这种方式就是完全依赖外部来维持振荡。
在实际应用中自激式电源的应用较为广泛，比如在家用电器中使用的开关电源，将220v的交流电经过桥式整流，变换成300v左右的直流电，滤波后进入变压器后加到开关管的集电极进行高频振荡，反馈绕组反馈到基极维持电路振荡，负载绕组感应的电信号，经整流、滤波、稳压得到的直流电压给负载提供电能。
2.开关电源的新技术这里所说的新技术，指在最近几年发展起来的开关电源技术。
2.1软开关技术软开关技术是使功率变换器得以高频化的重要技术之一, 它应用谐振的原理, 使开关器件中的电流(或电压) 按正弦或准正弦规律变化。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
试论开关电源新技术及其发展
发表时间：2016-11-04T16:44:37.997Z 来源：《电力设备》2016年第15期作者：李茂田
[导读] 开关电源具有轻便、高效、节能等优势，在各领域中得到了广泛应用。
（中国人民解放军66019部队 100144）
摘要：开关电源具有轻便、高效、节能等优势，在各领域中得到了广泛应用。
本文就开关电源的定义和分类等进行了阐述，并对开关电源的新技术进行了研究，简要分析了未来开关电源新技术的发展趋势，以供参考。
关键词：开关电源；发展前景；新技术；高功率
开关电源是具有较强节能特性的电源，也是未来稳压电源的发展方向，随着现代科学技术的不断进步，开关电源技术也在不断改进，新的开关电源技术和产品在不断涌现，由于开关电源具有体积小、效率高和重量轻等优势，开关电源受到了广泛关注，在未来具有非常广阔的发展前景[1]。
1.开关电源的的定义及分类
开关电源是现代科学技术发展的产物，主要通过利用现代电力电子技术，来实现开关的关断和开通等操作，从而保证稳定的电压输出。
开关电源的高效率和小型、轻便等特征，使其广泛应用于各种电子设备，如军工设备、通讯设备、科研设备等都会经常应用到开关电源产品。
开关电源主要有两种类型，一种是直流开关电流，也是比较常用的类型，还有一种是交流开关电源。
DC/DC转换器是是直流开关电源的核心，开关电源可以分为DC/AC和AC/AC，或AC/DC和DC/DC这几类[2]。
2.开关电源新技术
随着现代科研水平的不断进步，开关电源技术也取得了极大进展，主要表现在以下几个方面：
2.1集成化和模块化
开关电源技术的集成化就是将多个电子设备集合在一起，共同发挥作用，能够起到更好的效果。
而模块化就是通过将电路、元件等使用同样的方式进行组合，以提高其运行效率。
采用这种设计方式能够彻底放弃连线，从而减少寄生效应，提高电源的可靠性，使开关电源更加方便灵活。
2.2高频化
由于现代电子设备微处理器尺寸的逐渐变小，传统的电源尺寸已经无法满足需要，急需重量轻便和结构紧凑的电源，所以在这种情况下，提高开关电源的工作频率是解决问题的关键。
因为电气产品的重量、体积等与频率的增加是有反比关系的，所以如果将开关电源的工作频率从50赫兹提高到几千赫兹时，电源的体积会明显变小，重量也会明显变轻。
2.3功率因数校正技术
该技术也是非常重要的开关电源新技术之一，有功功率和视在功率之间的比值即为功率因数。
通常情况下，开关电源采用的都是滤波电容和整流桥，滤波电容电压的最小值与最大值之间的差距不大，具有放电和充电的功能，为了保障输入的电流为正弦波，确保电压能够平滑直流输出，通常需要使用功率因数校正技术对电路进行校正，来确保稳定输出电压。
3.开关电源新技术的发展趋势
开关电源一经问世就受到了广泛关注，由于其自身的独特优势，随着各种新技术的涌现，开关电源未来还会有更加广阔的发展空间。
3.1高功率因数
开关电源在运行的过程中，电容滤波输入一侧会产生尖脉冲状的电流波形，会直接影响开关电源的整体运行效率。
在这种情况下，通常会选择增加一个一个有源功率因数校正，使其功率因数能够满足需要。
3.2绿色化
顾名思义，绿色化发展就是未来开关电源会朝无污染的方向发展，就目前来看，开关电源由于输入侧出现的尖峰脉冲，会对电网造成较大污染，甚至成为电网的污染源头，因此，针对这一问题，国际电工委也制定了相关标准来减少开关电源对电网的污染，主要是在转化器上安装一级有源功率因数校正器，对开关电源的功率因数进行控制。
随着软开关、MOSFET等技术在各种电子设备中的应用，极大地提高了功率转换器的频率，同时也产生了其他新问题，如加剧电磁辐射等。
因此，开关电源产品的设计应满足国际电工委制定的标准，实现产品的绿色化。
3.3过流电压保护
如果在开关电源中应用过流电压保护，能够在出现过载、过压以及短路等状况时，及时将电源切断，使开关电源具有稳定性和安全性。
3.4抗电磁干扰
抗电磁干扰也是未来开关电源发展的方向，随着分布式结构体系的形成，开关电源的体积越来越小，开关电源的大功率密度和高开关频率等特征与降低噪音和抗电磁干扰存在矛盾，变换器的特定工作波形会直接导致开关电源成为射频干扰的产生源。
除此之外，控制电路、开关器件以及二极管等都有可能产生噪音，因此变换器所使用的电路是决定射频干扰噪声等级的重要因素[3]。
3.5扩大电压输出范围
就目前的应用现状来看，开关电源的电压普遍较低，部分开关电源的输出电压仅为1.8V，这就需要开关电源具有良好性能的二极管。
在应用同步整流技术的过程中，应注意使用具有MOSFET开关，来降低对整流电路的损耗。
4.结束语
开关电源技术的应用，极大地推动了电子经济的发展，在各个领域中发挥着非常重要的作用。
未来开关电源还会朝着更便捷、更绿色、抗干扰的方向发展，给人们的生产生活带来更多便利。
参考文献
[1]李卫平.浅析电力通信设备电源新技术的特点以及应用[J].经营管理者,2014,16(24):383.
[2]倪红军.电力通信设备电源新技术及其应用[J].民营科技,2012,32(09):19.
[3]林景伟.电力通信设备电源的新技术及其发展方向[J].科技创业家,2012,18(24):169.。