開關(guān)電源-文獻(xiàn)綜述

1、精品文檔開關(guān)電源- 文 獻(xiàn) 綜 述引言在計(jì)算機(jī)，電子儀表和通訊系統(tǒng)中應(yīng)用極為廣泛的開關(guān)電源， 在近半 個世 紀(jì) 的 發(fā)展過程 中 ，因 具 有輕 小 ，高 效等優(yōu) 點(diǎn)而逐漸取代傳 統(tǒng)技術(shù)制造 的連續(xù)工 作 電源 ，成 為 電子 電 源 中 的主流產(chǎn) 品 。人 們 在開 關(guān) 電源 的技術(shù)領(lǐng)域里 ，一 邊開 發(fā)相 關(guān) 電 子 技術(shù) ，一 邊開發(fā) 新型 功 率材 料和元器件，兩者 相互促進(jìn)推動著開關(guān)電源向輕小薄低噪聲高可靠抗 干擾方向發(fā)展，每年超過兩位數(shù)的增長率。開 關(guān) 電 源 分 為 ac/dc 和 dc/ac 兩 大 類 。 主 要 應(yīng) 用 于 計(jì) 算 機(jī) ， 通 訊辦公室 ， 控 制設(shè)備 ，

2、電子儀器等投資類產(chǎn) 品 及 電 視機(jī) ， 攝像機(jī) ， vcd， 電子游戲機(jī)等消 費(fèi)類產(chǎn) 品 。目 前全 球開關(guān) 電源 制造商約 500 家 。據(jù) 國 外專家預(yù)計(jì) ， 世界開關(guān)電源的銷量額將 由 1992 年的 84 億美元猛 增至 1999 年 得 166 億 美 元 ， 刺 激 開 關(guān) 電 源 市 場 進(jìn) 一 步 擴(kuò) 大 并 將 繼 續(xù) 推 動 開關(guān) 電源技術(shù)進(jìn) 步 的 主要用 戶 是計(jì)算機(jī)及 外 圍 設(shè)備 ，另 外 ，快 速發(fā)展 的通訊及消 費(fèi)市 場也正 逐漸 引 起開關(guān) 電源 制造商 的 關(guān)注 。因 此 ，研 究 開關(guān)電源是非常有必要的，對于我們以后的發(fā)展是很有幫助的。因此，本文將圍繞開

3、關(guān)電源的高效性，可靠性，模塊化，穩(wěn)定 性 ，低 噪 聲 ，抗 電 磁 干 擾 及 應(yīng) 用 等 方 面 展 開 詳 細(xì) 論 述 ，論 述 是 將 借 鑒 近年來大量的文獻(xiàn)，以此增加說服力。正文開關(guān)電源的功率和效率問題 為了使開關(guān)電源輕，小，薄，高 頻 化（ 開 關(guān) 電 源 頻 率 達(dá) 兆 赫 級 ）是 必 然 發(fā) 展 趨 勢 。而 高 頻 化 有 必 然 使 傳統(tǒng)的pwm 關(guān)功耗加大，效率降低，噪聲也提高了，達(dá)不到高頻， 高效的 預(yù)期 效益 ，因 此實(shí) 現(xiàn)零 電壓 導(dǎo)通 ，零 電流 關(guān)斷軟開關(guān)技術(shù)成為 開關(guān) 電源的 主流 。 采用 軟 開關(guān)技術(shù)可使效率達(dá) 到 85%88%。開關(guān)電源是電源的發(fā)展方

4、向，但是開關(guān)電源功率因數(shù)很低，它的 輸入電流波形嚴(yán)重畸變，所含諧波對電網(wǎng)有干擾，股提高功率因數(shù)， 抑制諧波 ，減 小 對 電 網(wǎng) 的 干擾是重要 的課題 。通 常抑制 諧波 ，改 善功 率 因數(shù) 的三 種常用 方 法 是 串 聯(lián)諧 振濾 波器 ，并 聯(lián)諧 振濾 波器 ，升 壓式 變換器。其中有源式升壓式變換器是提高功率因數(shù)的最好的方法。高可靠性 開關(guān)電源比連續(xù)工作電源使用的元器件多數(shù)十倍， 因此降低了 可靠 性 。從 壽命 角 度 出 發(fā) ，電 解 電容器 ，光 耦合器及排風(fēng) 扇等的壽命決定著電源的壽命。追求壽命的延長要從設(shè)計(jì)方面著手， 而不是依 賴 于用 方 。大 部分通過 降低結(jié)溫 ，減

5、少器件 的 電應(yīng) 力 ，降 低 運(yùn)行 電 流等措施使其 dc/dc 開關(guān) 電源 系列 產(chǎn) 品 的可 靠性 大大提 高 ， 產(chǎn) 品平均無故障工作時 間高達(dá) 1000000h 以上 。穩(wěn)定 性 開關(guān) 電源設(shè)計(jì)重點(diǎn) 有兩 點(diǎn) ：一 是磁路 設(shè)計(jì) ，二 是穩(wěn)定 性設(shè)計(jì) ，重 點(diǎn)解 決的 是輸 出 電壓的 品質(zhì) 問 題 。穩(wěn) 定型設(shè)計(jì) 的好 壞直接 決定開關(guān)電源 啟動特性，輸入 電壓越 變響應(yīng)特性，負(fù)載躍變響應(yīng)特性， 高低溫穩(wěn)定性，生產(chǎn) 和調(diào)試難 易度。解決控制環(huán)路 穩(wěn)定性的方法有一， 分析法 ，在 總體分析 時 ，要 求所 有 的參 數(shù)要精 確 地等于規(guī)定值是不可 能 的 ，尤 其 是 電 感 值 ，

6、在 整 個 電 流 變 化 范 圍 內(nèi) ，電 感 值 不 可 能 保 持 常 數(shù)。二，經(jīng)驗(yàn)法這種方法是控制環(huán)路采用具有低頻主導(dǎo)極點(diǎn)的過補(bǔ) 償控制放大器組成閉路 來獲得初始穩(wěn)定性。然后采用瞬時脈沖負(fù)載方 法來補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行動態(tài)優(yōu)化，這種方法快而有效?？?電磁干擾 能力 開關(guān) 電源產(chǎn) 生 的對 外干 擾 ，如 電源線諧波 電 流 ，電 源 線 傳 導(dǎo) 干 擾 等 ，可 以 用 減 小 抗 干 擾 源 方 法 解 決 。開 關(guān) 電 源 的 電磁 干 擾抑 制措施主要有 ： （ 1 ）屏 蔽技術(shù) ，利 用 屏蔽技術(shù)來 阻 擋 或減 小 電磁 能量傳輸 的一種 重要 技術(shù) ，在 開關(guān) 電源 中 ，可 發(fā)

7、出 電磁波 的原 件是指 變壓器 ，電 感器 ，功 率 器件等 ，通 常在其 周 圍 用 銅 板或鐵板作 為屏蔽等。 （ 2） emi 濾波 ， 在抑制開關(guān) 電源傳導(dǎo)干擾方面 ， 具有 明顯 效果由于電源 線中同時存在共模 干擾和差模 干擾，所以濾波器有共模 和 差 模 濾 波 電 路 綜 合 構(gòu) 成 。 （3） 接 地 技 術(shù) ， 為 電 路 或 系 統(tǒng) 提 供 一 個 零 電位參考點(diǎn) ，接 地有 三種 基本類型 ：安 全接地 ，工 作接地 ，屏 蔽接地 。 安全 接地是 以安 全為 目 的 的 保護(hù) 地線 ，常 與金 屬機(jī) 殼機(jī) 架連接 。工 作 接地是指為 設(shè)備 中各個 電路提供 穩(wěn)定

8、的零 點(diǎn) 電 位 。為 了 抑制 干擾 ，電 纜，變壓器等屏蔽需要接地，相應(yīng)的稱為屏蔽地線。開關(guān)電源的應(yīng)用 一電視用高壓開關(guān)電源設(shè)計(jì)一種用于數(shù)字 彩電的小功率高壓開關(guān)電源的基本工作原理，該開關(guān)電源 采用了高壓 發(fā)生電路與行掃描相分離的獨(dú)立結(jié)構(gòu)。獨(dú)立振蕩器產(chǎn) 生的開關(guān)信號提 供給開關(guān)管，推動高壓變壓輸出crt管所需要的陽極高壓，并通過對 陽極 高壓取樣 ，控 制 振蕩信號頻率 ，以 達(dá)到 穩(wěn)定 高 壓 的 目 的 ，徹 底解 決了大屏幕顯像管所需的陽極高壓 及其穩(wěn)定 性問題 。這種設(shè)計(jì)在陽極 高 壓 為 30kv， 輸 出 電 流 在 2.5ma 時 ， 陽 極 電 壓 跌 落 在 0.3kv

9、以 下 ， 該開關(guān)電源具有體積小，輸出高壓穩(wěn)定的特點(diǎn)，特別適用于crt管數(shù) 字彩電顯像管陽極所需高壓或高壓穩(wěn)定性要求較高的設(shè)備。二 利用開關(guān)電源解決側(cè)色色差計(jì)的穩(wěn)定性問題 國產(chǎn)測量儀 器長期以來一直存在著穩(wěn)定性與可靠性差的問題 。傳統(tǒng)的解決方法是 采用串聯(lián)型穩(wěn)壓電源但其效率低，存在著體積大且笨重的工頻變壓 器，發(fā)熱多散熱慢。開關(guān)穩(wěn)壓電路主要有開關(guān)調(diào)整管，儲能變壓器， 穩(wěn)壓控 制 電路 ，激 勵脈沖產(chǎn) 生 電路組 成 ，它 直接丈 220v/50hz 交 流 電 整流成約 300v 的 直流 電壓 ，然 后進(jìn) 行直流 直流變換 ，丈 300v 直流 電壓變換成各 種 所需值得 直流輸 出 電 壓

10、 。根 據(jù) 測色 色差 計(jì)的 要求 ，選 擇自激式開關(guān)穩(wěn)壓電源，即rcc式變換電路。這種電路適合50w以下 輸出容量的電源，而采用自激式，無需振蕩電路，元件少結(jié)構(gòu)簡單。 在開關(guān) 電源 的工作下 ，解 決了 長期 以來測 色色 差計(jì)在的 難 題 ，使 其成 為了一個實(shí)用，可靠且較為先進(jìn)的測色計(jì)量儀器。文 獻(xiàn) 綜 述 結(jié) 論 開 關(guān) 電 源 的 未 來 發(fā) 展 特 別 光 明 ，開 關(guān) 電 源 正 接 近 成 為理想 電源 ，現(xiàn) 在新格式 的數(shù)碼音源 和 數(shù)字放 大器發(fā)展 很快 ，必 將成 為未來 的主流 。而 數(shù)字功 放 的 核心就是開關(guān)放 大 電 路 ，自 然而然就只 有開關(guān)電源能與之門當(dāng)戶對

11、了。從特征和潛力來看門開關(guān)電源是有可 能成為 我們 心 目 中 的 理想 電 源的 。它 具有 高能 ，高 效 ，低 失真 ，低 內(nèi) 阻，高精度，高穩(wěn)定度，等優(yōu)點(diǎn)，必將成為未來電源的流。參考文獻(xiàn)（1） 周以琳， 戰(zhàn)智濤， 江海波， 郭彬， 青島科技大學(xué)， 自動化 與電子工程學(xué)院防火卷簾門瞬間大功率交流備用電源設(shè)計(jì)2) 王 其 崗 ，榮 焱 ，航 天 科 技 集 團(tuán) 五 院 五 一 o 所 ，甘 肅 蘭 州 開 關(guān)電源穩(wěn)定性計(jì)3) 胡 威 捷 ， 北 京 理 工 大 學(xué) 顏 色 科 學(xué) 與 工 程 國 家 專 業(yè) 實(shí) 驗(yàn) 室 ， 北京利用開關(guān)電源解決測色色差計(jì)的穩(wěn)定性問題4) 馮 建 卿 ， 蘇

12、 州 大 學(xué) ， 電 子 信 息 學(xué) 院 ， 江 蘇 ， 蘇 州 開 關(guān) 電 源的電磁干擾抑制探討5) 嚴(yán) 志 豪 ，王 祥 斌 ，陜 西 康 佳 電 子 有 限 公 司 ，陜 西 ，咸 陽 數(shù) 字電視用高壓開關(guān)電源設(shè)計(jì)6) 史 立 生 ， 尹 成 群 ， 華 北 電 力 學(xué) 院 電 子 系 ， 保 定 開 關(guān) 電 源 功率因數(shù)校正分析7) 鄭 英 蘭 ， 李 兵 ， 沈 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 電 氣 工 程 系 ， 遼 寧 沈 陽 低電壓大電流開關(guān)電源的設(shè)計(jì)8) 鈕 大 安 ，西 南 自 動 化 研 究 所 綿 羊 crt 彩 色 顯 示 器 開 關(guān) 電源 電路分析與維修(二)9) 王

13、 曉 秋 ，北 京 電 力 電 子 研 究 開 發(fā) 中 心 ， 提 高 開 關(guān) 電 源 功 率 因數(shù)的方法10) ) suresh haiharan design single-switch forward converter 2005(10)11) ) wahlers r l;huang c y d;heinz m r low profile ltcc transformers 外 文 會 議 200212) ) kuismal m variable frequency switching in power supply emi-control:an overview aerospace and electronic systems magazine 2003(18)13) )hiraki e;tanaka t;nakaoka m zero-voltage andzero-current soft-switching pwm inverter14) )tokin.transforme