開關(guān)電源技術(shù)發(fā)展的四大亮點(diǎn)(完整版)實(shí)用資料

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開關(guān)電源技術(shù)發(fā)展的四大亮點(diǎn)（完整版）實(shí)用資料(可以直接使用，可編輯完整版實(shí)用資料，歡迎下載）開關(guān)電源技術(shù)發(fā)展的四大亮點(diǎn)從開關(guān)電源的問世到如今技術(shù)有了飛迅發(fā)展和變化，經(jīng)歷了功率半導(dǎo)體器件、高頻化和軟開關(guān)技術(shù)、開關(guān)電源系統(tǒng)的集成技術(shù)三個(gè)發(fā)展階段。開關(guān)電源技術(shù)發(fā)展的四大亮點(diǎn)包括：1、開關(guān)電源功率密度提高開關(guān)電源的功率密度，使之小型化、輕量化，是人們不斷努力追求的目標(biāo)。電源的高頻化是國(guó)際電力電子界研究的熱點(diǎn)之一。電源的小型化、減輕重量對(duì)便攜式電子設(shè)備（如移動(dòng)，數(shù)字相機(jī)等）尤為重要。使開關(guān)電源小型化的具體辦法有：一是高頻化。為了實(shí)現(xiàn)電源高功率密度，必須提高PWM變換器的工作頻率、從而減小電路中儲(chǔ)能元件的體積重量。二是應(yīng)用壓電變壓器。應(yīng)用壓電變壓器可使高頻功率變換器實(shí)現(xiàn)輕、小、薄和高功率密度。壓電變壓器利用壓電陶瓷材料特有的“電壓-振動(dòng)”變換和“振動(dòng)-電壓”變換的性質(zhì)傳送能量，其等效電路如同一個(gè)串并聯(lián)諧振電路，是功率變換領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。三是采用新型電容器。為了減小電力電子設(shè)備的體積和重量，必須設(shè)法改進(jìn)電容器的性能，提高能量密度，并研究開發(fā)適合于電力電子及電源系統(tǒng)用的新型電容器，要求電容量大、等效串聯(lián)電阻ESR小、體積小等。2、高頻磁與同步整流技術(shù)電源系統(tǒng)中應(yīng)用大量磁元件，高頻磁元件的材料、結(jié)構(gòu)和性能都不同于工頻磁元件，有許多問題需要研究。對(duì)高頻磁元件所用磁性材料有如下要求：損耗小，散熱性能好，磁性能優(yōu)越。適用于兆赫級(jí)頻率的磁性材料為人們所關(guān)注，納米結(jié)晶軟磁材料也已開發(fā)應(yīng)用。高頻化以后，為了提高開關(guān)電源的效率，必須開發(fā)和應(yīng)用軟開關(guān)技術(shù)。它是過去幾十年國(guó)際電源界的一個(gè)研究熱點(diǎn)。對(duì)于低電壓、大電流輸出的軟開關(guān)變換器，進(jìn)一步提高其效率的措施是設(shè)法降低開關(guān)的通態(tài)損耗。例如同步整流SR技術(shù)，即以功率MOS管反接作為整流用開關(guān)二極管，代替蕭特基二極管（SBD），可降低管壓降，從而提高電路效率。3、分布電源結(jié)構(gòu)分布電源系統(tǒng)適合于用作超高速集成電路組成的大型工作站（如圖像處理站）、大型數(shù)字電子交換系統(tǒng)等的電源，其優(yōu)點(diǎn)是：可實(shí)現(xiàn)DC/DC變換器組件模塊化；容易實(shí)現(xiàn)N+1功率冗余，提高系統(tǒng)可*性；易于擴(kuò)增負(fù)載容量；可降低48V母線上的電流和電壓降；容易做到熱分布均勻、便于散熱設(shè)計(jì)；瞬態(tài)響應(yīng)好；可在線更換失效模塊等?，F(xiàn)在分布電源系統(tǒng)有兩種結(jié)構(gòu)類型，一是兩級(jí)結(jié)構(gòu)，另一種是三級(jí)結(jié)構(gòu)。4、功率半導(dǎo)體器件性能1998年，Infineon公司推出冷mos管，它采用“超級(jí)結(jié)”（Super-Junction）結(jié)構(gòu)，故又稱超結(jié)功率MOSFET。工作電壓600V～800V，通態(tài)電阻幾乎降低了一個(gè)數(shù)量級(jí)，仍保持開關(guān)速度快的特點(diǎn)，是一種有發(fā)展前途的高頻功率半導(dǎo)體器件。IGBT剛出現(xiàn)時(shí)，電壓、電流額定值只有600V、25A。很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，耐壓水平限于1200V～1700V，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的探索研究和改進(jìn)，現(xiàn)在IGBT的電壓、電流額定值已分別達(dá)到3300V/1200A和4500V/1800A，高壓IGBT單片耐壓已達(dá)到6500V，一般IGBT的工作頻率上限為20kHz～40kHz，基于穿通（PT）型結(jié)構(gòu)應(yīng)用新技術(shù)制造的IGBT，可工作于150kHz（硬開關(guān)）和300kHz（軟開關(guān)）。IGBT的技術(shù)進(jìn)展實(shí)際上是通態(tài)壓降，快速開關(guān)和高耐壓能力三者的折中。隨著工藝和結(jié)構(gòu)形式的不同，IGBT在20年歷史發(fā)展進(jìn)程中，有以下幾種類型：穿通（PT）型、非穿通（NPT）型、軟穿通（SPT）型、溝漕型和電場(chǎng)截止（FS）型。碳化硅SiC是功率半導(dǎo)體器件晶片的理想材料，其優(yōu)點(diǎn)是：禁帶寬、工作溫度高（可達(dá)600℃）、熱穩(wěn)定性好、通態(tài)電阻小、導(dǎo)熱性能好、漏電流極小、PN結(jié)耐壓高等，有利于制造出耐高溫的高頻大功率半導(dǎo)體器件。開關(guān)電源總體技術(shù)指標(biāo)和性能不詳來源：不詳發(fā)布時(shí)間：2006-5-2519:05:001、輸入電壓：110VAC/DC或220VAC/DC或380VAC三相±20%；或85~264VAC全范圍2、輸入頻率：47~63Hz3、輸出穩(wěn)定度：0.5%典型值4、負(fù)載穩(wěn)定度：1%典型值（對(duì)于主輸出電路）5、輸出電壓微調(diào)范：±10%~±15%（對(duì)于主輸出電路）6、紋波及噪聲：1%，峰峰值（100mVp-p典型值）7、過電壓保護(hù)：115%~135%（對(duì)于主輸出電路）8、耐壓：初級(jí)/次極間初級(jí)/外殼間次極/外殼間

1500VAC1500VAC500VAC9、保持時(shí)間：滿負(fù)荷時(shí)典型值為20ms10、工作環(huán)境溫度：-10~+55℃或-20~+65℃10、過載保護(hù)：所有輸出端在有短路，過載時(shí)均保護(hù)二、小功率開關(guān)電源系列規(guī)格表（單路輸出）輸出功率15W30W50W70W100W120W150W200W輸入電壓110VAC/DC、220VAC/DC50Hz輸出電壓5V、9V、12V、13.8V、15V、18V、24V、28V、48V、60V/DC特長(zhǎng)輸入電壓范圍寬、體積小、可靠性高、電磁兼容性好、效率高、保護(hù)功能完善三、大功率開關(guān)電源系列規(guī)格表（單路輸出）輸出功率250W400W500W750W1000W1200W1500W2000W2400W3000W6000W輸入電壓110VAC/DC、220VAC/DC、380VAC三相47~63Hz輸出電壓5V、9V、12V、13.8V、15V、18V、24V、28V、30V、48V、60V、80V

、110V、150V、220V/DC特長(zhǎng)穩(wěn)壓精度高、效率高、電磁兼容性好、保護(hù)功能全、使用壽命長(zhǎng)四、多路輸出開關(guān)電源系列規(guī)格表輸出功率型號(hào)V1V2V3V430WLKD-30-125+5V2A+12V0.5A+24V0.5ALKD-30-15+5V2.2A+24V1ALKD-30-121+5V3A+12V1A-5V0.5ALKD-30-122+5V3A+12V1.2A-12V0.5ALKD-30-133+5V3A+15V0.5A-15V0.5ALKD-30-12+5V4A+12V1A50WLKD-50-12F+5V3A+13V2.5ALKD-50-15F+5V3A+26V1.5ALKD-50-133+5V4A+15V1A-15V1ALKD-50-122A+5V5A+12V1A-12V1ALKD-50-122B+5V8A+12V0.5A-12V0.5ALKD-50-1325+5V4A+15V0.5A-12V0.5A+24V0.5ALKD-50-1335A+5V4A+15V0.5A-15V0.5A+24V0.5ALKD-50-1225+5V6A+12V1A-12V1A+24V0.5ALKD-50-12+5V6A+12V2ALKD-50-15+5V6A+24V1ALKD-50-1335B+5V6A+15V1A-15V1A+24V0.5A100WLKD-100-T+5V12A-5V8ALKD-100-11A+5V3ALKD-100-12+5V3A+12V7.2ALKD--100-15+5V3A+24V3.5ALKD-100-125+5V6A+12V2A+24V2ALKD-100-133+5V10A+15V2.5A-15V1ALKD-100-1221+5V10A+12V2A-12V2A+5V1.5ALKD-100-1331+5V10A+15V2A-15V2A+5V1.5ALKD-100-1225+5V10A+12V2A-12V2A+24V1ALKD-100-1335+5V10A+15V2A-15V2A+24V1A摘自電子發(fā)燒友網(wǎng)站：開關(guān)電源的技術(shù)指標(biāo)信息來源:維庫開發(fā)網(wǎng)發(fā)布時(shí)間:2021年2月24日開關(guān)電源的技術(shù)指標(biāo)有很多，包括電氣指標(biāo)、機(jī)械特性、適用環(huán)境、可靠性、安全性和生產(chǎn)成本等。本節(jié)重點(diǎn)討論電源的電氣指標(biāo)。根據(jù)電源用途不同，指標(biāo)優(yōu)先考慮的重點(diǎn)也不同，但首先應(yīng)考慮電源的安全性。目前，許多國(guó)家都有相應(yīng)的開關(guān)電源安全規(guī)范。常用的國(guó)際安全規(guī)范為IEC950、IEC65。常見的開關(guān)電源電氣技術(shù)指標(biāo)有：（1）輸入電源的相數(shù)、頻率：根據(jù)輸出功率不同，可采用單相或三相電源供電。在輸出功率高于5kW時(shí)通常采用三相電源供電，以使三相負(fù)載均衡。我國(guó)市電電源頻率為50Hz。（2）額定輸入電壓、容許電壓波動(dòng)范圍：我國(guó)市電電源額定相電壓為220V，線電壓為380V，在容許的輸入電壓波動(dòng)范圍內(nèi)都要保證額定輸出功率。（3）額定輸入電流：指在額定輸入電壓和額定輸出功率時(shí)的輸入電流。（4）最大輸入電流：指在容許的下限輸入電壓和額定輸出功率時(shí)的輸入電流。（5）輸人功率因數(shù)：指輸入有功功率與視在功率的比值。（6）額定輸出直流電壓：也叫標(biāo)稱輸出直流電壓，指在額定輸出電流、滿足規(guī)定的穩(wěn)壓精度及紋波等指標(biāo)時(shí)的最大輸出直流電壓。（7）穩(wěn)壓精度：有多種原因會(huì)導(dǎo)致輸出電壓的波動(dòng)，如輸入電壓波動(dòng)、負(fù)載改變等，穩(wěn)壓精度指在容許的工作條件（輸入電壓波動(dòng)、負(fù)載變化、環(huán)境溫度改變等）范圍內(nèi)，實(shí)際輸出直流電壓與額定工作條件時(shí)理想輸出直流電壓的比值。它反映了電源的控制精度。（8）輸出電壓的紋波與噪聲：紋波指輸出電壓中與輸入電源頻率同步的交流成分，用峰－峰值表示。噪聲指輸出電壓中除紋波以外的交流成分，也用峰一峰值表示。常用紋波和噪聲的總合值減去輸出電壓中交流成分的峰－峰值來表示輸出電壓中交流分量的大小。（9）額定輸出電流：額定輸出電壓時(shí)供給負(fù)載的最大平均電流。（10）效率：指輸出有功功率與輸人有功功率之比。此外，還有反映電源系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的指標(biāo)，如突加負(fù)載時(shí)的動(dòng)態(tài)電壓降、調(diào)整時(shí)間等，以及開關(guān)源的電磁干擾與射頻干擾指標(biāo)等。不同的應(yīng)用場(chǎng)合對(duì)電源的要求有所不同，因此開關(guān)電源設(shè)計(jì)時(shí)首先應(yīng)根據(jù)具體情況確定對(duì)電源的技術(shù)指標(biāo)要求，然后選擇合適的變換器結(jié)構(gòu)并完成有關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)。摘自維庫電子市場(chǎng)網(wǎng)：開關(guān)電源--技術(shù)參數(shù)說明與安全注意事項(xiàng)部分參數(shù)說明輸入電壓正常情況下，交流輸入的電源也可以用于直流輸入。當(dāng)交流輸入電壓范圍為85-264VAC，直流輸入電壓范圍為120-370VDC；當(dāng)交流輸入電壓范圍為210-370VDC，或根據(jù)開關(guān)選擇輸入范圍為85-132VAC/170-264VAC。輸入沖擊指的是電源冷啟動(dòng)時(shí)的最大瞬間輸入電流。多路輸出在多路輸出電源中所列出的電流是每路輸出的最大電流，每路輸出的總值均不超過系列電源額定功率范圍。正常情況下，多路輸出電源的V1輸出是獨(dú)立于其他幾路輸出。對(duì)于共地產(chǎn)品，只需將V1的+/-極相應(yīng)端子與其他幾路的其他端子相連即可。對(duì)于多路輸出的負(fù)載調(diào)整率的測(cè)試，是將被測(cè)試的那一路輸出負(fù)載在額定值的20%-100%變化，其它各路輸出負(fù)載都保持在額定值的60%進(jìn)行。輸出功率如果將輸出電壓調(diào)高，那么輸出電流將相應(yīng)減少以保持總功率不變。如果將輸出電壓調(diào)低時(shí)，輸出電流應(yīng)不超過標(biāo)準(zhǔn)額定值。輸出紋波與噪聲如圖1所示，開關(guān)電源的紋波和噪聲一般情況下指總的紋波電壓形成的正反峰之間的電壓值，由四部分組成。低頻紋波：頻率為輸入AC電源頻率的2倍(直流輸入時(shí)無此項(xiàng))。高頻紋波：頻率與開關(guān)電源的內(nèi)部脈沖調(diào)制(PWM)頻率相同。開關(guān)噪聲：與開關(guān)脈沖的頻率相同中。隨機(jī)噪聲：與交流輸入電壓及開關(guān)頻率無關(guān)。如何測(cè)試電源輸出紋波與噪聲如圖2所示的是測(cè)試電源輸出紋波與噪聲最好的方法。因其可將輻射噪聲產(chǎn)生的影響降為最低。圖2中所用示漢器帶寬為0-20MHz。示波器探頭的地線環(huán)直接接觸電源的輸出負(fù)端，探針與輸出正端相接觸。工作溫度指電源在正常工作時(shí)的環(huán)境溫度，如電源安裝在設(shè)備的機(jī)箱內(nèi)，工作溫度就指機(jī)箱內(nèi)部溫度，而非室內(nèi)或室外溫度。因此如果電源的工作溫度超過額定標(biāo)準(zhǔn)，建議用戶按電源功率定額值的2%/℃減額使用或采取風(fēng)冷措施以使工作溫度低于額定的最高工作溫度。使用安全注意事項(xiàng)AC輸入電源的定義三相供電零線配置對(duì)于功率因數(shù)為0.4-0.6的開關(guān)電源，當(dāng)多臺(tái)電源在三相四線制系統(tǒng)中以平衡的方式配置時(shí)，由于輸入電流波形畸變，使零線上的電流不能相抵。因此在一般情況下，建議將零線的規(guī)格設(shè)置為相線的1.5-2倍。最好以實(shí)測(cè)電流方式進(jìn)行配置。泄漏電流多臺(tái)電源在使用時(shí)，共同接入同一接地點(diǎn)，總的泄漏電流是由每個(gè)單元的泄漏電流相加構(gòu)成。屆時(shí)要檢查保護(hù)接地線的可靠性及接地電阻是否能達(dá)到要求，以免遭電擊。充電使用本公司100W以上單路電源均可直接用于恒壓限流方式(浮充方式)充電。摘自宏研電子配套專業(yè)網(wǎng)：開關(guān)電源技術(shù)參數(shù)信息來源:維庫開發(fā)網(wǎng)發(fā)布時(shí)間:2021年6月29日隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，尤其是計(jì)算機(jī)、通信和航空事業(yè)的迅速發(fā)展，人們對(duì)各種儀器設(shè)備的體積、重量、效率要求是越來越高。這就為體積小、重量輕、效率高的開關(guān)穩(wěn)壓電源提供廣闊的發(fā)展空間。下面我們給出開關(guān)電源的主要技術(shù)參數(shù)，客戶選用產(chǎn)品時(shí)應(yīng)參閱相應(yīng)產(chǎn)品的技術(shù)規(guī)格書。一.主要技術(shù)參數(shù)1、交流輸入電壓范圍：85-132VAC，176-265VAC或85-265VAC2、輸入頻率范圍：47-63Hz3、直流輸入電壓范圍：9-28VDC、18-36VDC、36-72VDC、85-176VDC、200-400VDC、4、輸出電壓：DC2.5-240V5、輸出功率：2.5W-4KW6、效率：>75%（典型值）7、線性調(diào)整率：≤0.5%8、負(fù)載調(diào)整率：≤1%9、紋波及噪聲：≤1%V。10、輸出保持時(shí)間：20ms（220VAC，典型值）11、啟動(dòng)時(shí)間：12、溫度系數(shù)：<±0.03%/℃13、輸出電壓調(diào)整范圍：±10%（主路）14、輸出過載保護(hù)：105%-150%15、輸出過壓保護(hù)：115%-150%16、耐壓：輸入-輸出3KVAC/min（1.5KVAC/min）、輸入-地1.5KVAC/min、輸出-地0.5KVDC/min17、絕緣阻抗：≥100MΩ（500VDC）18、工作環(huán)境溫度：0-45℃、-10℃-60℃、-25℃-60℃、-25℃-75℃19、安全標(biāo)準(zhǔn)：符合GB4943，UL1950，EN60950，CE，CCC等安全規(guī)范20、EMC標(biāo)準(zhǔn)：符合EN55022CLASSB，F(xiàn)CCPart15,EN6100021.壽命：可以在45℃的環(huán)境溫度下，滿載工作一年以上。摘自維庫電子開發(fā)網(wǎng)：開關(guān)電源主要總體技術(shù)指標(biāo)和性能時(shí)間：2021-04-1600:18:14來源：開關(guān)114開關(guān)114摘自開關(guān)114:開關(guān)電源技術(shù)參數(shù)2021-05-2012:17標(biāo)簽:開關(guān)電源參數(shù)技術(shù)●全電壓輸入●小體積●保護(hù)功能短路/過載/過壓●100%滿載老化測(cè)試●高可靠性、高性價(jià)比●寬工作溫度范圍，主動(dòng)型功率因素校正●五年質(zhì)保輸入電壓...................85~264VAC(120~370VDC)頻率范圍.............................47~63Hz啟動(dòng)沖擊電流..................................coldstart,20A/115V,40A/230V輸入冷啟動(dòng)......................0.7mA/230VAC輸出調(diào)節(jié)范圍.................0.5%Outputvoltageadjustrange...........10%過載保護(hù)........110~130%,currentlimiting,autorecovery過壓保護(hù).......115~150%絕緣強(qiáng)度...........................I/P-O/P:3.0KVAC/1minI/P-F/G:1.5KVAC/1minO/P-F/G:0.5KVAC/1min輸出保持時(shí)間.........................50ms,20ms@fullload(typical)工作環(huán)境............-10~+50,20%~93%RH(noncondensing)高端工作環(huán)境...............-20~+85,20%~95%RH(noncondensing)安全標(biāo)準(zhǔn)............................GB4943,UL60950,EN60950電池兼容標(biāo)準(zhǔn)...............................GB9254,EN55022classBEN61000-3-2,3,EN61000-4-2,3,4,5,6,8,11Coolingmethod...............................convection150W系列型號(hào)輸出精度紋波效率GZT-150-55V,25A±2%100mV78%GZT-150-1212V,12.5A±1%100mV82%GZT-150-1515V,10A±1%120mV85%GZT-150-2424V,6.3A±1%120mV85%GZT-150-3636V,4.2A±1%120mV85%GZT-150-4848V,3.2A±1%240mV86%10W系列代號(hào)型號(hào)輸出精度紋波效率1011GZT-10-55V,2A±2%50mV80%1012GZT-10-1212V,0.8A±1%100mV82%1013GZT-10-1515V,0.6A±1%100mV83%1014GZT-10-2424V,0.4A±1%100mV84%20W系列代號(hào)型號(hào)輸出精度紋波效率1021GZT-H20-55V,3A±2%50mV82%1022GZT-H20-1212V,1.7A±1%100mV83%1023GZT-H20-1515V,1.3A±1%100mV83%1024GZT-H20-2424V,0.8A±1%100mV85%40W代號(hào)型號(hào)輸出精度紋波效率1051GZT-H40-55V,8A±2%50mV76%1052GZT-H40-1212V,3.5A±1%100mV80%1053GZT-H40-1515V,2.7A±1%100mV80%1054GZT-H40-2424V,1.7A±1%100mV82%45W系列代號(hào)型號(hào)輸出精度紋波效率1111GZT-H50-55V,10A±2%75mV79%1112GZT-H50-1212V,4A±1%100mV82%1113GZT-H50-1515V,3.4A±1%100mV82%1114GZT-H50-2424V,2.1A±1%100mV82%1115GZT-H50-3636V,1.4A±1%100mV82%1116GZT-H50-4848V,1A±1%100mV84%60W系列代號(hào)型號(hào)輸出精度紋波效率1141GZT-H60-1212V,5A±2%75mV81%1142GZT-H60-1515V,4A±1%100mV81%1143GZT-H60-2424V,2.5A±1%100mV84%1144GZT-H60-3636V,1.7A±1%100mV85%1145GZT-H60-4848V,1.3A±1%100mV85%75W100W小體積系列代號(hào)型號(hào)輸出精度紋波效率1171GZT-H75-3.33.3V,15A±2%100mV70%1172GZT-H75-55V,15A±2%100mV78%1173GZT-H100-7.57.5V,13.6A±1%100mV80%1174GZT-H100-1212V,10A±1%100mV81%1175GZT-H100-1515V,8A±1%100mV81%1176GZT-H100-2424V,5A±1%100mV84%1177GZT-H100-3636V,3A±1%100mV85%1178GZT-H100-4848V,2.5A±1%100mV85%150W系列代號(hào)型號(hào)輸出精度紋波效率1201GZT-H150-55V,25A±2%100mV78%1202GZT-H150-1212V,12.5A±1%100mV82%1203GZT-H150-1515V,10A±1%120mV85%1204GZT-H150-2424V,6.3A±1%120mV85%1205GZT-H150-3636V,4.2A±1%120mV85%1206GZT-H150-4848V,3.2A±1%240mV86%300W系列代號(hào)型號(hào)輸出精度紋波效率1281GZT-H300-1212V,25A±1%150mV80%1282GZT-H300-1515V,20A±1%150mV80%1283GZT-H300-2424V,12.5A±1%150mV82%1284GZT-H300-4848V,6.3A±1%240mV84%400W系列代號(hào)型號(hào)輸出精度紋波效率1321GZT-H300-55V,60A±1%150mV79%1322GZT-H400-1212V,34A±1%150mV80%1323GZT-H400-1515V,27A±1%150mV80%1324GZT-H400-2424V,17A±1%150mV82%1325GZT-H400-3636V,11A±1%150mV82%1326GZT-H400-4848V,8.5A±1%240mV84%500W系列代號(hào)型號(hào)輸出精度紋波效率1331GZT-H500-1212V,42A±1%150mV80%1332GZT-H500-13.513.5V,37A±1%150mV80%1333GZT-H500-2424V,21A±1%150mV82%1334GZT-H500-4848V,10.5A±1%240mV84%摘自:高頻開關(guān)電源系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)時(shí)間：2021-07-3121:29:00來源：元器件網(wǎng)高頻開關(guān)電源額定直流輸出電壓、浮充電壓、均充電壓、功率因數(shù)、穩(wěn)壓精度、效率、雜音電壓(不接蓄電池組)、電池溫度補(bǔ)償?shù)取?、額定直流輸出電壓：指市電經(jīng)整流模塊變換后的額定輸出電壓，正選的電源電壓為-48V，電壓允許變動(dòng)范圍-40—-57V。這種“-”型基礎(chǔ)電壓是指電源正饋電線接地，作為參考電位零伏，負(fù)饋電線裝接熔斷器后，與機(jī)架電源連接。2、浮充電壓：在市電正常時(shí)，蓄電池與整流器并聯(lián)運(yùn)行，蓄電池自放電引起的容量損失便在全浮充過程被補(bǔ)足。根據(jù)電池特性及溫度所需補(bǔ)充損失電流的多少而設(shè)定的電壓。3、均充電壓：為使蓄電池快速補(bǔ)充容量，視需要升高浮充電壓，使流入電池補(bǔ)充電流增加，這一過程整流器輸出得電壓為“均充”電壓。4、功率因數(shù):有功功率對(duì)視在功率的比叫做功率因數(shù)。由于開關(guān)電源電路的整流部分使電網(wǎng)的電流波形畸變，諧波含量增大，而使得功率因數(shù)降低（不采取任何措施，功率因數(shù)只有0.6~0.7），污染了電網(wǎng)環(huán)境。開關(guān)電源要大量進(jìn)入電網(wǎng)，就必須提高功率因數(shù)，減輕對(duì)電網(wǎng)的污染，以免破壞電網(wǎng)的供電質(zhì)量。滿載狀態(tài)下，功率因數(shù)不低于0.92。5、效率：高頻開關(guān)電源模塊的壽命是由模塊內(nèi)部工作溫升所決定。溫升主低主要是由模塊的效率高低所決定?，F(xiàn)在市場(chǎng)上大量使用的開關(guān)電源技術(shù)，主要采有的是脈寬調(diào)制技術(shù)（PWM）。模塊的損耗主要由開關(guān)管的開通、關(guān)斷及導(dǎo)通三種狀態(tài)下的損耗，浪涌吸收電路損耗，整流二極管導(dǎo)通損耗，工和輔助電源功耗及磁心元件損耗等因素構(gòu)成。減少這些損耗就會(huì)提高模塊的整體效率。對(duì)此現(xiàn)行較好的處理方法分別是：開關(guān)管的開通、關(guān)斷及導(dǎo)通狀態(tài)的損耗采用MOSFET和IGBT并聯(lián)使用，利用兩種不同類型的器件的開頭及導(dǎo)通損耗的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，其綜合損耗是利用單一類型開關(guān)管工作損耗的20%左右；浪涌吸收電路可采用無損耗吸收電路，這一技術(shù)的使用使得該部分損耗大幅度下降；整流二極管可采用導(dǎo)通電阻較小的器件，優(yōu)化設(shè)計(jì)控制電路，選擇集成度較高的IC器件都可減少功耗；磁心材料可選擇如菲利浦的3C90等均可減少損耗。高頻電容器的選擇嚴(yán)格控制峰值電流的大小，采用這些因素將會(huì)使整流模塊的工作在相當(dāng)寬的功率輸出范圍內(nèi)保持較高的效率，如VMA10、DMA12、DMA13及DMA14的工作效率均為91%以上。需要說明的是主開關(guān)管的開通、關(guān)斷及導(dǎo)通狀態(tài)中的損耗所占比例是主要的。開關(guān)狀態(tài)的損耗是PWM控制技術(shù)所固有的缺點(diǎn)。滿載狀態(tài)下，效率不低于0.90。6、穩(wěn)壓精度：滿載狀態(tài)下，當(dāng)輸入電壓由最大變到最小時(shí)，整流器輸出電壓調(diào)整范圍不超過±1％。7、雜音電壓(不接蓄電池組)①衡重雜音：電路以800HZ雜音電壓為標(biāo)準(zhǔn)，其它頻率雜音電壓響度強(qiáng)弱，用等效雜音系數(shù)表示稱為衡重雜音。系統(tǒng)衡重雜音的測(cè)量點(diǎn)視情況選擇在整流器輸出端，蓄電池輸出端及機(jī)房機(jī)架的輸入端，各測(cè)量點(diǎn)數(shù)值不已。②寬頻雜音：它是指各次諧波均方根值，即周期連續(xù)頻譜電壓。③峰值雜音：指疊加在直流輸出上的交流分量峰值，即指晶閘管或高頻開關(guān)電路導(dǎo)致的針狀脈沖。④離散雜音：指無線電干擾雜音或射頻雜音，通常為150kHz-30MHz頻率內(nèi)的個(gè)別頻率雜音。⑤峰-峰值雜音：只由于電源干擾或本機(jī)故障所產(chǎn)生的雜音。指標(biāo)如下：衡重雜音電壓≤2mV(3m~3400Hz)。寬頻雜音電壓≤100mV(3.4~150kHz)。寬頻雜音電壓≤30mV(0.15~30MHz)。離散頻率雜音電壓≤5mV(3.4~150kHz)。離散頻率雜音電壓≤3mV(150~200kHz)。離散頻率雜音電壓≤2mV(200~500kHz)。離散頻率雜音電壓≤lmV(0.5~30MHz)。峰—峰雜音電壓≤200mV。電池溫度補(bǔ)償：適合閥控電池溫度補(bǔ)償要求的自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，既當(dāng)環(huán)境溫度每升高一度或降低一度直流輸出電壓應(yīng)相應(yīng)調(diào)整3mv或升高3mv。摘自：開關(guān)電源技術(shù)參數(shù)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，尤其是計(jì)算機(jī)、通信和航空事業(yè)的迅速發(fā)展，人們對(duì)各種儀器設(shè)備的體積、重量、效率要求是越來越高。這就為體積小、重量輕、效率高的開關(guān)穩(wěn)壓電源提供廣闊的發(fā)展空間。下面我們給出開關(guān)電源的主要技術(shù)參數(shù)，客戶選用產(chǎn)品時(shí)應(yīng)參閱相應(yīng)產(chǎn)品的技術(shù)規(guī)格書。一.主要技術(shù)參數(shù)1、交流輸入電壓范圍：85-132VAC，176-265VAC或85-265VAC2、輸入頻率范圍：47-63Hz3、直流輸入電壓范圍：9-28VDC、18-36VDC、36-72VDC、85-176VDC、200-400VDC、4、輸出電壓：DC2.5-240V5、輸出功率：2.5W-4KW6、效率：>75%（典型值）7、線性調(diào)整率：≤0.5%8、負(fù)載調(diào)整率：≤1%9、紋波及噪聲：≤1%V。10、輸出保持時(shí)間：20ms（220VAC，典型值）11、啟動(dòng)時(shí)間：12、溫度系數(shù)：<±0.03%/℃13、輸出電壓調(diào)整范圍：±10%（主路）14、輸出過載保護(hù)：105%-150%15、輸出過壓保護(hù)：115%-150%16、耐壓：輸入-輸出3KVAC/min（1.5KVAC/min）、輸入-地1.5KVAC/min、輸出-地0.5KVDC/min17、絕緣阻抗：≥100MΩ（500VDC）18、工作環(huán)境溫度：0-45℃、-10℃-60℃、-25℃-60℃、-25℃-75℃19、安全標(biāo)準(zhǔn)：符合GB4943，UL1950，EN60950，CE，CCC等安全規(guī)范20、EMC標(biāo)準(zhǔn)：符合EN55022CLASSB，F(xiàn)CCPart15,EN6100021.壽命：可以在45℃的環(huán)境溫度下，滿載工作一年以上。摘自：開關(guān)電源并聯(lián)運(yùn)行及其均流技術(shù)1引言大量電子設(shè)備,特別是計(jì)算機(jī)、通訊、空間站等的廣泛應(yīng)用,要求組建一個(gè)大容量、安全可靠、不間斷供電的電源系統(tǒng)。如果采用單臺(tái)電源供電、該變換器勢(shì)必處理巨大的功率、電應(yīng)力大,給功率器件的選擇、開關(guān)頻率和功率密度的提高帶來困難。并且一旦單臺(tái)電源發(fā)生故障,則導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)崩潰。采用多個(gè)電源模塊并聯(lián)運(yùn)行,來提供大功率輸出是電源技術(shù)發(fā)展的一個(gè)方向。并聯(lián)系統(tǒng)中每個(gè)模塊處理較小功率,解決了上述單臺(tái)電源遇到的問題。八十年代起,分布式電源供電方式成為電力電子學(xué)新的研究熱點(diǎn)。相對(duì)于傳統(tǒng)的集中式供電,分布式電源利用多個(gè)中、小功率的電源模塊并聯(lián)來組建積木式的大功率電源系統(tǒng)。在空間上各模塊接近負(fù)載,供電質(zhì)量高,通過改變并聯(lián)模塊的數(shù)量來滿足不同功率的負(fù)載,設(shè)計(jì)靈活,每個(gè)模塊承受較小電應(yīng)力,開關(guān)頻率可以達(dá)到兆赫級(jí),從而提高了系統(tǒng)的功率密度。大功率輸出和分布式電源,使電源模塊并聯(lián)技術(shù)得以迅速發(fā)展。然而一般情況下不允許模塊輸出間直接進(jìn)行并聯(lián),必須采用均流技術(shù)以確保每個(gè)模塊分擔(dān)相等的負(fù)載電流,否則,并聯(lián)的模塊有的輕載運(yùn)行,有的重載甚至過載運(yùn)行,輸出電壓低的模塊不但不為負(fù)載供電,反而成了輸出電壓高的模塊的負(fù)載,熱應(yīng)力分配不均,極易損壞。對(duì)于多個(gè)模塊并聯(lián)運(yùn)行電源系統(tǒng)的基本要求是:(1是輸入電壓或者負(fù)載發(fā)生變化時(shí),保持輸出電壓穩(wěn)定;(2是控制各模塊的輸出電流,實(shí)現(xiàn)負(fù)載電流平均分配,均流動(dòng)態(tài)響應(yīng)良好。為提高系統(tǒng)可靠性,并聯(lián)系統(tǒng)應(yīng)該具備以下特性:實(shí)現(xiàn)冗余。當(dāng)任意模塊發(fā)生故障時(shí),其余模塊繼續(xù)提供足夠電能,整個(gè)電源系統(tǒng)不會(huì)崩潰;實(shí)現(xiàn)熱拔插,電源系統(tǒng)真正意義上的不間斷供電;均流方案無需外加均流控制單元;使用一條公共的低帶寬均流總線來連接各模塊單元。2并聯(lián)特性及均流一般原理圖1為兩個(gè)模塊并聯(lián)工作時(shí)的等效電路及其外特性曲線。如果兩個(gè)模塊的參數(shù)完全相同,即V1max=V2max,R1=R2,兩條外特性曲線重合,負(fù)載電流均勻分配。如果其中一個(gè)模塊的電壓參考值較高,輸出電阻較小(外特性斜率小,如圖1中的模塊1,則該模塊將承受大部分負(fù)載電流,負(fù)載增大,模塊1將運(yùn)行于滿載或超載限流狀態(tài),影響了系統(tǒng)可靠性。(a并聯(lián)等效電路(b輸出外特性圖1兩個(gè)模塊并聯(lián)均流原理圖可見,并聯(lián)電源系統(tǒng)中各模塊按照外特性曲線分配負(fù)載電流,外特性的差異是電流難以均分的根源。均流性能的優(yōu)劣用均流精度來衡量。均流精度定義為:CSerror=ΔIomax/(Io/N式中N為并聯(lián)模塊數(shù),Io為負(fù)載電流,ΔIomax為最大電流與最小電流之差。正常情況下,各并聯(lián)模塊輸出電阻是個(gè)恒值,輸出電流不均衡主要是由于各模塊輸出電壓不相等引起。均流的實(shí)質(zhì)即是通過均流控制電路,調(diào)整各模塊的輸從而調(diào)整輸出電流,以達(dá)到電流均分的目的。一般開關(guān)電源是一個(gè)電壓均流的基本思想是采樣各自輸出電流信號(hào),并把該信號(hào)引入控制環(huán)路中,來參與調(diào)整輸出電壓。選擇不同的電流信號(hào)注入點(diǎn),可以直接調(diào)節(jié)系統(tǒng)基準(zhǔn)電壓、反饋電壓誤差、或者反饋電流誤差,形成多種均流方案,以滿足不同的穩(wěn)態(tài)性能和動(dòng)態(tài)響應(yīng)。3均流方法所有均流方法可歸成兩大類:有3.1下垂法下垂法(又叫斜率法,輸出阻抗法是最簡(jiǎn)單的一種均流方法。其實(shí)質(zhì)是利使外特性的斜率趨于一致,達(dá)到均流。由圖1(b可見,下垂法的均流精度取決于各模塊的電壓參考值、外特性曲線平均斜率及各模塊外特性的差異程度。選擇不同的電流反饋信號(hào)注入點(diǎn),可以修正控制環(huán)路的反饋電壓值或基準(zhǔn)電壓。圖曲線圖。可見電壓參考值的差異越小,均流效果越好。圖2(b為采用調(diào)節(jié)反饋電壓值來改變斜率的方式下所對(duì)應(yīng)的外特性曲線圖。外特性斜率越陡,均流效果越好。圖2(a調(diào)節(jié)基準(zhǔn)電壓(b調(diào)節(jié)反饋電壓常用的下垂法均流控制框圖如圖3所示。Vi為電流放大器輸出信號(hào),與模塊輸出電流成比例Ki,Vf為電壓反饋信號(hào),顯然V-=Kv×Vo+Ki×Io,當(dāng)某模塊電流增加時(shí),Vi上升,Ve下降,通過反饋使該模塊輸出電壓隨之下降,即外特性向下傾斜,接近其他模塊的外特性,從而其他模塊電流增大,實(shí)現(xiàn)近似均流。電壓誤差放大器E/A具有很大的直流增益Ko,假設(shè)Ko→∞時(shí),Vo=Vref/Kv-IoKi/Kv=Vomax-IoKi/Kv,改變電壓環(huán)電流環(huán)的參數(shù)可以獲取期望的外特性。圖3下垂法均流控制框圖此外,在模塊輸出端與負(fù)載之間串聯(lián)一定的電阻值也是一種調(diào)節(jié)輸出電阻的下垂法。缺點(diǎn)為串聯(lián)電阻會(huì)消耗額外電能。較為經(jīng)濟(jì)的辦法是串聯(lián)熱敏電阻,其阻值隨在電阻上消耗的熱能變化而改變,同樣達(dá)到近似均流。而且,電流不連續(xù)模式下的Buck、Boost、Buck-Boost變換器和串聯(lián)諧振變換器本身就固有一定的外特性下垂率,這類變換器可以直接并聯(lián)運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)自然均流。下垂法的特點(diǎn)可歸納如下:模塊之間無互連通訊線;實(shí)為開環(huán)控制,小電流時(shí)均流效果差,隨著負(fù)載增加均流效果有所改善;對(duì)穩(wěn)壓源而言,希望外特性斜率越小越好,而下垂法則以降低電壓調(diào)整率為代價(jià)來獲取均流,該法可以應(yīng)用在均流精度大于或等于10%的場(chǎng)合;對(duì)于不同額定功率的并聯(lián)模塊,難以實(shí)現(xiàn)均流。3.2有源均流法有源均流法是均流方法中的一大類別,并聯(lián)模塊,用于提供共同的電流參考信號(hào)。即電流內(nèi)環(huán)和電壓外環(huán)雙環(huán)控制,以下把功率級(jí)和電流內(nèi)環(huán)作為變換器的基本單形成各類有源均流法,如主從控制結(jié)構(gòu)指均流環(huán)與電壓環(huán)如何配置,圖4為有源均流法的三種控制結(jié)構(gòu):對(duì)噪音不敏感,均流控制反應(yīng)比較緩慢。環(huán)內(nèi)調(diào)整中均流環(huán)從電壓環(huán)內(nèi)疊加,均流環(huán)可以很好的和電流環(huán)結(jié)合起來,整個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,均流信號(hào)從環(huán)內(nèi)注入,其帶寬不受電壓環(huán)的限制,反應(yīng)速度快,均流母線的電壓從電壓調(diào)整放大器獲得,但容易引起噪聲。雙環(huán)調(diào)整中均流環(huán)和電壓環(huán)并行一起作用于基本單元。圖4三種控制結(jié)構(gòu)均流母線連接方式指如何從所有的模塊中獲取公共電流參考信號(hào),表明了模塊間的主從關(guān)系。圖5顯示了三種均流母線的連接:自主配置、平均配置和指定配置。自主配置(圖5a中,各個(gè)模塊和母線之間通過二極管連接,只有具備最大電流的模塊對(duì)應(yīng)的二極管才能導(dǎo)通,均流母線上代表的是最大電流信號(hào);平均配置(圖5b中,各個(gè)模塊和母線之間通過參數(shù)完全一致的電阻連接,均流母線上代表的是平均電流;指定配置(圖5c中,只有人為指定的模塊直接連接均流母線,成為主模塊。圖5三種均流母線連接方式圖6所示為最大電流法控制框圖,對(duì)比圖4、圖5可見最大電流均流技術(shù)由環(huán)外調(diào)整和母線自主配置相結(jié)合而成,不改變模塊基本單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu),只需在電壓環(huán)外面疊加一個(gè)均流環(huán),各模塊間接一條均流母線CSB。圖6最大電流法因?yàn)槎O管單向性,只有電流最大的模塊才能與均流母線相連,該模塊即為主模塊。其余為從模塊,比較各自電流反饋與均流母線之間電壓的差異,通過誤差放大器輸出來補(bǔ)償基準(zhǔn)電壓達(dá)到均流。特點(diǎn)是:(1這種均流方法一次只有一個(gè)單元參與調(diào)節(jié)工作,主模塊永遠(yuǎn)存在且是隨機(jī)的,為實(shí)現(xiàn)冗余最常用的方法;(2二極管總存在正向壓降,因此主模塊的均流會(huì)有誤差;(3均流是一個(gè)從模塊電流上升并超過主模塊電流的過程,系統(tǒng)中主、從模塊的身份不斷交替,各模塊輸出電流存在低頻振蕩。UnitrodeIC公司開發(fā)的均流控制芯片UC3902、UC3907正是基于最大電流自動(dòng)均流的思想,簡(jiǎn)化了并聯(lián)電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與調(diào)試,得到廣泛應(yīng)用。文獻(xiàn)[2]指出,UC3902在滿載時(shí)均流誤差達(dá)到2%,在20%負(fù)載時(shí)誤差約15%。環(huán)外調(diào)整結(jié)構(gòu)和母線平均配置相結(jié)合形成平均電流均流法。即將圖6中的二極管用一個(gè)電阻R代替。如果所有電阻R參數(shù)完全一致,均流母線的電壓反映了所有模塊電流的平均值。當(dāng)Ua=Ucsb時(shí)表明已經(jīng)達(dá)到均流,如果電流分配不均,電阻R上出現(xiàn)電壓,該電壓通過誤差放大器輸出一個(gè)誤差電壓,從而修正基準(zhǔn)電壓,以達(dá)到均流目的。平均電流法是一項(xiàng)專利技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)精確的均流。缺點(diǎn)是當(dāng)均流母線短路或某個(gè)模塊不工作時(shí)母線電壓下降,將促使每個(gè)模塊電壓下調(diào),甚至達(dá)到下限,造成故障。解決辦法是自動(dòng)地把故障模塊從均流母線上切除。在并聯(lián)電源系統(tǒng)中,人為的指定一個(gè)模塊為主模塊,直接連接到均流母線,其余的為從模塊,從母線上獲取均流信號(hào)。圖7為采用電壓環(huán)內(nèi)調(diào)整結(jié)構(gòu)的主從均流法。主模塊工作于電壓源方式,從模塊的誤差電壓放大器接成跟隨器的形式,工作于電流源方式。因?yàn)橄到y(tǒng)在統(tǒng)一的誤差電壓下調(diào)整,模塊的輸出電流與誤差電壓成正比,所以不管負(fù)載電流如何變化,各模塊的電流總是相等。圖7主從均流法采用這種均流法,精度很高,控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,模塊間聯(lián)線復(fù)雜。缺點(diǎn)是一旦主模塊出現(xiàn)故障,整個(gè)系統(tǒng)將完全癱瘓,寬帶電壓回路容易產(chǎn)生噪聲干擾。使用中主、從模塊間的聯(lián)線應(yīng)盡量短。3．2．4其他均流方法基于三種控制結(jié)構(gòu)和三種母線連接方式，可以設(shè)計(jì)出其他均流方法。圖8為雙環(huán)調(diào)整和平均配置相結(jié)合的均流方法。這種控制方式降低了電壓環(huán)和均流環(huán)相互之間的影響，設(shè)計(jì)靈活，是權(quán)衡環(huán)外調(diào)整和環(huán)內(nèi)調(diào)整優(yōu)缺點(diǎn)的折中方案。此外，熱應(yīng)力自動(dòng)均流法是按照每個(gè)模塊的溫度來實(shí)現(xiàn)均流，使溫度高的模塊減小輸出電流，溫度低的模塊增加電流。外部控制器法是外加一個(gè)均流控制器，比較各模塊的電流信號(hào)，并據(jù)此補(bǔ)償相應(yīng)的反饋信號(hào)以均衡電流。該法需要附加控制器且聯(lián)線較多。圖84總結(jié)雙環(huán)并行調(diào)整的均流方法由于大功率負(fù)載的需要和模塊化電源系統(tǒng)的發(fā)展，為了實(shí)現(xiàn)完全穩(wěn)定可靠的冗余電源系統(tǒng)，模塊化電源的并聯(lián)技術(shù)則顯得尤為重要。而每個(gè)模塊的外特性不一致，分擔(dān)的負(fù)載電流也不均衡，承受電流多的模塊可靠性大為降低。因此，并聯(lián)運(yùn)行系統(tǒng)必須引入有效的負(fù)載分配控制策略，保證各模塊間電應(yīng)力和熱應(yīng)力的均勻分配。這是實(shí)現(xiàn)高性能模塊化大功率電源系統(tǒng)的關(guān)鍵。本文介紹均流技術(shù)的一般原理，全面詳細(xì)地討論了各種均流技術(shù)及其優(yōu)缺點(diǎn)。在不斷提高均流精度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度的同時(shí)，均流控制技術(shù)將朝著增加并機(jī)數(shù)目及不同容量模塊并聯(lián)的方向發(fā)展。隨著控制系統(tǒng)的逐步數(shù)字化和微處理器的發(fā)展，應(yīng)用如單片機(jī)或DSP完成電源系統(tǒng)的檢測(cè)、運(yùn)算和控制，可以更好地采用復(fù)雜的控制策略，實(shí)現(xiàn)均流冗余、故障檢測(cè)、熱拔插維修和模塊的智能管理。?應(yīng)用與測(cè)試?低壓電器(2007№17通用低壓電器篇孟赟(1983—,女,碩士研究生,研究方向?yàn)镈C/DC電源及太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)。利用推挽正激技術(shù)設(shè)計(jì)DC/DC開關(guān)電源孟赟1,王凱2,潘俊民1(1.上海交通大學(xué)電氣工程系,上海2.華北電網(wǎng),北京100053摘要:DC,并利用PSpice。,該開關(guān)電源輸出穩(wěn)定、波形理想。:;;開關(guān)電源:TM46文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):100125531(20071720057204ADC/DCSwitchingPowerSupplyBasedonPush2PullForwardConversionTechniqueMENGYun1,WANGKai2,PANJunmin1(1.DepartmentofElectricalEngineering,ShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai200240,China;2.NorthofChinaElectricPowerGridCo.,Ltd.,Beijing100053,ChinaAbstract:ADC/DCswitchingpowersupplywasdesignedbyusingpush2pullforwardconversiontechnique.Thetopologyandstructureofswitchingpowersupplybasedonpush2pullforwardconversiontechniquewaspresen2ted.Theoperationandcontrolprincipleoftheswitchingpowersupplywasexpounded,andthecircuittopologywassimulatedbyPSpicesoftware.Theexperimentresultshowsthattheswitchingpowersupply’soutputisstablewithidealwave.Keywords:push2pullforward;highfrequencylink(HFL;switchingpowersupply王凱(1976—,男,工程師,碩士,從事繼電保護(hù)工作。潘俊民(1947—,男,教授,博士生導(dǎo)師,研究方向?yàn)殡娏鲃?dòng)及自動(dòng)化、智能控制系統(tǒng)。0引言開關(guān)電源被譽(yù)為高效節(jié)能電源,它代表著穩(wěn)壓電源的發(fā)展方向,現(xiàn)已成為穩(wěn)壓電源的主流產(chǎn)品。由于開關(guān)電源內(nèi)部調(diào)整管工作在高頻開關(guān)狀態(tài)時(shí),其等效電阻很小,當(dāng)流過大的電流時(shí),消耗在調(diào)整管上的能量很小,故電源效率可達(dá)70%~90%,比普通的線性穩(wěn)壓電源提高了近1倍。同時(shí),利用了高頻鏈技術(shù)的開關(guān)電源體積小、重量輕、可靠性高,該技術(shù)是實(shí)現(xiàn)高功率密度、高變換效率、優(yōu)良綜合性能DC/DC變換的合理方案。圖1為帶高頻變壓器的DC/DC變換的結(jié)構(gòu)框圖。目前,有變壓器隔離的DC/DC變換技術(shù)在傳圖1DC/DC變換器結(jié)構(gòu)框圖統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中較為常用的是推挽變換器和正激變換器[6](見圖2。傳統(tǒng)正激變換器和推挽變換器兩種電路拓?fù)涓饔懈髯缘膬?yōu)缺點(diǎn),但都具有一定的局限性:單端正激變換器為了防止變壓器磁芯飽和,存在去磁復(fù)位的問題,故對(duì)占空比有一定的限制條件;推挽變換器功率開關(guān)管承受的電壓應(yīng)力高,只適用于低輸入電壓的場(chǎng)合,而且開關(guān)管關(guān)斷時(shí)漏感能量—75—低壓電器(2007№17通用低壓電器篇?應(yīng)用與測(cè)試?(a推挽變換器拓?fù)?b正激變換器拓?fù)鋱D2傳統(tǒng)DC/DC變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在開關(guān)管上引起高的電壓尖峰,給主功率變壓器的繞制提出了很高的要求,同時(shí)變壓器的偏磁問題給器件的一致性和驅(qū)動(dòng)電路脈沖寬度的一致性提出了較高的要求[6]。若將兩種電路有機(jī)地結(jié)合在一起,同時(shí)保留兩種電路的優(yōu)點(diǎn)、克服它們的缺點(diǎn)的話,所得到的電路將是非常理想的。通過一個(gè)無損元件———電容將推挽變換器和正激變換器結(jié)合在一起的電路即推挽正激變換器。1推挽正激變換器主電路圖3為推挽正激變換器的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。圖中,關(guān)鍵的部分是變壓器T和電容C。變壓器的原邊繞組Lp1和Lp2的匝數(shù)是相等的,變壓器的副邊接入了全橋整流電路。該電路與推挽電路的不同之處就在于兩個(gè)開關(guān)器件S1和S2中間接入了圖3推挽正激變換器電路結(jié)構(gòu)一個(gè)無損元件———箝位電容C,另外兩端接在直流電源的正負(fù)極上。正是因?yàn)镃的存在,使得整個(gè)電路工作原理和效果完全不同于推挽電路,從而克服了推挽變換器和正激變換器的缺點(diǎn)[6]。在電路穩(wěn)態(tài)的時(shí)候,不論是S1或S2哪一個(gè)導(dǎo)通,C[6],所以,in。而incds1Uds2構(gòu)成一:Uin+Uc=Uds1+Uds2=2Uin式中,Uds1和Uds2分別為S1或S2漏源極壓降。因?yàn)殚_關(guān)管漏源極壓降Uds1,2≥0(等于零的情況出現(xiàn)在漏源極承受電壓為反偏,此時(shí)反向并聯(lián)的二極管導(dǎo)通,漏源極電壓被箝位在0,故開關(guān)管在工作過程中所承受的最大的電壓應(yīng)力是2Uin,因此,加入C可消除開關(guān)管的電壓過沖現(xiàn)象。同時(shí),由于C的端電壓具有浮動(dòng)特性,如果選擇合適的箝位電容值,即能保證變壓器磁通在同一周期的兩個(gè)半周期中有相等的伏秒數(shù)和磁芯的雙向?qū)ΨQ磁化,使激磁電流和磁通在周期結(jié)束時(shí)回到起始點(diǎn),無直流偏磁的現(xiàn)象。所以,推挽正激變換器的主要改進(jìn)在于C,它的引入抑制了開關(guān)管的電壓尖峰,同時(shí)也抑制了推挽變換器固有的直流偏磁現(xiàn)象。推挽正激變換器保持了推挽電路和正激電路的優(yōu)點(diǎn),克服了兩者的缺點(diǎn),具有:①抑制變壓器的磁芯偏磁;②變壓器磁芯雙向磁化;③抑制開關(guān)管的關(guān)斷電壓尖峰等優(yōu)點(diǎn),在低壓大電流的應(yīng)用場(chǎng)合中獲得了較高的效率,成為該場(chǎng)合較有優(yōu)勢(shì)的電路拓?fù)湫问絒6]。2工作及控制原理該電路的原邊2個(gè)開關(guān)管采用高頻固定占空比工作,即S1和S2交替導(dǎo)通,并且它們導(dǎo)通交替時(shí)有很小的死區(qū)延時(shí),避免電源被直通。經(jīng)過高頻變壓器的升壓或降壓,再通過副邊的整流橋就形成直流電壓輸出。由于整個(gè)電路只有2個(gè)開關(guān)管,且以固定占空比交替導(dǎo)通,這就使得電路的控制電路十分簡(jiǎn)單。3系統(tǒng)仿真試驗(yàn)仿真原理圖中的各個(gè)元件參數(shù)的設(shè)置如下:—85—?應(yīng)用與測(cè)試?低壓電器(2007№17通用低壓電器篇開關(guān)管使用PSpice元件庫中提供的開關(guān)管模型,它由1個(gè)功率場(chǎng)效應(yīng)管和1個(gè)反向二極管并聯(lián)組成。輸入直流電壓Uin=48V;輸出直流電壓Uout=15V;推挽正激箝位電容C=40μF;副邊電容Cf=1000μF;開關(guān)頻率f=20kHz。系統(tǒng)接電阻性負(fù)載時(shí),利用PSpice記錄下輸出電壓波形如圖4所示。系統(tǒng)接電感性負(fù)載輸出波形如圖5所示。圖4帶電阻性負(fù)載時(shí)輸出電壓波形圖5帶電感性負(fù)載時(shí)輸出電壓波形4實(shí)驗(yàn)結(jié)果設(shè)定電路輸入電壓為48V,輸出為15V。圖6為主電路正常工作時(shí)利用示波器記錄的控制電路輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)波形。圖中,示波器通道2所示為主電路下面開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)波形,示波器通道4所示為主電路上面開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)波形。圖6控制電路輸出的驅(qū)動(dòng)波形在主電路正常工作的情況下,用示波器記錄開關(guān)管柵源極電壓Ugs和漏源極電壓Uds,如圖7所示。通道2是Ugs,通道4是Uds。圖7主電路正常工作時(shí)Ugs和Uds的波形可以看出,Ugs呈現(xiàn)高電平,即開關(guān)管導(dǎo)通時(shí),Uds近似為零,即開關(guān)管在導(dǎo)通時(shí)壓降很小;Ugs呈現(xiàn)低電平,即開關(guān)管關(guān)斷時(shí),Uds為2倍的電源電壓,這是由電路拓?fù)錄Q定的,說明電路工作是正常的。利用示波器記錄原邊的箝位電容電壓波形圖如圖8所示。原邊箝位電容電壓始終保持與電源電壓相等。電路正常工作時(shí),輸出電壓的波形圖如圖9所示。由圖可見,輸出電壓約為15V,電壓十分平穩(wěn),毛刺很小,波形很理想,證明逆變器開關(guān)電源的實(shí)驗(yàn)是成功的。圖8原邊箝位電容電壓波形圖9輸出電壓波形5結(jié)語本文在研究推挽正激變換器的基礎(chǔ)上,對(duì)推挽正激變換器的主電路拓?fù)溥M(jìn)行了仿真,并進(jìn)一—95—低壓電器(2007№17通用低壓電器篇?應(yīng)用與測(cè)試?步設(shè)計(jì)制作了樣機(jī),測(cè)定了實(shí)際工作中電路的各點(diǎn)電壓值,證實(shí)了推挽正激變換技術(shù)可以得到非?？煽康姆€(wěn)定直流電壓輸出?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】[1]GOPINATHR,KIMS,WEBSTERM,etal.Develop2mentofaLowCostFuelCellInverterSystemwithDSPControl[J].IEEEPESC,2002(19:125621262.[2]ZHOUXunwei,YANGBo,AMORAOSOLuca,etal.NovelHigh2input2voltage,HighsientVoltage.].(1:2.[3]YAMATN,MATSUDAY,etal.HighFrequencyLindDC2ACConverterforUPSwithaNewVoltageClamper[C]//IEEEPowerElectronicsSpecialistsConference,PESC’90kewrd,1990:7492756.[4]張占松,蔡宣三.開關(guān)電源的原理與設(shè)計(jì)(修訂版[M].北京:電子工業(yè)出版社,2004.[5]陳道杰.].:上海交,2005.]..[MH,陳建業(yè).電力電子技術(shù)手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.收稿日期:2007202124(上接第25頁圖2協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)的主界面器端啟動(dòng)瀏覽批注工具AutoVue,打開接觸板的三維設(shè)計(jì)圖;審核者作為客戶器端啟動(dòng)瀏覽批注工具AutoVue,連接服務(wù)器得到模型圖;然后,審核者就可以提出自己對(duì)該設(shè)計(jì)的意見了。圖3應(yīng)用實(shí)例同時(shí),還采用數(shù)據(jù)庫技術(shù)模擬郵件系統(tǒng),在系統(tǒng)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)郵件發(fā)送等操作。通過使用系統(tǒng)的個(gè)人郵件模塊,用戶可以方便地向任何一位用戶發(fā)送郵件。圖4為郵件系統(tǒng)的實(shí)例圖。圖4郵件系統(tǒng)3結(jié)語網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的結(jié)合,代表了信息時(shí)代設(shè)計(jì)方式的發(fā)展方向,實(shí)時(shí)協(xié)同是目前該領(lǐng)域內(nèi)的研究重點(diǎn)。本文通過對(duì)協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)的研究,開發(fā)了一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng),并通過接觸板設(shè)計(jì)實(shí)例,給出了系統(tǒng)的運(yùn)行情況?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】[1]王魁生,李人厚,李宏敏,等.CSCW系統(tǒng)中實(shí)時(shí)協(xié)同設(shè)計(jì)模型的研究[J].計(jì)算機(jī)工程,2001,27(1:829.[2]田凌,陳繼忠,趙慧設(shè).網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同設(shè)計(jì)工具[J].中國(guó)機(jī)械工程,2004,15(19:177421777.[3]周祖德,盛步云.數(shù)字化協(xié)同與網(wǎng)絡(luò)交互設(shè)計(jì)[M].北京:科學(xué)出版社,2005.[4]呂振遠(yuǎn),田凌,王巧玉.實(shí)時(shí)協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)及其支持系統(tǒng)[J].高技術(shù)通訊,2005,15(8:44248.收稿日期:2006211216—06—開關(guān)電源中電流無損耗檢測(cè)技術(shù)黃志剛（1）張波（1）唐志（2）發(fā)布時(shí)間：2006-7-199:1