開關電源外文文獻

開關電源與電子技術的飛速發(fā)展,電子系統(tǒng)的應用領域越來越廣泛,電子設備,有越來越多的人工作以電子設備、生活越來越密切的關系。任何電子設備都離不開可靠供電電源的需求,他們也越來越高。電子設備的小型化、低成本的光的力量又瘦,小而高效的為發(fā)展方向。傳統(tǒng)的晶體管穩(wěn)壓電源是系列調(diào)整連續(xù)控制線性穩(wěn)壓電源。這種傳統(tǒng)的穩(wěn)壓電源的技術更加成熟,已經(jīng)有大量的綜合線性穩(wěn)壓電源模塊,有穩(wěn)定的性能好、輸出電壓波動小、運行可靠等。但通常需要體積大且沉重的工頻變壓器和體積和重量是大的過濾器。在1950年代,美國國家航空和宇宙航行局的小型化、輕重量為目標,為火箭攜帶開關電源的發(fā)展。在近半個世紀的發(fā)展過程中,開關電源因其體積小、重量輕、效率高,適用范圍廣,電壓的優(yōu)點在電子、控制、計算機等許多領域的電子設備已得到廣泛應用。在1980年代,計算機是由所有開關電源的,第一個完整的計算機發(fā)電。整個1990年代,開關電源在電子、電器、家用電器領域得到廣泛、開關電源技術進入快速發(fā)展。此外,大規(guī)模集成電路技術,和快速發(fā)展,開關電源有了質(zhì)的飛躍,提高了高頻大功率產(chǎn)品的、小型化、模塊化的潮流。電源開關管、PWM控制器和高頻變壓器是不可或缺的組成部分，開關電源。傳統(tǒng)的開關電源的一般均采用高頻大功率開關管的劃分及各銷，如利用PWM（脈寬調(diào)制）集成控制器UC3842+MOSFET是國內(nèi)小功率開關電源的設計方法更流行。自1970年代以來,出現(xiàn)在許多功能完全集成控制電路、開關電源電路越來越簡化,工作頻率的不斷提高,提高效率,為電力小型化提供更為廣闊的發(fā)展前景。三結束離線脈沖寬度調(diào)制單片機頂部（三個交換線）將終端時，電源開關MOSFETPWM控制器包在一起，已經(jīng)成為國際關系的主流，開關電源IC發(fā)展。采用集成電路設計上的開關電源開關可使電路簡單、體積進一步縮小,成本也明顯降低單片開關電源有單片集成,最簡外圍電路,最好的性能指標、沒有工作頻率變壓器能構成一個重要的優(yōu)勢開關電源等PI（以）。美國公司在電力在1990年代中期,首次推出新高頻開關電源芯片,被稱為“上開關電源”的宗旨,以低成本、電路簡單、效率較高。第一代產(chǎn)品于1994年代表TOP100/200系列,第二代產(chǎn)品是IITOPSwitch-1997年問世。以上產(chǎn)品一旦出現(xiàn)較強的生命力和他大大簡化了設計的150W以下開關電源和新產(chǎn)品的開發(fā)為新工作，也、高效、低成本開關電源和普及推廣創(chuàng)造了良好條件，可廣泛用于儀表、筆記本電腦、移動電話、電視、VCD、DVD、攝錄像機、手機電池充電器、功率放大器等領域,并形成各自不同小型化、密度、價格可以跟線性穩(wěn)壓電源AC/DC電源變換模塊。開關電源的綜合了今后的發(fā)展方向將是主要趨勢,功率密度將越來越大,對工藝的要求將越來越高。在半導體器件和磁性材料,沒有新的突破性的技術進步主要之前可能很難達到、技術創(chuàng)新的重點將是如何提高工作效率和集中在減肥。因此,工藝水平將會在這個位置的電源生產(chǎn)更高。此外，應用數(shù)字控制電路是未來的方向發(fā)展的一個開關電源。在DSP這種信任在速度和抗干擾技術的不斷提高。至于先進控制方法,目前個人覺得沒見過的實用性方法顯得尤為強烈,也許是流行的數(shù)字控制,會有一些新的控制理論引入開關電源。（1）技術:用高頻開關頻率增加、開關變換器體積也減少,功率密度也大幅提升,動態(tài)響應得到改善。小功率直流-直流轉換器開關頻率將上升到兆赫。但是當開關頻率的不斷提高,開關元件、被動元件損失增加、高頻寄生參數(shù)和高頻電磁干擾（EMI）等新問題也會造成。軟開關技術:為了提高效率的各種軟開關變換器,變換技術的應用而生,軟交換技術的代表是被動與主動的軟開關技術主要包括零電壓開關/零電流開關(零電壓(ZCS)共振、準諧振，零電壓零電流脈沖寬度調(diào)制技術(零電壓/ZCS-PWM)和零電壓零電流轉換過渡脈寬調(diào)制(PWM)/ZCTZVT-技術等。通過軟開關技術可有效降低開關損耗和開關應力、幫助轉換器轉化效率。功率因數(shù)校正(PFC)技術。目前主要分為PFC技術被動與主動PFC技術利用PFC技術兩大類,PFC技術可以改善AC-DC轉換器件的輸入功率因數(shù),降低電網(wǎng)諧波污染。模塊化技術。需要模塊化技術可滿足分布式電源系統(tǒng)的發(fā)展,提高系統(tǒng)的可靠性。低的輸出電壓的技術。的不斷發(fā)展,半導體制造技術、微處理器和便攜式電子設備工作越來越低,這需要未來直流-直流轉換器可以提供低輸出電壓適應微處理器和供電要求的便攜式電子設備。開關電源技術隨著近些年的發(fā)展已日趨成熟，但是研制大功率、高性能的開關電源仍是人們不斷努力和追求的目標。軟開關PWM技術和并聯(lián)均流都是當前電力電子技術發(fā)展的重點，二者結合可以很好的滿足大功率電源在性能、重量、體積、效率和可靠性等方面的要求。論文采用移相全橋ZVSPWMDC/DC變換電路研制了大功率開關電源，并設計出多個電源模塊并聯(lián)運行時的均流電路。論文重點分析了相關工作原理，設計了電路參數(shù)，并研制成功了樣機進行驗證。文中研究了移相全橋零電壓PWMDC/DC變換器的工作原理，使用移相控制芯片UC3875設計了移相控制電路。探討了實現(xiàn)滯后臂軟開關的方法和占空比丟失現(xiàn)象，采用串聯(lián)諧振電感來實現(xiàn)滯后臂的軟開關。有效降低了開關損耗，提高了系統(tǒng)的效率。論文中還設計了一種新型的IGBT驅動電路，它具有開關頻率高、驅動功率大、結構簡單且具有負壓關斷的特點。文中介紹了電源并聯(lián)運行的各種均流技術，對單模塊DC/DC電源和多模塊電源并聯(lián)運行進行了小信號分析。采用均流控制芯片UC3907設計了電源的均流控制電路，使模塊單元具有可并聯(lián)功能，可以實現(xiàn)多電源模塊并聯(lián)組成更大功率的電源系統(tǒng)。最后給出了原理樣機的試驗結果和兩臺電源并聯(lián)運行的效果。新時代對電源的三大基本要求是：高可靠性、高效率、低電磁干擾。近幾年來，我國開關電源技術已經(jīng)有了長足的進展，采用了有效的均流技術和軟開關技術，理論、研究、生產(chǎn)、應用等已經(jīng)有相當?shù)某晒鸵?guī)模。中國的電源市場特點經(jīng)過20多年的對外開放和經(jīng)濟的快速發(fā)展，具有巨大的發(fā)展?jié)摿涂臻g，世界各發(fā)達國家都在關注中國電源市場的發(fā)展。企業(yè)必須堅持高起點、高標準，高質(zhì)量、和國際接軌，這將促進電源市場的規(guī)范化，今后的市場競爭將是質(zhì)量的競爭，技術的競爭，人才的競爭。本課題研制的高頻開關電源主要用于電鍍(型號：NDF)、充電(型號：NCF)、電化學(型號：NHF)和勵磁(型號：NLF)。NDF系列高頻開關電源是專為滿足電鍍工藝要求而精心設計制作的，特別適合用作電鍍及印刷電路板電鍍生產(chǎn)線的整流電源。NHF系列高頻開關電源是專為滿足電解工藝及高純水處理(EDI配套電源)工藝要求而精心設計制作的，特別適合用作電解及EDI除鹽配套整流電源。全文共分為六章：第一章主要介紹開關電源的發(fā)展過程及現(xiàn)狀，闡述了本課題的研究目的、研究意義和研究內(nèi)容。第二章主要介紹軟開關技術，對軟開關Buck電路PWM變換器和移相控制全橋(Full—Bridge，F(xiàn)B)PWM變換器工作過程做了詳細介紹。第三章討論了電磁兼容重要性，對抗干擾做了詳細介紹，并從硬件和軟件兩方面提出相應抑制干擾措施。第四章主要分析了本課題硬件部分，對開關電源主電路及保護電路做了介紹，并對RS485工作電路做了詳細說明。第五章主要分析了本課題軟件部分，對單臺電源模塊軟件以及監(jiān)控系統(tǒng)軟件做了詳盡說明，并闡述了幾個器件的驅動程序。第六章對系統(tǒng)的設計進行了總結，指出了系統(tǒng)設計不完善的地方，并對下步工作提了幾個建議。人們在開關電源技術領域是邊開發(fā)相關電力電子器件,邊變頻技術,發(fā)展相互促進推動之間切換開關電源有超過兩年的增長向光、數(shù)字又小又瘦的、噪音低、可靠性高、抗干擾的方向。開關電源。供應可分為AC/DC、DC/DC兩大類，也有AC/DC/AC交流變頻器直流/直流轉換器是現(xiàn)在實現(xiàn)模塊化設計技術及生產(chǎn)工藝在國內(nèi)外的成熟與規(guī)范化、有用戶認可但AC/DC模塊，因為自身的特性做的過程中模塊化,遇到更復雜的技術和工藝制造問題。以下兩種類型分別對開關電源的結構與性能。開關電源的發(fā)展方向是高頻率、高可靠性、低能耗、低噪音、抗干擾能力和模塊。因為光開關電源,又小又瘦的關鍵技術進行改變,所以高國外各大廠家開關電源致力于開發(fā)新的高智能化同步整流器,特別是改善二次設備的裝置，以及鋅鐵氧體的功率損耗（Mn）的材料嗎?通過增加科技創(chuàng)新,提高高頻和較大的磁通密度（Bs）可以獲得高額的小型化磁場下，電容器是一項關鍵技術。SMT技術的應用使開關電源取得了長足的進展，雙方在電路。委員會,以確保裝修元件開關電源的光,又小又瘦的。高頻開關電源的開關技術的傳統(tǒng)PWM（脈寬調(diào)制）必須創(chuàng)新，實現(xiàn)零電壓ZCS，軟開關技術已成為國際關系的主流開關電源技術，能夠大大提高開關電源的效率。為高可靠性指標,美國的開關電源生產(chǎn)者,減少工作電流等措施來降低結溫設備,為了減少壓力使產(chǎn)品的可靠性大大提高。模塊化是發(fā)展的總體趨勢,可以使開關電源模塊的功率器件分布式電源系統(tǒng),可以設計成N+1冗余系統(tǒng),實現(xiàn)增容平行。根據(jù)開關電源運行噪聲大這一缺點,假如把追求高頻噪音會增加它的局部共振轉換電路技術、高頻率在理論上是可以實現(xiàn)的,可以降低噪音,但是部分實際應用共振轉換技術還有一個技術問題,所以在這個地區(qū)還需要進行大量的工作,以使該技術實用化。電力電子技術的不斷創(chuàng)新,開關電源行業(yè)具有廣闊的發(fā)展前景。加快發(fā)展的開關電源行業(yè)在中國的發(fā)展,我們必須走路速度的技術創(chuàng)新之路,結合中國特色的共同發(fā)展道路,因為我國民經(jīng)濟的高速發(fā)展做出貢獻?；驹砗徒M件的功能根據(jù)開關電源的控制原理來分類,我們有以下三種工作模式:1） 脈沖寬度調(diào)整式，簡稱調(diào)制PulseWidth脈沖寬度調(diào)制（PWM）的類型、詞的縮寫。其主要特點是固定開關頻率、脈沖寬度調(diào)節(jié)，通過改變電壓390v,實現(xiàn)的目的。其核心是脈沖寬度調(diào)制器。開關周期固定設計濾波電路,提供了方便。然而,其缺點是受到限制開關電源傳導時間最少的輸出電壓不能廣泛調(diào)節(jié);此外,輸出將假負載通常（也稱為預負荷）,以防止拖動當輸出電壓升高。目前，大部分的集成開關電源采用PWM方式。2） 脈沖頻率調(diào)制方式脈沖頻率調(diào)制（，即PulseFrequency調(diào)制,縮寫為烤瓷）類型。其特點是將通過改變脈沖寬度固定開關頻率來調(diào)節(jié)電壓390v,實現(xiàn)的目的。其核心是脈沖頻率調(diào)制器。電路設計使用固定脈寬發(fā)電機取代脈寬調(diào)制器和使用鋸齒波發(fā)生器電壓?變頻器（例如壓控振蕩器頻率壓控振蕩器的變化）。在電壓穩(wěn)定性的原則是:當正和輸出電壓的升高,輸出信號控制器脈沖寬度不變,而周期較長,使正和390v減小,減小。PFM類型的開關電源輸出電壓的范圍很廣,輸出端不滿足假負載。PWM方式和途徑調(diào)制波形烤瓷分別載于本許可證圖1（a）,（b）顯示、tp說脈沖寬度（即功率開關管傳導時間噸）,T代表周期。它可以容易看出兩者的區(qū)別。但是他們有一些共同點：（1）所有使用時間比控制（曾經(jīng)）的穩(wěn)壓原理、是否變tp、最后調(diào)整或T脈沖390v。即使采取了不同的方式,但控制目標,是殊途同歸。（2）當負荷，重量輕,或輸入電壓，分別通過增加高改變脈沖寬度、更高頻率的方法,使輸出電壓保持穩(wěn)定。3）混合調(diào)制方式,是指脈沖寬度、開關頻率不固定,彼此可以改變,它屬于方式和烤瓷的混合模式PWM（脈寬調(diào)制）。它包含了脈寬調(diào)制器和脈沖頻率調(diào)制器。因為和T均可單獨調(diào)節(jié)，所以占空比的調(diào)整范圍最為廣泛,適合制作輸出電壓的實驗室使用廣泛的可調(diào)整開關電源。以上三個工作統(tǒng)稱為“時間比控制”（作為一種控制,從編織的方法。值得注意的是,脈寬調(diào)制器或作為一個獨立的IC使用（例如UC3842型脈寬調(diào)制器），也可以是綜合在DC/DC變換器（例如LM2576式開關穩(wěn)壓器集成電路）,還可以集成在AC/DC變換器（例如TOP250型單片機開關電源。其中，開關穩(wěn)壓器屬于直流/直流功率轉換器，開關電源一般用于AC/DC電源轉換器。開關電源的典型結構如圖2所示,其工作原理是:第一效用成粉末整流器和直流滲入,然后通過開關電路、高頻開關高頻變壓器低壓脈沖,再經(jīng)過精餾和濾波電路,最后輸出低壓直流電源。與此同時,在部分有一個電路的輸出反饋控制電路,通過控制PWM占空比實現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定。開關電源的這四個要素:1） 主電路:交換網(wǎng)絡輸入,從主電路直流輸出。主要包括輸入濾波器,整流器和過濾、逆變器、和輸出整流和過濾。（1） 輸入過濾器:其效果是電網(wǎng)現(xiàn)有的雜波濾波,也阻礙了雜波反饋機生產(chǎn)公共電網(wǎng)。（2） 整流器和過濾器:電網(wǎng)直接交流電源,為順利直流整流,下一階段轉變。（3） 逆變器:一種高頻交流直流整流后,這是最核心的高頻開關電源、更高的頻率、體積、重量比的功率輸出和小。（4） 輸出整流器和過濾器:根據(jù)負載的需求,提供穩(wěn)定可靠的直流電源。2） 控制電路:一方面,從輸出抽樣方法設置標準進行比較,然后控制逆變器,改變它的頻率和脈沖寬度,達到輸出穩(wěn)定,另一方面,根據(jù)所提供的數(shù)據(jù)測試電路、保護電路差,提供控制電路,機器的各種保護措施。包括輸出反饋電路、采樣電路、脈沖寬度調(diào)制器。3） 檢測和保護電路:檢測電路有電流檢測,過壓欠壓檢測、欠電壓檢測、過熱檢測等;保護電路可分