因?yàn)?strong>賀德克HYDAC開關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù),,控制開關(guān)管開通和關(guān)斷的時(shí)間比率,維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源,,開關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制IC和MOSFET構(gòu)成,。開關(guān)電源和線性電源相比,二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長(zhǎng),,但二者增長(zhǎng)速率各異,。線性電源成本在某一輸出功率點(diǎn)上,反而高于開關(guān)電源,,這一點(diǎn)稱為成本反轉(zhuǎn)點(diǎn),。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新,,使得開關(guān)電源技術(shù)也在不斷地創(chuàng)新,,這一成本反轉(zhuǎn)點(diǎn)日益向低輸出電力端移動(dòng),這為開關(guān)電源提供了廣闊的發(fā)展空間,。
開關(guān)電源高頻化是其發(fā)展的方向,,高頻化使開關(guān)電源小型化,并使開關(guān)電源進(jìn)入更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,,特別是在新技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用,,推動(dòng)了新技術(shù)產(chǎn)品的小型化、輕便化,。另外開關(guān)電源的發(fā)展與應(yīng)用在節(jié)約能源,、節(jié)約資源及保護(hù)環(huán)境方面都具有重要的意義。開關(guān)電源中應(yīng)用的電力電子器件主要為二極管,、IGBT和MOSFET,。SCR在開關(guān)電源輸入整流電路及軟啟動(dòng)電路中有少量應(yīng)用,GTR驅(qū)動(dòng)困難,,開關(guān)頻率低,,逐漸被IGBT和MOSFET取代。
♦三個(gè)條件:
1,、開關(guān):電力電子器件工作在開關(guān)狀態(tài)而不是線性狀態(tài)
2,、高頻:電力電子器件工作在高頻而不是接近工頻的低頻
3、直流:開關(guān)電源輸出的是直流而不是交流
開關(guān)電源一般有三種工作模式:頻率,、脈沖寬度固定模式,,頻率固定、脈沖寬度可變模式,,頻率,、脈沖寬度可變模式,。前一種工作模式多用于DC/AC逆變電源,或DC/DC電壓變換,;后兩種工作模式多用于開關(guān)穩(wěn)壓電源,。另外,開關(guān)電源輸出電壓也有三種工作方式:直接輸出電壓方式,、平均值輸出電壓方式,、幅值輸出電壓方式。同樣,,前一種工作方式多用于DC/AC逆變電源,,或DC/DC電壓變換;后兩種工作方式多用于開關(guān)穩(wěn)壓電源,。
根據(jù)開關(guān)器件在電路中連接的方式,,比較廣泛使用的開關(guān)電源,大體上可分為:串聯(lián)式開關(guān)電源,、并聯(lián)式開關(guān)電源,、變壓器式開關(guān)電源等三大類。其中,,變壓器式開關(guān)電源(后面簡(jiǎn)稱變壓器開關(guān)電源)還可以進(jìn)一步分成:推挽式,、半橋式、全橋式等多種,;根據(jù)變壓器的激勵(lì)和輸出電壓的相位,,又可以分成:正激式、反激式,、單激式和雙激式等多種,;如果從用途上來(lái)分,還可以分成更多種類,。[1]
♦開關(guān)電源的分類:
人們?cè)陂_關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域是邊開發(fā)相關(guān)電力電子器件,,邊開發(fā)開關(guān)變頻技術(shù),兩者相互促進(jìn)推動(dòng)著開關(guān)電源每年以超過(guò)兩位數(shù)字的增長(zhǎng)率向著輕,、小,、薄、低噪聲,、高可靠,、抗干擾的方向發(fā)展。開關(guān)電源可分為AC/DC和DC/DC兩大類,,DC/DC變換器現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)模塊化,,且設(shè)計(jì)技術(shù)及生產(chǎn)工藝在國(guó)內(nèi)外均已成熟和標(biāo)準(zhǔn)化,并已得到用戶的認(rèn)可,,但AC/DC的模塊化,,因其自身的特性使得在模塊化的進(jìn)程中,,遇到較為復(fù)雜的技術(shù)和工藝制造問(wèn)題。以下分別對(duì)兩類開關(guān)電源的結(jié)構(gòu)和特性作以闡述,。
♦接地
開關(guān)電源比線性電源會(huì)產(chǎn)生更多的干擾,,對(duì)共模干擾敏感的用電設(shè)備,應(yīng)采取接地和屏蔽措施,,按ICE1000,、EN61000、FCC等EMC限制,,開關(guān)電源均采取EMC電磁兼容措施,,因此開關(guān)電源一般應(yīng)帶有EMC電磁兼容濾波器。如利德華福技術(shù)的HA系列開關(guān)電源,,將其FG端子接大地或接用戶機(jī)殼,,方能滿足上述電磁兼容的要求。
♦保護(hù)電路
開關(guān)電源在設(shè)計(jì)中必須具有過(guò)流,、過(guò)熱,、短路等保護(hù)功能,故在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保護(hù)功能齊備的開關(guān)電源模塊,,并且其保護(hù)電路的技術(shù)參數(shù)應(yīng)與用電設(shè)備的工作特性相匹配,,以避免損壞用電設(shè)備或開關(guān)電源,。
發(fā)展動(dòng)向
開關(guān)電源的發(fā)展方向是高頻,、高可靠、低耗,、低噪聲,、抗干擾和模塊化。由于開關(guān)電源輕,、小,、薄的關(guān)鍵技術(shù)是高頻化,因此國(guó)外各大開關(guān)電源制造商都致力于同步開發(fā)新型高智能化的元器件,,特別是改善二次整流器件的損耗,,并在功率鐵氧體(Mn?Zn)材料上加大科技創(chuàng)新,以提高在高頻率和較大磁通密度(Bs)下獲得高的磁性能,,而電容器的小型化也是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),。SMT技術(shù)的應(yīng)用使得開關(guān)電源取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展,在電路板兩面布置元器件,,以確保開關(guān)電源的輕,、小、薄,。
開關(guān)電源的高頻化就必然對(duì)傳統(tǒng)的PWM開關(guān)技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新,,實(shí)現(xiàn)ZVS,、ZCS的軟開關(guān)技術(shù)已成為開關(guān)電源的主流技術(shù),并大幅提高了開關(guān)電源的工作效率,。對(duì)于高可靠性指標(biāo),,美國(guó)的開關(guān)電源生產(chǎn)商通過(guò)降低運(yùn)行電流,降低結(jié)溫等措施以減少器件的應(yīng)力,,使得產(chǎn)品的可靠性大大提高,。
模塊化是開關(guān)電源發(fā)展的總體趨勢(shì),可以采用模塊化電源組成分布式電源系統(tǒng),,可以設(shè)計(jì)成N+1冗余電源系統(tǒng),,并實(shí)現(xiàn)并聯(lián)方式的容量擴(kuò)展。針對(duì)開關(guān)電源運(yùn)行噪聲大這一缺點(diǎn),,若單獨(dú)追求高頻化其噪聲也必將隨著增大,,而采用部分諧振轉(zhuǎn)換電路技術(shù),在理論上即可實(shí)現(xiàn)高頻化又可降低噪聲,,但部分諧振轉(zhuǎn)換技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用仍存在著技術(shù)問(wèn)題,,故仍需在這一領(lǐng)域開展大量的工作,以使得該項(xiàng)技術(shù)得以實(shí)用化,。
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