开关电源应用发展状况的研究

1、开关电源应用发展状况的研究摘要：开关电源产品现在非常流行，人们在使用各种各类的开关电源的同时也开始逐渐 重视开关电源的谐波干扰问题。开关电源可以说是无处不在,不管是航空航天、工业、民用 还是农业。对开关电源的要求也是不尽相同,既要满足不同层次和类型的电压输出,也必须 满足电流功率的范围要求。本文对开关电源的状况、成果和存在问题进行硏究。 关键词：开关电源发展状况；最新研究成果;存在的问题中图分类号:TM462文献标识码：A文章编号：1671-7597 ( 2013 ) 052-010-011发展状况开关电源本质上是电压转换器,主要的任勢是电压的变换，现在的应用是相当的广泛。利用 开关管工作在&

2、quot;接通"和"关断"两种状态，因此俗称开关电源。它与传统变压设备相比具 有诸多优点,比如说稳定性得到大幅度提升、转换效率很高、体积小便于集成化等等，但是 开关的电源的功率现在仍然是一个瓶颈。开关电源的发展方向频率越来越高，频率高了之后 使开关电源体积变小，开关电源也随之有更加广泛的应用领域。开关电源就是利用电子器件 晶体管、GTR和IGCT管等等，通过脉克调制技术，使开关管不停地"开"和"关"，晶体 管、GTR和IGCT管对波形进行脉冲调制，来实现直交、直直等电压变换。但是与传统的线 性电源不同的是，线性电源管子工作在

3、线性区；开关电源是通过脉;中盍度调制让功率管只工 作在开和关两种状态下，在导通和关断两种状态中,功率管上产生的损耗极小,因此便于集 成化和高频化。开关电源现在是开发器件的同时研究开关控制技术使开关电源在近年来得到迅猛的发展。开 关电源以交流变直流W直流变直流两大类，也有交交和直交如逆变器等。直流变换器已经实 现标准俗序列化，交流变直流的变换器,由于具线路元件较难以集成化和序列化，现在还 处于瓶颈阶段。2最新成果2.1非隔离直流变换器非隔离式直流变换器发展迅速。现在的设备对电源的要求很高，对不同负载能输出各种电流 和电压等级。交流直流变换器显然不能符合这个要求的。现在逐渐开发岀了非隔离的直流变

4、换器，一种要求开关元件在其内部，成为直流转换器。另一种开关元件采用外接,称直流控 制器。在非隔离的直流变换技术中，美国德州仪器公司的直流变换器转换效率相当高约有百 分之三的误差。2.2开关电源数字化成为其主流方向现在在电力电子技术的各个应用领域当中，只剩下开关电源技术没有数字化。经过不懈努力 数字电源技术前沿的公司有美国德州仪器公司和美国微芯半导体公司。他们将数字信号处理 方面的优势,带人了开关电源领域。具中功率因数校正和脉冲竞度调制部分完全为数字控制。 美国德州仪器公司对硬件部分和软件部分同时进行检测和处理。2.3同步整流技术同步整流是采用通态电阻极彳氐的专用金氧半场效晶体管,用来替代整流硅

5、二极管以降氐损耗 的一种新技术。它能大大提高直流变换器的效率并且。专用金氧一半场效晶体管,它在导通 时的电压和电流成比例关系。采用专用金氧一半场效晶体管做整流器时,电源电压初相和频 率保持一致，这个就是同步整流名字的由来。同步整流技术自本世纪初出现以来，得到了飞速的发展。工程师最喜欢采用智能控制技术的 同步整流来做开关电源。现在的工程师都在努力实现零电压开通和零电流开通方式。美国银 河公司拥有这方面的技术专利其转换误差率在7%以内。3开关电源存在的问题电力电子整流滤波电路对电网的电流污染十分严重，电机启动时产生很大的启动电流，导致 功率因数很低。各种整流电路,尤其是大容呈整流设备的应用,使电网

6、输入电压波形发生畸 变，形成非正弦电流，对电压和电流波形进行傅式变换,不难看出除了基波分呈之外，还有 各种高次谐波分星。尤其是三次谐波和五次谐波，这些高次谐波对电网中运行的其他设备造 成电力公害。使系统功率因数下降，无功功率增加，给电网造成沉重的负担，造成巨大的浪 费并影响供电质星。问题主要有以下几方面。1 "對氐电网的可靠性。电能的生产、运输和利用效率大大降低，使电网的电压波形不再是 标准正弦波。2 ）电网电压和电流超过额走值。对于电力系统中的储能元件L和C。供电系统与祸尝电感 电容构成谐振回路，可在某处产生谐扳，使设备无法正常工作，电能质臺下降。3）在系统中工作的各种仪器仪表会随之产生测星误差。因为我们的仪器仪表都是工作在工 频状态下的,在测呈正弦50Hz时能使其工作在合理状态下，但是这些仪表用于测星非正弦 电压和电流时，系统误差很大,轻则影响其测星结果,重则使仪器仪表无法正常工作造成损 坏。4）随着电力系统的谐波逐渐增大还会引起各种电气设备和电源保护装置失灵，供电电缆和 器件的损坏。开关电源产品现在非常流行，开关电源可以