开关电源-文献综述.doc

精品文档开关电源 -文献综述 引言 在计算机，电子仪表和通讯系统中应用极为广泛的开关电源，在近半个世纪的发展过程中，因具有轻小，高效等优点而逐渐取代传统技术制造的连续工作电源，成为电子电源中的主流产品。人们在开关电源的技术领域里，一边开发相关电子技术，一边开发新型功率材料和元器件，两者相互促进推动着开关电源向轻小薄低噪声高可靠抗干扰方向发展，每年超过两位数的增长率。开关电源分为AC/DC和DC/AC两大类。主要应用于计算机，通讯办公室，控制设备，电子仪器等投资类产品及电视机，摄像机，VCD，电子游戏机等消费类产品。目前全球开关电源制造商约500家。据国外专家预计，世界开关电源的销量额将由1992年的84亿美元猛增至1999年得166亿美元，刺激开关电源市场进一步扩大并将继续推动开关电源技术进步的主要用户是计算机及外围设备，另外，快速发展的通讯及消费市场也正逐渐引起开关电源制造商的关注。因此，研究开关电源是非常有必要的，对于我们以后的发展是很有帮助的。因此，本文将围绕开关电源的高效性，可靠性，模块化，稳定性，低噪声，抗电磁干扰及应用等方面展开详细论述，论述是将借鉴近年来大量的文献，以此增加说服力。正文 开关电源的功率和效率问题 为了使开关电源轻，小，薄，高频化（开关电源频率达兆赫级）是必然发展趋势。而高频化有必然使传统的PWM开关功耗加大，效率降低，噪声也提高了，达不到高频，高效的预期效益，因此实现零电压导通，零电流关断软开关技术成为开关电源的主流。采用软开关技术可使效率达到85%88%。 开关电源是电源的发展方向，但是开关电源功率因数很低，它的输入电流波形严重畸变，所含谐波对电网有干扰，股提高功率因数，抑制谐波，减小对电网的干扰是重要的课题。通常抑制谐波，改善功率因数的三种常用方法是串联谐振滤波器，并联谐振滤波器，升压式变换器。其中有源式升压式变换器是提高功率因数的最好的方法。 高可靠性 开关电源比连续工作电源使用的元器件多数十倍，因此降低了可靠性。从寿命角度出发，电解电容器，光耦合器及排风扇等的寿命决定着电源的寿命。追求寿命的延长要从设计方面着手，而不是依赖于用方。大部分通过降低结温，减少器件的电应力，降低运行电流等措施使其DC/DC开关电源系列产品的可靠性大大提高，产品平均无故障工作时间高达1000000h以上。稳定性 开关电源设计重点有两点：一是磁路设计，二是稳定性设计，重点解决的是输出电压的品质问题。稳定型设计的好坏直接决定开关电源启动特性，输入电压越变响应特性，负载跃变响应特性，高低温稳定性，生产和调试难易度。解决控制环路稳定性的方法有一，分析法，在总体分析时，要求所有的参数要精确地等于规定值是不可能的，尤其是电感值，在整个电流变化范围内，电感值不可能保持常数。二，经验法 这种方法是控制环路采用具有低频主导极点的过补偿控制放大器组成闭路来获得初始稳定性。然后采用瞬时脉冲负载方法来补偿网络进行动态优化，这种方法快而有效。抗电磁干扰能力 开关电源产生的对外干扰，如电源线谐波电流，电源线传导干扰等，可以用减小抗干扰源方法解决。开关电源的电磁干扰抑制措施主要有：（1）屏蔽技术，利用屏蔽技术来阻挡或减小电磁能量传输的一种重要技术，在开关电源中，可发出电磁波的原件是指变压器，电感器，功率器件等，通常在其周围用铜板或铁板作为屏蔽等。（2）EMI滤波，在抑制开关电源传导干扰方面，具有明显效果由于电源线中同时存在共模干扰和差模干扰，所以滤波器有共模和差模滤波电路综合构成。(3)接地技术，为电路或系统提供一个零电位参考点，接地有三种基本类型：安全接地，工作接地，屏蔽接地。安全接地是以安全为目的的保护地线，常与金属机壳机架连接。工作接地是指为设备中各个电路提供稳定的零点电位。为了抑制干扰，电缆，变压器等屏蔽需要接地，相应的称为屏蔽地线。开关电源的应用 一 电视用高压开关电源设计 一种用于数字彩电的小功率高压开关电源的基本工作原理，该开关电源采用了高压发生电路与行扫描相分离的独立结构。独立振荡器产生的开关信号提供给开关管，推动高压变压输出CRT管所需要的阳极高压，并通过对阳极高压取样，控制振荡信号频率，以达到稳定高压的目的，彻底解决了大屏幕显像管所需的阳极高压及其稳定性问题。这种设计在阳极高压为30KV，输出电流在2.5mA时，阳极电压跌落在0.3KV以下，该开关电源具有体积小，输出高压稳定的特点，特别适用于CRT管数字彩电显像管阳极所需高压或高压稳定性要求较高的设备。二 利用开关电源解决侧色色差计的稳定性问题 国产测量仪器长期以来一直存在着稳定性与可靠性差的问题。传统的解决方法是采用串联型稳压电源但其效率低，存在着体积大且笨重的工频变压器，发热多散热慢。开关稳压电路主要有开关调整管，储能变压器，稳压控制电路，激励脉冲产生电路组成，它直接丈220V/50Hz交流电整流成约300V的直流电压，然后进行直流直流变换，丈300V直流电压变换成各种所需值得直流输出电压。根据测色色差计的要求，选择自激式开关稳压电源，即RCC式变换电路。这种电路适合50W以下输出容量的电源，而采用自激式，无需振荡电路，元件少结构简单。在开关电源的工作下，解决了长期以来测色色差计在的难题，使其成为了一个实用，可靠且较为先进的测色计量仪器。文献综述结论 开关电源的未来发展特别光明，开关电源正接近成为理想电源，现在新格式的数码音源和数字放大器发展很快，必将成为未来的主流。而数字功放的核心就是开关放大电路，自然而然就只有开关电源能与之门当户对了。从特征和潜力来看门开关电源是有可能成为我们心目中的理想电源的。它具有高能，高效，低失真，低内阻，高精度，高稳定度，等优点，必将成为未来电源的流。参考文献（1） 周以琳，战智涛，江海波，郭彬，青岛科技大学，自动化与电子工程学院防火卷帘门瞬间大功率交流备用电源设计（2） 王其岗，荣焱，航天科技集团五院五一O所，甘肃兰州开关电源稳定性计（3） 胡威捷，北京理工大学颜色科学与工程国家专业实验室，北京利用开关电源解决测色色差计的稳定性问题（4） 冯建卿，苏州大学，电子信息学院，江苏，苏州开关电源的电磁干扰抑制探讨（5） 严志豪，王祥斌，陕西康佳电子有限公司，陕西，咸阳数字电视用高压开关电源设计（6） 史立生，尹成群，华北电力学院电子系，保定开关电源功率因数校正分析（7） 郑英兰，李兵，沈阳职业技术学院电气工程系，辽宁沈阳低电压大电流开关电源的设计（8） 钮大安 ，西南自动化研究所 绵羊 CRT彩色显示器开关电源电路分析与维修（二）（9） 王晓秋，北京电力电子研究开发中心，提高开关电源功率因数的方法（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 外文会议 2002 （12） 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 and zero-current soft-switching PWM Inverter （14） TOKIN.Transformers/choke Coi1s.Cat.No.CD-54IE,April,5,1999,printed in