开关电源-文献综述

1、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 ，

2、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

3、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 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

4、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

5、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 ，

6、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

7、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

8、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

9、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

10、 。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

11、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

12、 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

13、 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 200212) ) 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 andzero-current soft-switching pwm inverter14) )tokin.transforme