开关电源的选用及应用

1.开关电源的分类　　人们在开关电源技术领域是边开发相关电力电子器件，边开发开关变频技术。两者相互促进推动着。开关电源可分为AC／DC和DC／DC两大类。DC／DC变换器现已实现模块化，且设计技术及生产工艺在国内、外均已成熟和标准化并得到用户的认可；但AC／DC的模块化，因其自身的特性，使得在模块化的进程中遇到较为复杂的技术和工艺制造问题。　　1．1 DC／DC变换　　DC／DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为直流暂波。

暂波器的工作方式有两种，一是脉宽调制方式Ts不变，改变ton（通用）；二是频率调制方式，ton不变。改变Ts（易产生干扰），具体的电路有以下几类：　　（1）BUCK电路一降压暂波器，其输出平均电压Vo小于输入电压Vt，极性相同。　　（2）BUCK电路一压暂波器，其输出平均电压v0大于或小于输入电压，极性相同。　　（3）BUCK电路一压或升压暂波器，其输出平均电压Vo大于或小于输入电压v0，极性相反，电感传输。　　（4）BUCK电路一降压或升压变压器，其输出平均电压v0大于或小于输入电压U极性相反，电容传输。　　　　当今软开关技术使得DC／DC发生了质的飞跃，美国V～COR公司设计制造多种EC～软开关DO／DO变换器，其最大输出功率有300W、6OOW、800W等，相应的功率密度为6、2、10、17瓦每立方厘米，效率为200300kHz，功率密度已达到27瓦每立方厘米，采用同整流器（M0SFET代替肖特基二极管），使整个电路功率提高90 % 。　　1．2 AC／DC变换　　AC／DC变换是将交流变换为直流，其功率流向是可以双向的，功率流由电源流向，负载的称为“整流”。功率由负载返回电源的称为“有源逆变”。AC／DC变换器输入为50／60Hz的交流电，因必须经整流滤波，因此体积相对较大的滤波电容是必不可少的，同时因遇到安全标准（如UI、CCE等）及EMC指令的限制（如IEC、FCC、CSA），交流输入侧必须加EMC率波电及使用符合安全标准的元件，这样就限制AC／DC电源体积的小型化。

另外，由于开关电源内部的高频、高压、大电流开关动作，使解决EMC电磁兼容问题难度加大，也就对内部高密度安装电路设计提出了很高的要求。由于同样的原因，高电压、大电流开关使很多电源损耗增大，限制了很高的要求。由于同样的原因，高电压、大电流开关使很多电源工作损耗增大，限制了AC／DC变换器模块化的进程，因此必须采用电源系统优化方法，才能使其工作效率达到一定满意程度。　　AC／DC变换按电路的接线方式可分为半波电路和全波电路，开关电源按电源相数可分为单相、三相和多相，按电路T作象限分为一象限、二象限、三象限、四象限。

2开关电源的选用　　开关电源在输入抗干扰性能上，由于其自身电路的特点（多极串联），一般的输入干扰如浪涌电压很难通过，在输出电压稳定度这一技术指标上与线性电源相比具有较大的优势，其输出电压稳定度可达0．5～1 % 。　　2．1输出电流的选择　　因开关电源工作效率高，一般可达到80 % 以上，故在其输出电流的选择上，应准确测量或计算用电设备的最大吸收电流，以使被选用的开关电源具有高的性能价格比。　　通常输出计算公式为：

　　2．2接地　　　　开关电源比线性电源会产生更多的干扰，对共膜干绕敏感的用电设备，应采取接地和屏蔽措施。按ICEIO00、FCC等EMC限制，开关电源均采用EMC电磁兼容措施，因此开关电源一般带有EMC电磁兼容滤器。如利华技术的HA系列开关电源将其FG端子接大地或接用户机壳，方能满足上述电磁兼容的要求。　　2．3保护电路　　开关电源在设计中需具有过流过热短路等保护功能，故在设计时应首先保护功能齐备的电源模块，并且其保护电路的技术参数应与用电设备的工作特性相匹配，以避免损坏用电设备或开关电源。

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