開關(guān)電源的發(fā)展與應(yīng)用【文獻綜述】

《開關(guān)電源的發(fā)展與應(yīng)用【文獻綜述】》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、畢業(yè)論文文獻綜述電子信息工程開關(guān)電源的發(fā)展與應(yīng)用摘要：本文介紹了開關(guān)電源(powerswitchingpower[1])的產(chǎn)生、發(fā)展及趨勢，特點和應(yīng)用領(lǐng)域。開關(guān)電源不僅具備電能轉(zhuǎn)換效率高、體積小、重量輕、控制精度高和快速性好等優(yōu)點，而且容易對應(yīng)較寬的輸入電壓范圍，在各領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：開關(guān)電源;高頻;DC-DC;1.引言開關(guān)電源主要由220V交流電壓整流及濾波電路、功率因數(shù)校正電路、DC／DC變換器三大部分組成[2]。它是在電子、通信、電氣、能源、航空航天、軍事以及家電等領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛的一種電力電子裝置。隨著ULSI芯片尺寸不

2、斷減小，電源的尺寸與微處理器相比要大得多；航天，潛艇，軍用開關(guān)電源以及用電池的便攜式電子設(shè)備(如手提計算機，移動電話等)更需要小型化，輕量化的電源。因此對開關(guān)電源提出了小型輕量要求，包括磁性元件和電容的體積重量要小。此外要求開關(guān)電源效率要更高，性能更好，可靠性更高等。[3]2.開關(guān)電源的發(fā)展開關(guān)電源的前身是線性穩(wěn)壓電源。在開關(guān)電源出現(xiàn)之前，許多控制設(shè)備的工作電源都采用線性穩(wěn)壓電源。由于計算機等電子裝置的集成度不斷增加，功能越來越強，他們的體積卻越來越小，因此迫切需要體積小、重量輕、效率高、性能好的新型電源，這就成了開關(guān)電源技術(shù)發(fā)展的強大動

3、力。[4]開關(guān)電源頻率要高．這樣動態(tài)響應(yīng)才能陜，配合高速微處理器工作是必須的；也是減小體積的重要途徑；體積要減小，變壓器電感、電容都要減小體積；效率要高，產(chǎn)生的熱能臺減少，散熱會容易，容易達到高功率密度。[5]新型電力電子器件的發(fā)展給開關(guān)電源的發(fā)展提供了物質(zhì)條件。在20世紀60年代末，巨型晶體管(GTR)的出現(xiàn)，使得采用高工作頻率的開關(guān)電源得以問世。在20世紀80年代，IGBT的出現(xiàn)讓僅適用于小功率場合的開關(guān)電源在中大功率直流電源也得以發(fā)揮。在20世紀80年代后20年為了解決電磁干擾問題，出現(xiàn)了軟開關(guān)技術(shù)開關(guān)電路。隨后在20世紀90年代，

4、為了提高開關(guān)電源的功率因數(shù)，出現(xiàn)了功率因數(shù)校正技術(shù)(PFC)。[4]3.開關(guān)電源的種類與控制方式3.1開關(guān)電源的種類開關(guān)電源可分為AC／BC和DC／DC兩大類，DC／DC變換器現(xiàn)已實現(xiàn)模塊化，且設(shè)計技術(shù)及生產(chǎn)工藝在國內(nèi)外均已成熟和標準化，并已得到用戶的認可，但AC／Dc的模塊化，因其自身的特性使得在模塊化的進程中，遇到較為復(fù)雜的技術(shù)和工藝制造問題。[6]3.2開關(guān)電源的控制方式電壓型：只對輸出電壓采樣并作為反饋信號實現(xiàn)閉環(huán)控制以穩(wěn)定輸出電壓。缺點：動態(tài)響應(yīng)速度較慢、輸出濾波器對控制環(huán)增加了兩個極點，這就需要增加一個零點補償、由于環(huán)路增益隨

5、輸入電壓而變，使得補償變得更加復(fù)雜化。電流型：是針對電壓型控制器的缺點發(fā)展起來的。它增加了電流反饋環(huán)，電感電流不再是一個獨立變量。它只有單個極點和90相位滯后．因而很容易不受約束地得到大的開環(huán)增益和完善的小信號、大信號特性。[7]優(yōu)點：動態(tài)響應(yīng)和線性調(diào)整率速度快、具有最佳的大信號特性。4.開關(guān)電源的應(yīng)用[8]4.1在AC/DC開關(guān)穩(wěn)壓電源上的應(yīng)用AC/DC電源模塊普遍采用微電子技術(shù),把小型表面安裝集成電路與微型電子元器件組裝成一體,構(gòu)成高效率AC/DC電源變換模塊。選擇此類開關(guān)電源模塊,不僅能大大簡化電源電路設(shè)計,縮短新產(chǎn)品研制周期,還能

6、實現(xiàn)最佳性能指標,提高整機儀器儀表的可靠性,減小其體積與重量,便于安裝和維護。[9]4.2在電源適配器上的應(yīng)用電源適配器是小型便攜式電子設(shè)備及電子電器的供電電源變換設(shè)備，一般由外殼、電源變壓器和整流電路組成，按其輸出類型可分為交流輸出型和直流輸出型；按連接方式可分為插墻式和桌面式。廣泛配套于電話子母機、游戲機、語言復(fù)讀機、隨身聽、筆記本計算機、蜂窩電話等設(shè)備中。4.3在DC/DC變換器上的應(yīng)用DC/DC變換器將一個固定的直流電壓變換為可變的直流電壓,這種技術(shù)被廣泛應(yīng)用于無軌電車、地鐵、列車、電動車的無級變速和控制，同時使上述控制具有加速平

7、穩(wěn)、快速響應(yīng)的性能,并同時收到節(jié)約電能的效果。用直流斬波器代替變阻器可節(jié)約20％～30％的電能。直流斬波器不僅能起到調(diào)壓的作用(開關(guān)電源),同時還能起到有效抑制電網(wǎng)側(cè)諧波電流噪聲的作用。4.4在充電器上的應(yīng)用由一個穩(wěn)定電源（主要是穩(wěn)壓電源、提供穩(wěn)定工作電壓和足夠的電流）加上必要的恒流、限壓、限時等控制電路構(gòu)成。4.5在LED驅(qū)動的應(yīng)用一種用普通開關(guān)電源專用芯片UC3843為控制電路的大功率LED驅(qū)動電路。[10]5.開關(guān)電源的前景展望能源在社會現(xiàn)代化方面起著關(guān)鍵作用。電力電子技術(shù)其靈活的功率變換方式，高性能、高功率密度、高效率，在21世紀

8、必將得到大力發(fā)展，而開關(guān)電源是電力電子技術(shù)中占有很大比重的一個重要方面。[5]它的高頻化是其發(fā)展的方向，高頻化使開關(guān)電源小型化，并使開關(guān)電源進入更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，特別是在高新技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用。推