【正文】 畢業(yè)設計 (論文 )外文資料翻譯 學院 (系 )： 專 業(yè)： 姓 名： 學 號： 外文出處： Switching Power Supply Design , Third Edition. McGrawHill. 附 件： ； 。 指導教師評語： 本文譯者就 開關模式中功率半導體的應用 一文進行了翻譯。從譯文看，文章翻譯語句通順，語言表達清楚，較好反映原文內容，符合本次畢業(yè)設計外文翻譯要求。 簽名： 年 月 日 注： 請將 該封面與附件裝訂成冊。 (用外文寫 ) 附件 1：外文資料翻譯譯文 開關模式中功率半導體的應用 電能通常不會用在其生產或分布的形式。幾乎所有的電子系統(tǒng)需要某種形式的能量轉換。通過電路把電能從一個特定源轉移到一個特定負載所用的設備稱作為電源。 電源裝置 (PSU)的典型應用是將交流電轉換成電子設備所需直流電。如今在電源裝置，能量流通過不間斷高頻半導體開關來控制。這種裝置被稱為開關電源。與線性電源相比，他們能提供更大的效率，因為開關可以低損耗地控制能量：當開關關閉時，它會阻止電壓和電流的流動，在兩種狀態(tài)中均比較低。同時，開關 電源的尺寸較小，重量較輕，從而減少了無源元件的尺寸，降低了熱量的產生。小型化傾向的行業(yè)，隨著半導體技術的發(fā)展進步，同時各種能量效率的控制使得“開關” 得到了全方位的應用，在壓力 狀態(tài) 響應中占主導地位。大部分的切換開關早就了今天包括 PFC 前端末端在內的交流輸入的應用。 電源供應器出現(xiàn)在 70 年代中期。我們把這些定義為開關模式產品。開關電源的設計采用了安森美半導體元件，因此直接的稱之為開關電源或 SMPS。 一情況下，開關電源根據(jù)輸入和輸出波形可分為四種類型： 交流輸入，直流輸出：整流器，離線轉換器輸入級 直流輸入，直流輸出：電壓轉換器，或電流轉換器，或直流到直流轉換器 交流輸入，交流輸出：變頻器，交交變頻，變壓器 直流輸入，交流輸出：逆變器 多年來，電源設計的世界見證了從線性電源的應用逐步走向更實用的開關模式電源 (SMPS)的發(fā)展過程。線性電源包含一個電源變壓器和耗散系列穩(wěn)壓器。這意味著供應器有著非常大且沉重的 50/60 赫茲變壓器，同時，能量轉換效率非常的低，兩者都是嚴重的缺陷。 30％的典型效率是線性的標準關系。相比較 70％至 80％的效率，目前可使用開關電源設計。 此外，通過采用高開關頻率，電力變 壓器的大小和開關電源中相關的濾波組件大大減少了比較線性。例如，一個開關電源在 20 kHz 的條件下工作，所產生的元件尺寸減少了 4 倍，使得增加了約 8 倍，在 100 千赫或者以上。這意味著開關電源的設計可以產生非常緊湊和輕重量的供應。這是現(xiàn)在大部分電子系統(tǒng)的基本要求。供應必須插入到電子系統(tǒng)設計師為它留下的不斷縮小的空間。 轉換器 的核心是高頻逆變器部分，高頻逆變器的輸入電源在極高的頻率下切換(使用現(xiàn)有技術 20 to 200kHz)，然后過濾，產生平滑的直流輸出?？梢詻Q定如何轉移能量的電路結構被稱為開關電源拓撲結構，這 是設計過程中極其重要的組成部分。拓撲的組成包括一個變壓器，電感，電容和功率半導體元件。 規(guī)律的輸出提供了一個穩(wěn)定的在控制 /反饋塊進行的直流電源。一般而言，大多數(shù)開關電源系統(tǒng)運行在固定頻率的脈沖寬度調制的基礎上，電源開關驅動器的時間范圍在一個循環(huán)周期的基礎上是不盡相同的。這個辦法彌補了輸入電源和輸出負載產生的變化。把輸出電壓與準確的參考供應進行比較，由比較所產生的誤差電壓，可使用專門的控制邏輯來終止在正確實例中主電源開關的驅動器脈沖。正確的設計，將能提供一個非常穩(wěn)定的 AC 輸出供應。 在大多數(shù)應用中，開關電 源拓撲結構包含一個電源變壓器。電源變壓器提供隔離 ，電壓通過轉率縮放，并能提供多種輸出電壓。當然，也有非隔離拓撲 (沒有變壓器 )，例如降壓和升壓轉換器，功率處理通過感性能量的單獨轉移達到。所有更復雜的安排，都是以這些非隔離類型作為基礎的。 自從我們引進雙極功率晶體管和專門設計的開關整流器以來，安森美半導體一直是開關電源的半導體產品的主要供應商。 高效的電力轉換正逐漸成為公司乃至整個社會首要關注的話題。開關電源不僅提供更高的效率，并為設計者提供了更大的靈活性。半導體的最新發(fā)展，磁和無源技術，使得開關電源在如今 的電源轉換舞臺上日益成為更加普遍的選擇。 歷史上，線性穩(wěn)壓器是產生穩(wěn)定輸出電壓的主要方法。通過線性控制針對其負載變化的一系列功率器件的導電，從而減少較高的輸入電壓降低到較低的輸出電壓，進而使得線性穩(wěn)壓器得以運行。這導致一個大的電壓被放置在整個傳遞單位，同時伴隨著負載電流流過傳遞單位。這種余量虧損導致線性穩(wěn)壓器只有百分之三十至五十的效率。這意味著每傳遞給負載一瓦功率，至少每瓦在熱上都有消退。散熱器的成本實際上使線性穩(wěn)壓器在 10 瓦以上的小型應用中變得不經(jīng)濟。下面這一點，然而，它們在降壓應用中符合成本效益。開關 穩(wěn)壓器作用于電源設備整版和截止的狀態(tài)。這就導致了，當大的電流流過電源設備時“接通”電壓低，或者當沒有電流流過時，有大的電壓通過設備。這導致了在供應上消耗了更低的動力。無論輸入電壓，開關電源的顯示平均效率在百分之七十到百分之九十之間。更高的集成度迫使開關電源的費用下降，使之在輸出功率高于 10 瓦或期望得到多重輸出的場合成為具有吸引力的選擇。 拓撲是功率器件和他們的磁性元件的排列。每個拓撲在某些應用上有它自身的優(yōu)點。決定著一個特定的拓撲結構是否適合某一個應用的因素有： (1) 拓撲結構從輸入到輸出所用的電是不 是孤立的。 (2) 穿過電感或變壓器所安置的輸入電壓的大小。 (3) 通過功率半導體的峰值電流是什么。 (4) 是否需要多個輸出。 (5) 出現(xiàn)在功率半導體兩端的電壓的大小。 設計者面臨的第一個選擇是，是否有輸入到輸出變壓器的隔離。非隔離開關電源，通常被用于系統(tǒng)內其他地方提供的介質阻抗的板級調節(jié)。非隔離拓撲結構也