【正文】 而處于截止狀態(tài)，切斷電路電流，從而達到保護目的。其基本方法是，當輸出電流超過某一值時，調(diào)整管處于反向偏置狀態(tài)，從而截止，自動切斷電路電流。（3）對于過流保護電路來說，當導致產(chǎn)生過流現(xiàn)象的故障被排除后，或過流現(xiàn)象恢復后，電源電路要能夠自動恢復正常工作。在電氣技術(shù)指標滿足正常使用要求的條件下，為使電源在惡劣環(huán)境及突發(fā)故障情況下安全可靠地工作，必須設(shè)計多種保護電路，比如防浪涌的軟啟動，防過壓、過熱、過流等保護電路。發(fā)射極開路式驅(qū)動電路發(fā)射極開路式驅(qū)動電路的原理電路如圖125所示。這種電路的優(yōu)點是提高了電路的抗干擾能力，避免了功率開關(guān)管的誤導通現(xiàn)象；缺點是增加了一組負電源，使電路結(jié)構(gòu)變得較為復雜。比例驅(qū)動電路這種比例驅(qū)動電路一般都使用于要求電源輸出功率較大的場合，電路的優(yōu)點是它所提供的驅(qū)動信號可以隨功率開關(guān)管基極所要求的驅(qū)動頻率和驅(qū)動電流而變化，使用較為靈活，并且可以實現(xiàn)初、次級的隔離等；缺點是電路結(jié)構(gòu)較為復雜，若不采用光耦合器進行耦合或隔離，就得采用變壓器進行耦合或隔離。因此，這種電路僅適宜在較小功率的條件下使用。要縮短這兩個時間，除選擇高反壓、高速度、大電流功率開關(guān)管以處，主要還取決于加在功率開關(guān)管基板的驅(qū)動信號。圖 所示的開關(guān)電源電路卻是一個采用分立元器件組成的脈沖頻率固定、脈沖寬度可調(diào)的控制電路。它們均是把輸出端的不穩(wěn)定因素（其中包括過流、過壓、欠壓、過熱等現(xiàn)象）檢測出來并放大后輸送給調(diào)制電路，最后使調(diào)制電路通過調(diào)節(jié)驅(qū)動信號的脈沖寬度或者頻率來消除這些不穩(wěn)定因素的，整個電路形成一個具有自適應(yīng)能力的自動控制反饋閉合環(huán)路，其等效原理圖如下圖31所示： 圖31 開關(guān)電源等效原理圖 對于自激式開關(guān)電源電路來說，控制電路起著從主電路中取出驅(qū)動信號的任務(wù)；對于他激式開關(guān)電源電路來說，控制電路則起著要產(chǎn)生控制信號的任務(wù)；對于雙端式開關(guān)電源電路來說，則要求控制電路能夠產(chǎn)生兩個相位差為180度、具有一定死區(qū)間隔、脈沖寬度可以調(diào)節(jié)的控制脈沖信號。第三章：主要電路的設(shè)計第三章：主要電路的設(shè)計 控制、驅(qū)動和保護電路的設(shè)計 不論是降壓型開關(guān)電源、升壓型開關(guān)電源，還是極性反轉(zhuǎn)型開關(guān)電源電路，要能夠保證其正常工作，都需要相應(yīng)的、要求非常嚴格的控制信號來控制和調(diào)節(jié)驅(qū)動器所產(chǎn)生的驅(qū)動信號，從而使電路中的功率開關(guān)管能夠安全、可靠地按照我們對輸出電壓的要求所對應(yīng)的脈沖寬度或脈沖頻率來導通或者截止。盡管各種電路的激勵方法、輸出直流電壓的調(diào)節(jié)手段、儲能電感的連接方式、開關(guān)管器件種類以及串并聯(lián)結(jié)構(gòu)等各不相同，但是它們最后總可以歸結(jié)為串聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電源和并聯(lián)型穩(wěn)壓電源這兩大類。（2）采用變壓器的隔離方式。隔離型開關(guān)穩(wěn)壓電源采用直流供電，經(jīng)過開關(guān)電路，將直流電變成頻率很高的交流電，再經(jīng)過變壓器、變壓（升壓或降壓），然后經(jīng)整流器整流，最后就可以得到新的、極性和數(shù)值各不相同的多組直流輸出電壓。電路還從輸出電壓取樣，經(jīng)過比較、放大，控制脈沖發(fā)生電路產(chǎn)生的脈沖信號，用以控制調(diào)整開關(guān)的導通時間和截止時間的長短或開關(guān)的工作頻率，最后達到穩(wěn)定輸出電壓的目的。所謂可控整流型開關(guān)穩(wěn)壓電源，是指采用可控硅整流元件作為調(diào)整開關(guān)管，可由交流市電電網(wǎng)直接供電，也可用電壓器變壓后供電。（4）全橋式。這種電路的特點是開關(guān)變壓器必須具有中心抽頭。僅使用一個晶體管作為電路中的開關(guān)管。儲能電感串聯(lián)在輸入與輸出電壓之間。用開關(guān)晶體管把直流變成高頻標準方波，電路形式似于他激式。占空比保持不變，通過改變震蕩器的震蕩頻率來調(diào)節(jié)和穩(wěn)定輸出電壓的幅度。按調(diào)制方式劃分有：（1）脈寬調(diào)制型。 常見的開關(guān)穩(wěn)壓電源分類方法有下列幾種：按激勵方式劃分有：（1）反激式。因此，隨著負載及輸入電源電壓的變化調(diào)整D便能使輸出電壓Vo維持不變?？梢?，輸入電源向負載提供能量是斷續(xù)的，為使負載能得到連續(xù)的能量提供，開關(guān)穩(wěn)壓電源必須要有一套儲能裝置，在開關(guān)接通時將一部份能量儲存起來，在開關(guān)斷開時，向負載釋放。（3）成本高，可靠性低。（3）調(diào)整范圍寬，線性調(diào)整率高。（5）輸出電壓不能高于輸入電壓。線性電源的缺點有：（1）內(nèi)部功耗大，轉(zhuǎn)換效率低，其轉(zhuǎn)換效率一般只有45%左右。（4）線路結(jié)構(gòu)簡單，便于理解和維修。其原理框圖如下圖21所示。還有，開關(guān)電源中用到的高頻變壓器可能繞制起來比較麻煩。但開關(guān)電源輸出的直流上面會疊加較大的紋波，在輸出端并接穩(wěn)壓二極管可以改善，另外由于開關(guān)管工作是會產(chǎn)生很大的尖峰脈沖干擾，也需要在電路中串連磁珠加以改善。本章小結(jié)：本章主要介紹開關(guān)電源的發(fā)展過程及其應(yīng)用，從其發(fā)展過程了解開關(guān)電源的重要性，以及其應(yīng)用的領(lǐng)域的廣泛。由于結(jié)構(gòu)上有電壓環(huán)、電流環(huán)雙環(huán)系統(tǒng)，因此，無論開關(guān)電源的電壓調(diào)整率、負載調(diào)整率和瞬態(tài)響應(yīng)特性都有提高，是目前比較理想的新型的控制器。開關(guān)電源的控制電路可以分為電壓控制型和電流控制型，前者是一個單閉環(huán)電壓控制系統(tǒng)，系統(tǒng)響應(yīng)慢，很難達到較高的線形調(diào)整率精度；后者是一個電壓、電流雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，電流控制型較電壓控制型有不可比擬的優(yōu)點。所以開關(guān)變壓器可以做得很小，而且工作時不是很熱，成本很低。標志電源特性的參數(shù)有功率、電壓、頻率、噪聲及帶負載時參數(shù)的變化等等；在同一參數(shù)要求下，又有體積、重量、形態(tài)、效率、可靠性等指標，電源的形式很多。但對照明用 LED，為達到匹配要求，電源與驅(qū)動電路的壽命必須超過 10 萬小時，使其不再成為半導體照明系統(tǒng)的瓶頸因素。LED 驅(qū)動電路的主要技術(shù)及指標有：（1）電壓變換技術(shù)電源是影響 LED 光源可靠性和適應(yīng)性的一個重要組成部分必須作重點考慮。LED 電源和驅(qū)動電路主要技術(shù)概況：作為一種新的光源，近年來對 LED 電源和驅(qū)動電路的研究方興未艾。（4) LED 光源安全可靠性強、發(fā)熱量低、無熱輻射性、冷光源、可以安全抵摸，能精確控制光型及發(fā)光角度、光色和、無眩光、不含汞，鈉元素等可能危害健康的物質(zhì)。LED 單管功率 瓦，采用直流驅(qū)動，單管驅(qū)動電壓 伏。LED 光源與白熾燈的對比優(yōu)點:(1) LED 光源發(fā)光效率高。也許某天就能開發(fā)出能發(fā)X射線LED。今天在LED市場上就能看到生產(chǎn)出來的新奇顏色，如淺綠色和粉紅色。依當今的技術(shù)標準去衡量，它與俄國以前的黃光LED一樣光源暗淡。但在70年代末，它能發(fā)出純綠色的光。到70年代中期，磷化鎵被使用作為發(fā)光光源，隨后就發(fā)出灰白綠光。據(jù)說在早期的試驗中，LED需要放置在液化氮里，更需要進一步的操作與突破以便能高效率的在室溫下工作。二十年代晚期Bernhard Gudden和Robert Wid 在德國使用從鋅硫化物與銅中提煉的的黃磷發(fā)光，再一次因發(fā)光暗淡而停止。由于電源在通信系統(tǒng)中處于心臟的地位，因此通信系統(tǒng)對高頻開關(guān)電源的各項指標要求都非常嚴格，尤其對功率因數(shù)、穩(wěn)壓精度、雜音電壓及效率的要求很高。我國郵電通信部門廣泛采用開關(guān)電源極大地推動了它在其它領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。開關(guān)電源最大的應(yīng)用領(lǐng)域是在通信行業(yè)。目前，在高功率高頻開關(guān)電源研制技術(shù)上，我國還是一片空白，遠遠落后于發(fā)達國家。在粒子加速器、電磁發(fā)射、電磁推進、微波武器等脈沖功率技術(shù)應(yīng)用的領(lǐng)域中，電源設(shè)備的平均功率通常在幾百kW甚至幾MW以上，體積和重量只有國內(nèi)的幾十分之一，而且自動化程度非常高。新型的高功率開關(guān)電源(平均功率200kW)具有體積小、重量輕、效率高、穩(wěn)壓范圍寬等優(yōu)勢，而且具有先進的自動控制技術(shù)。 電力電子及開關(guān)電源技術(shù)隨應(yīng)用需求而不斷向前發(fā)展,新技術(shù)的出現(xiàn)又會使許多應(yīng)用產(chǎn)品更新?lián)Q代,還會開拓更多更新的應(yīng)用領(lǐng)域。 現(xiàn)代電力電子技術(shù)是開關(guān)電源技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。20世紀末,各種有源濾波器和有源補償器的方案誕生,有了多種校正功率因數(shù)的方法，為2l世紀批量生產(chǎn)各種綠色開關(guān)電源奠定了基礎(chǔ)。目前的開關(guān)電源產(chǎn)品要求輸入電壓通用（適用世界各國電網(wǎng)電壓規(guī)模）、輸出電壓范圍擴大（、程控需要增加DC150V這一電壓）、輸人端功率因數(shù)進一步提高（最有效的方法是加一級“有源功率因數(shù)校正器APFC”），并具有安全、過壓保護等功能。當開關(guān)電源在高頻下開關(guān)時，其噪聲通過電源線產(chǎn)生對其它電子設(shè)備的干擾，世界各國已有抗EMI的規(guī)范或標準，如美國的FCC、德國的VDE等，研究開發(fā)抗EMI的開關(guān)電源日益顯行生要。其特點是：可以用模塊電源組成分布式電源系統(tǒng)。同樣,傳統(tǒng)整流行業(yè)的電鍍、電解、電加工、充電、浮充電、電力合閘用等各種直流電源也可以根據(jù)這一原理進行改造,成為“開關(guān)變換類電源”,可節(jié)約主要材料90％或更多,還可節(jié)電30％或更多。而高頻化又必然使傳統(tǒng)的PWM開關(guān)（屬硬開關(guān)）功耗加大，效率降低，噪聲也提高了，達不到高頻、高效的預(yù)期效益，因此實現(xiàn)零電壓導通、本電流關(guān)斷的軟開關(guān)技術(shù)將成為開關(guān)電源產(chǎn)品未來的主流。開關(guān)電源產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展動向是高可靠、高穩(wěn)定、低噪聲、抗干擾和實現(xiàn)模塊化?？梢灶A(yù)計，下面幾個問題是開關(guān)電源發(fā)展的永恒方向：(1)開關(guān)電源頻率要高，這樣動態(tài)響應(yīng)才能快，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。用部分諧振轉(zhuǎn)換電路技術(shù)，在理論上即可實現(xiàn)高頻化又可降低噪聲，但部分諧振轉(zhuǎn)換技術(shù)仍需在這一領(lǐng)域開展大量的工作，使得多項技術(shù)得以實用化。對提高可靠性指標，美國的開關(guān)電源生產(chǎn)商通過降低運行電流，降低結(jié)溫等措施以減少器件的應(yīng)力，使得產(chǎn)品的可靠性大大提高。開關(guān)電源的發(fā)展方向是高頻、高可靠、低耗、低噪聲、抗干擾和模塊化。高功率密度、高效率、高性能、高可靠性以及智能化電源系統(tǒng)，仍然是今后通信開關(guān)電源的發(fā)展方向。隨著微處理器尺寸不斷減小，需要發(fā)展小型輕型電源；電源的小型化、輕量化，對便攜式通信設(shè)備(如移動電話等)更為重要。計算機控制、計算機通信和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，為通信電源監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展和完善提供了外部條件，使其發(fā)展逐步實現(xiàn)少人值守，直至無人值守。 電子技術(shù)的飛速發(fā)展，作為電子系統(tǒng)心臟的電源也獲得了空前進展。開關(guān)電源技術(shù)也從簡單發(fā)展到復雜并趨向成熟。隨著集成電路、功率開關(guān)器件的發(fā)展，開關(guān)電源經(jīng)歷了從分離元件到集成化、從較低頻率到較高頻率、從小容量到大容量的過程。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，開關(guān)電源技術(shù)也不斷的創(chuàng)新。開關(guān)電源的發(fā)展經(jīng)歷了從線性電源、相控電源到開關(guān)電源的發(fā)展歷程，由于開關(guān)電源具有功率轉(zhuǎn)換效率高、穩(wěn)壓范圍寬、功率密度比大、重量輕等優(yōu)點，從而取代了相控電源，成為通信電源的主體，并向著高頻小型化、高效率、高可靠性的方向發(fā)展。由于其高效節(jié)能可帶來巨大經(jīng)濟效益，因而引起社會各方面的重視而得到迅速推廣。對通信開關(guān)電源的要求是：高功率密度、外形尺寸小、高效率、高性能、高可靠性、高功率因數(shù)(AC輸入端)，以及智能化、低成本、EMI小、可制造性(Manufacturability)、分布電源結(jié)構(gòu)(Distributed Power Architecture)等。開關(guān)電源的高頻化就必然對傳統(tǒng)的PWM開關(guān)技術(shù)進行創(chuàng)新，實現(xiàn)ZVS、ZCS的軟開關(guān)技術(shù)已成為開關(guān)電源的主流技術(shù)，并大幅提高了開關(guān)電源的工作效率。模塊化是開關(guān)電源發(fā)展的總體趨勢，可以用模塊化電源組成分布式電源系統(tǒng)，可以設(shè)計成N+1冗余電源系統(tǒng)，并實現(xiàn)并聯(lián)方式的容量擴展。半導體和電路器件是開關(guān)電源發(fā)展的重要支撐。開關(guān)電源向集成化方向發(fā)展也將是未來的主要趨勢,功率密度將越來越大,重大的技術(shù)進展可能很難實現(xiàn),也許會有一些新的控制理論運用到開關(guān)電源中來。為了使開關(guān)電源較、小、薄，高頻化（開關(guān)頻率達兆赫級）是必然發(fā)展趨勢。無論是逆變式整流焊機,還是通信電源用的開關(guān)式整流器,都是基于這一原理。無論是AC／DC或是DC／DC或是變換器都是朝模塊化方向發(fā)展。4）抗電磁干擾（EMI）。6）產(chǎn)品更新加快。事實上,許多功率電子節(jié)電設(shè)備,往往會變成電網(wǎng)的污染源:向電網(wǎng)注入嚴重的高次諧波電流,使總功率因數(shù)下降,使電網(wǎng)電壓耦合許多毛刺尖峰,甚至出現(xiàn)缺角和畸變。為了極大地發(fā)揮各種功率器件的特性,使器件性能對開關(guān)電源性能的不利影響減至最小,新的電源拓撲電路和新型控制技術(shù),可使功率開關(guān)在零電壓或零電流狀態(tài)下工作,從而可大大提高工作頻率,提高開關(guān)電源的工作效率,設(shè)計出性能優(yōu)良的開關(guān)電源。開關(guān)電源代替線性電源和相控電源已是大勢所趨,因此,同樣具有幾十億市場需求的電力操作電源系統(tǒng)的國內(nèi)市場正在啟動,并將很快發(fā)展起來，另外，還有其它許多以開關(guān)電源技術(shù)為核心的專用電源、工業(yè)電源正在等待著人們?nèi)ラ_發(fā)。國外的高功率開關(guān)電源研制技術(shù)較為成熟，并主要應(yīng)用于工業(yè)和軍事上。此次，電工所研制成功的高壓穩(wěn)壓電源對于我國的工業(yè)發(fā)展將起到深遠的影響，但只能在工頻頻率下工作。由于變換效率提高，能耗減少，降低了電源周圍環(huán)境的室溫，改善了工作人員的環(huán)境。高頻開關(guān)電源技術(shù)既可應(yīng)用于光導通訊電源、程控交換機電源、移動通信電源，也可應(yīng)用于航運、鐵路、電力等部門的穩(wěn)壓、充電、逆變電源、操作電源、超高壓電源、直流無極變速電源、激光光電子設(shè)備電源、高頻焊機電源，以及一切以24V、36V、48V、72V、110V、220V、320V輸出為基礎(chǔ)的大功率工作電源，應(yīng)用面非常廣闊。由于其發(fā)出的黃光太暗，不適合實際應(yīng)用；更難處在于碳化硅與電致發(fā)光不能很好的適應(yīng)，研究