【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 員直接的與用戶接觸，了解他們的不同需要，針對(duì)需求來(lái)研發(fā)不同的電源，這就推動(dòng)了開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展，使得開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展更加的成熟。 價(jià)格：電力電源產(chǎn)品因?yàn)樗袠I(yè)的特殊型，客戶對(duì)產(chǎn)品安全性，穩(wěn)定型有了更高的要求，但是對(duì)價(jià)格的敏感性卻很低，因此廠商對(duì)價(jià)格有一定的定價(jià)能力。同時(shí)，電力電源的成本中最大的比重是來(lái)自原材料，原材料的價(jià)格對(duì)電力電源的文檔精品 歡迎下載 價(jià)格具有比較大的影響。所以，未在來(lái)幾年內(nèi)電力電源的價(jià)格主要是隨著原材料價(jià)格的波動(dòng)而波動(dòng)，但是技術(shù)因素的發(fā)展也會(huì)在很大程度上影響開(kāi)關(guān)電源的價(jià)格。 渠 道：近年來(lái)，隨著互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展，電子商務(wù)的發(fā)展也呈現(xiàn)出迅猛式地增長(zhǎng)，這使得電力設(shè)備的制造商有了更加便利的條件來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品的直銷，拓展電源的銷售手段和渠道。電力設(shè)備行業(yè)的特殊性給渠道銷售商提出了更加苛刻的要求。全國(guó)性的渠道架構(gòu)、完善的服務(wù)售后體系、強(qiáng)大的市場(chǎng)推廣能力、豐富的市場(chǎng)營(yíng)銷經(jīng)驗(yàn)和完整的配套解決方案提供能力，這些都是一個(gè)優(yōu)秀的渠道商應(yīng)該具備的要件。 服務(wù)：在電力電源市場(chǎng)中，服務(wù)競(jìng)爭(zhēng)力的核心在于服務(wù)趨于規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)模化。電力電源的維護(hù)是比較復(fù)雜的，只經(jīng)過(guò)專業(yè)培訓(xùn)的技術(shù)人員才能擔(dān)任售后服務(wù)的工 作，以及能夠?qū)Ξa(chǎn)品的保養(yǎng)及維修、元件的更換等。因此，對(duì)于價(jià)格相同，質(zhì)量類似的電力電源產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，優(yōu)質(zhì)、專業(yè)的服務(wù)將成為各大廠商差異化戰(zhàn)略中最重要的部分之一。電力電源廠商在日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出的關(guān)鍵是降低服務(wù)成本，提高服務(wù)的專業(yè)化水平。 20 世紀(jì) 90 年代初《通信用高頻開(kāi)關(guān)整流器》和《通信局（站）電源系統(tǒng)總技術(shù)要求》等標(biāo)準(zhǔn)對(duì)指導(dǎo)生產(chǎn)、服務(wù)用戶起到了重要作用，對(duì)高頻開(kāi)關(guān)電源在電信行業(yè)的循序推廣也起到了積極的作用。隨著市場(chǎng)的擴(kuò)大，用戶對(duì)電源智能化的程度的要求越來(lái)越高，有關(guān)電源繼續(xù)紅監(jiān)控的標(biāo)準(zhǔn)相繼被推出，使 得中國(guó)的電源業(yè)的發(fā)展得到了很好的維護(hù)。 國(guó)外開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展 開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展取決于各反面的因素。 功率半導(dǎo)體器件的發(fā)展是開(kāi)關(guān)電源發(fā)展的首要條件。而半導(dǎo)體材料是半導(dǎo)體器件的材料，性能最優(yōu)越的碳化硅材料由于制造困難，成為阻礙半導(dǎo)體器件發(fā)展的最主要的原因，而利用省話費(fèi)直接從氣態(tài)狀態(tài)生長(zhǎng)晶體，使得碳化硅得到的發(fā)展，從而推動(dòng)了半導(dǎo)體器件的發(fā)展。 變壓器是開(kāi)關(guān)電源中重要的必不可少的部件，平面表壓器是近兩年才面試的一種全新產(chǎn)品。平面變壓器沒(méi)有銅導(dǎo)線，代之以單層或多層印刷電路板，因而厚文檔精品 歡迎下載 度 遠(yuǎn)低于常規(guī)變壓器，能夠直接制作在印刷電路板上。其突出優(yōu)點(diǎn)是能量密度高，因而體積大大縮小，相當(dāng)于常規(guī)變壓器的 20%；效率高，通常為 97%～ 99%；工作頻率高，從 50kHz 到 2MHz；低漏感 (小于 %)；低電磁干擾 (EMI)等。 電力電子產(chǎn)品或電路的發(fā)展方向是模塊化、集成化。具有各種控制功能的專用芯片，近幾年發(fā)展很迅速，如功率因數(shù)校正 (PFC)電路用的控制芯片；軟開(kāi)關(guān)控制用的 ZVS、 ZCS 芯片；移相全橋用的控制芯片； ZVT、 ZCT PWM 專用控制芯片；并聯(lián)均流控制芯片；電流反饋控制芯片等。功率半導(dǎo)體 器件則有功率集成電路 (Power IC)和 IPM。 IPM 以 IGBT 作功率開(kāi)關(guān)，將控制、驅(qū)動(dòng)、保護(hù)、檢測(cè)電路一起封裝在一個(gè)模塊內(nèi)。由于外部接線、焊點(diǎn)減少，可靠性顯著提高。集成化、模塊化使電源產(chǎn)品體積小、可靠性高，給應(yīng)用帶來(lái)極大方便。 開(kāi)關(guān)電源發(fā)展的整體趨勢(shì) 小型化、薄型化、輕量化、高頻化：開(kāi)關(guān)電源的重量、體積主要是由儲(chǔ)能元件（即磁性元件和電容）決定的，所以開(kāi)關(guān)電源的小型化實(shí)質(zhì)上就是盡可能減小其中儲(chǔ)能元件的體積；在一定范圍內(nèi)，開(kāi)關(guān)頻率的提高，不僅能有效地減小電容、電感及變壓器的尺寸，而且 還能夠抑制干擾，改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。因此，高頻化是開(kāi)關(guān)電源的主要發(fā)展方向。 高可靠性：開(kāi)關(guān)電源使用的元器件相比較比連續(xù)工作電源要少數(shù)十倍，所以可靠性得到了提高。而從壽命角度出發(fā)，電解電容、光耦合器及排風(fēng)扇等器件的壽命決定著通信電源的壽命，所以，要從設(shè)計(jì)方面著眼，盡可能使用較少的器件，提高集成度。這樣不但解決了電路復(fù)雜、可靠性差的問(wèn)題，也增加了保護(hù)等功能，簡(jiǎn)化了電路，提高了平均無(wú)故障時(shí)間。 低噪聲：開(kāi)關(guān)電源的缺點(diǎn)之一是噪聲很大。簡(jiǎn)單地追求高頻化，噪聲也會(huì)隨之增大。采用部分諧振轉(zhuǎn)換回路技術(shù)，在原 理上既可以提高頻率又可以降低噪聲。所以，盡可能地降低噪聲影響是開(kāi)關(guān)電源的又一發(fā)展方向。 采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和控制：采用 CAA 和 CDD 技術(shù)設(shè)計(jì)最新變換拓?fù)浜妥罴褏?shù)，使開(kāi)關(guān)電源具有最簡(jiǎn)結(jié)構(gòu)和最佳工況。在電路中引入微機(jī)檢測(cè)和控制，可構(gòu)成多功能監(jiān)控系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)檢測(cè)、記錄并自動(dòng)報(bào)警等。 文檔精品 歡迎下載 開(kāi)關(guān)電源的現(xiàn)狀 今年來(lái)年中國(guó)電力電源市場(chǎng)呈現(xiàn)如下特征： 大容量電力電源產(chǎn)品的需求迅速提升，開(kāi)關(guān)電源市場(chǎng)穩(wěn)步增長(zhǎng)。因?yàn)閲?guó)家對(duì)能源和環(huán)保問(wèn)題日益重視，電力行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整勢(shì)在必行；隨著電力電子技術(shù)的進(jìn)步，開(kāi)關(guān)電源在節(jié)能降耗環(huán)保問(wèn)題上的作用日益顯著；高效、大容量機(jī)組漸成市場(chǎng)主力，有效拉動(dòng)電源市場(chǎng)需求，所以中國(guó)電力電源市場(chǎng)的這種變化與我國(guó)宏觀政策導(dǎo)向和電力行業(yè)的影響密不可分。受國(guó)家宏觀政策的影響，我國(guó)電力行業(yè)結(jié)構(gòu)有所調(diào)整，小火電機(jī)組相繼叫停，大型、高效機(jī)組陸續(xù)投產(chǎn)。這種電力行業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變顯著拉動(dòng)了大容量電源的市場(chǎng)需求，從而有效帶動(dòng)開(kāi)關(guān)電源市場(chǎng)穩(wěn)步增長(zhǎng)。 市場(chǎng)集中度較低，廠商競(jìng)爭(zhēng)相對(duì)激烈。中國(guó)電力電源廠商有近 1000 家，分布地域廣而分散，市場(chǎng)規(guī)模亦較為均衡，廠商市場(chǎng)占有率均在 10%以下。開(kāi)關(guān)電源市場(chǎng) 集中度相對(duì)較低，廠商間競(jìng)爭(zhēng)較為激烈成為開(kāi)關(guān)電源市場(chǎng)的主要特征之一。隨著競(jìng)爭(zhēng)的加劇，電力電源廠商在市場(chǎng)規(guī)模效應(yīng)和技術(shù)研發(fā)能力上充分重視起來(lái)，以提高品牌影響力和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。 技術(shù)進(jìn)步驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品創(chuàng)新。電力電源產(chǎn)品與電子技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展密切相關(guān)。近年來(lái)，隨著我國(guó)電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品也朝著高頻化、高功率密度、高功率因素、高效率、高可靠性和高智能化方向發(fā)展。這種由于技術(shù)進(jìn)步帶動(dòng)的產(chǎn)品創(chuàng)新同時(shí)受到市場(chǎng)的認(rèn)可?！熬G色”電源，模塊化電源的問(wèn)世在節(jié)能、降耗、環(huán)保方面發(fā)揮了重要的作用，對(duì)于緩解我國(guó)的能源和環(huán)境 問(wèn)題大有裨益。 本章小結(jié) 開(kāi)關(guān)電源是電力電子發(fā)展的必然產(chǎn)物，順應(yīng)了時(shí)代的發(fā)展，它的出現(xiàn)已經(jīng)帶來(lái)了技術(shù)的革新?，F(xiàn)在無(wú)論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外都在發(fā)展開(kāi)關(guān)電源，所以其前景是美好的，開(kāi)關(guān)電源在一定程度上取代傳統(tǒng)電源已經(jīng)是必然的趨勢(shì)了。 文檔精品 歡迎下載 第二章 開(kāi)關(guān)電源的幾種結(jié)構(gòu) boost 電路 電路圖 圖 21 boost電路 boost 電路的工作原理 Boost 電路（圖 21）即為升壓斬波電路，當(dāng) V1 導(dǎo)通時(shí)，能量從輸入電源流入，并儲(chǔ)存于電感 L1 中，由于 Q1 導(dǎo)通 期間正向飽和管壓降很小，故這時(shí)二極管 D1 反偏，負(fù)載由濾波電容 C 供給能量，將 C1 中儲(chǔ)存的電能（ CV0*V0/2）釋放給負(fù)載 R。當(dāng) V1 截止時(shí)，電感 L1 中電流不能突變，它所產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)阻止電流減小，感應(yīng)電勢(shì)的極性為下正上負(fù)，二極管 D1 導(dǎo)通，電感中儲(chǔ)存的能量（ L1I*I/2）經(jīng)二極管 D1，流入電容 C1，并供給負(fù)載 R。 在 Q1 導(dǎo)通的 Ton 期間，能量?jī)?chǔ)存于電感 L1 中，在 Q1 截止的 Toff 期間，電感 L1 釋放的能量補(bǔ)充在 Ton 期間給電容 C1 上損失的能量。 Q1 截止時(shí)，電感L1 上電壓跳變的幅值時(shí)與占空比有關(guān)的， Ton 愈大， L1 中峰值電流大，儲(chǔ)存的磁能愈大。所以，如果在 Ton 期間吃內(nèi)存的能量要在 Toff 期間釋放出來(lái)，那么，L1 上的脈沖必定比較高的。假定開(kāi)關(guān)管沒(méi)有損耗，并聯(lián)變換器電路在輸入電壓V1 和輸入電流 I1，能在較低的輸出電流 I0 下，輸出較高的電壓 V0。 穩(wěn)壓電源達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，輸出電壓穩(wěn)定在所需的恒定值 V0，只要適當(dāng)選擇電文檔精品 歡迎下載 容 C1，輸出紋波可做得足夠小，當(dāng)要求紋波為Δ V0，直流輸出電流為 I0 是，由于在管子導(dǎo)通期間全部負(fù)載都由 C1 供電，因此選擇 C1 取決于下式： C1=V0Ton0I? 當(dāng) Q1 導(dǎo)通時(shí)，忽略管子導(dǎo)通壓降，電感 L1 上的電壓為輸入電壓 V1,并且電流按 t??I = L1V1 速率線性上升，周期 Ton 期間 V1 導(dǎo)通時(shí)， L1 中的電流增量為 Δ I（ +） =（ L1V1 ） Ton。當(dāng) V1 截止時(shí) ，假定 L1 右端的電感反沖電壓等于輸出電壓 V0，則 L1 上的電壓為 V0V1， L1 中的電流以Δ I（ ） =（ V0V1） Toff/L1，而在穩(wěn)態(tài)， Ton 期間 L1 中電流的增量應(yīng)等于 Toff 期間電流的減量，Δ I（ +） =Δ I（ ），故有 L1V1Ton = L1V1)Toff(V0 V0=V1 ToffToffTon? =V1 ToffT =V1 TonTT =V1 D11 其中 D= TTon 由上式可知，當(dāng)改變占空比 D 時(shí)，就能獲得所需的上升的電壓值。由于占空比 D總是小于 1， V0 總是大于 V1。 Boost電路能將電壓升高的原因是電感 L1 儲(chǔ)能之后具有使電壓泵升的作用，而電容 C 能將輸出電壓保持住。 boost 電路特點(diǎn) boost 電路的電路相比較其他電路來(lái)的簡(jiǎn)單，所以成本比較低，另外 boost電路的輸出電壓高于輸入電壓，能夠起到升壓作用。 boost 電路的轉(zhuǎn)換效率比較低，所 以電源電壓的利用率比較低，輸出的功率較小。由 boost 電路最為顯著的特點(diǎn)可以知道， boost 電路只適用于升壓電路。 文檔精品 歡迎下載 buck 電路 buck 電路圖 圖 22 buck電路 buck 電路的工作原理 Buck 電路（圖 22）即為降壓斬波電路。當(dāng)控制脈沖使 Q1 導(dǎo)通之后， C 開(kāi)始充電，輸出電壓 V0 加到負(fù)載 R 兩端，在 C 充電過(guò)程中，電感 L1 內(nèi)的電流逐漸增加，儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能量也逐漸增加。此時(shí)續(xù)流二極管 D1 因反向偏置而截止。經(jīng)過(guò) Ton 時(shí)間以后，控制信號(hào)使 Q1 截止， L1 中的電流減小， L1 中儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能量便通過(guò)續(xù)流二極管 D1 傳遞給負(fù)載。當(dāng)負(fù)載電壓低于電容 C 兩端的電壓時(shí)，C 便向負(fù)載放電。經(jīng)過(guò)時(shí)間 Toff 后，控制脈沖又使 Q1 導(dǎo)通，上述過(guò)程重復(fù)發(fā)生。 當(dāng)控制信號(hào)使 Q1 導(dǎo)通時(shí)，電感 L1 中的電流從最小值 Ilmin 增加到最大值I lmax ，當(dāng)控制信號(hào)使 V 截止時(shí)， L1 中的電流又從最大值 Ilmax 下降到 Ilmin 。建設(shè)Q1 具有理想的開(kāi)關(guān)特性，其正向飽和管壓降可以忽略，所以可以列出以下的方程： VL =V1V0=LdtdiL 由此可得出： 文檔精品 歡迎下載 iL =L1 ? V0)(V1 dt iL = LV0V1 t+Ilmin Q1 導(dǎo)通狀態(tài)終止時(shí)， T=Ton 時(shí)， L1 中的電流達(dá)到最大值，得： Ilmax = LV0V1 Ton+Ilmin 在 Q1 截止期間， L1 中的電流經(jīng)續(xù)流二極管 D1 向負(fù)載釋放能量，假若忽略 D1的正向壓降，則可得出下列方程： V0=LdtdiL 由此可得出： iL =L1 ?V0 dt iL = LV0 t+Ilmax Q1 截止?fàn)顟B(tài)終止時(shí)，即 T=Toff 時(shí)， L1 中的電流下降到最小值，得： Ilmin = LV0 Toff+Ilmax 由上面的公式可得： V0=V1 ToffTonTon? =V1 TTon =DV1 式中 Ton 是開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間， Toff 是開(kāi)關(guān)截止時(shí)間； T 時(shí)開(kāi)關(guān)管工作周期， D 是占空比， D=Ton/T。 由上式可知 ，輸出電壓 V0 越開(kāi)關(guān)管的占空比 D=Ton/T 成正比，所以通過(guò)改變開(kāi)關(guān)管的占空比可以控制輸出平均電壓的大小。由于占空比 D=Ton/T 總是小于 1，所以 V0 總是小于 V1，所以這樣的電路稱為降壓斬波電路，即 buck 變換器。 buck 電路的特點(diǎn) Buck 電路只能實(shí)現(xiàn)降壓，所以在任何時(shí)候，輸出電壓只能比輸入電壓低。由于電路中沒(méi)有變壓器，所以輸入和輸出之間沒(méi)有隔離。 Buck 電路的輸出只有一路，不能用于多路輸出，除非加個(gè)第二級(jí)的電壓調(diào)節(jié)器，雖然 buck 電