開關(guān)電源是一種高頻化電能轉(zhuǎn)換裝置，也就是說，開關(guān)電源是電源供應(yīng)器中的一種。為增進(jìn)對(duì)開關(guān)電源的認(rèn)識(shí)，本文將對(duì)高頻開關(guān)電源予以介紹，主要在于介紹高頻開關(guān)電源的發(fā)展趨勢(shì)。

   1.高頻化

   理論分析和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明,電氣產(chǎn)品的變壓器、電感和電容的體積重量與供電頻率的平方根成反比。所以當(dāng)我們把頻率從工頻50Hz提高到20kHz,提高400倍的話,用電設(shè)備的體積重量大體下降至工頻設(shè)計(jì)的5~l0%。無論是逆變式整流焊機(jī),還是通訊電源用的開關(guān)式整流器,都是基于這一原理。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(jìn)行改造, 成為“開關(guān)變換類電源”,其主要材料可以節(jié)約90%或更高,還可節(jié)電30%或更多。由于功率電子器件工作頻率上限的逐步提高,促使許多原來采用電子管的傳統(tǒng)高頻設(shè)備固態(tài)化,帶來明顯節(jié)能、節(jié)水、節(jié)約材料的經(jīng)濟(jì)效益,更可體現(xiàn)技術(shù)含量的價(jià)值。

   2.模塊化

   模塊化有兩方面的含義,其一是指功率器件的模塊化,其二是指電源單元的模塊化。我們常見的器件模塊,含有一單元、兩單元、六單元直至七元,包括開關(guān)器件和與之反并聯(lián)的續(xù)流二極管,實(shí)質(zhì)上都屬于“標(biāo)準(zhǔn)”功率模塊(SPM)。有些公司把開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路也裝到功率模塊中去,構(gòu)成了“智能化”功率模塊(IPM),不但縮小了整機(jī)的體積,更方便了整機(jī)的設(shè)計(jì)制造。實(shí)際上,由于頻率的不斷提高,致使引線寄生電感、寄生電容的影響愈加嚴(yán)重,對(duì)器件造成更大的電應(yīng)力(表現(xiàn)為過電壓、過電流毛刺)。為了提高系統(tǒng)的可靠性,有些制造商開發(fā)了“用戶zhuan用”功率模塊(ASPM),它把一臺(tái)整機(jī)的幾乎所有硬件都以芯片的形式安裝到一個(gè)模塊中,使元器件之間不再有傳統(tǒng)的引線連接,這樣的模塊電源經(jīng)過嚴(yán)格、合理的熱、電、機(jī)械方面的設(shè)計(jì),達(dá)到優(yōu)化完美的境地。它類似于微電子中的用戶zhuan用集成電路(ASIC)。只要把控zhi軟件寫入該模塊中的微處理器芯片,再把整個(gè)模塊固定在相應(yīng)的散熱器上,就構(gòu)成一臺(tái)新型的開關(guān)電源裝置。由此可見,模塊化的目的不僅在于使用方便,縮小整機(jī)體積,更重要的是取消傳統(tǒng)連線,把寄生參數(shù)降到較小,從而把器件承受的電應(yīng)力降至較低,提高系統(tǒng)的可靠性。另外,大功率的開關(guān)電源,由于器件容量的限制和增加冗余提高可靠性方面的考慮,一般采用多個(gè)單獨(dú)的模塊單元并聯(lián)工作,采用均流技術(shù),所有模塊共同分擔(dān)負(fù)載電流,一旦其中某個(gè)模塊失效,其它模塊再平均分擔(dān)負(fù)載電流。這樣,不但提高了功率容量, 在有限的器件容量的情況下滿足了大電流輸出的要求, 而且通過增加相對(duì)整個(gè)系統(tǒng)來說功率很小的冗余電源模塊,極大的提高系統(tǒng)可靠性,即使萬一出現(xiàn)單模塊故障,也不會(huì)影響系統(tǒng)的正常工作,而且為修復(fù)提供充分的時(shí)間。

   3.數(shù)字化

   在傳統(tǒng)功率電子技術(shù)中,控zhi部分是按模擬信號(hào)來設(shè)計(jì)和工作的。在六、七十年代,電力電子技術(shù)完全是建立在模擬電路基礎(chǔ)上的。但是,數(shù)字式信號(hào)、數(shù)字電路顯得越來越重要,數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)日趨完善成熟,顯示出越來越多的you點(diǎn):便于計(jì)算機(jī)處理控zhi、避免模擬信號(hào)的畸變失真、減小雜散信號(hào)的干擾(提高抗干擾能力)、便于軟件包調(diào)試和遙感遙測(cè)遙調(diào),也便于自診斷、容錯(cuò)等技術(shù)的植入。所以,在八、九十年代,對(duì)于各類電路和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來說,模擬技術(shù)還是有用的,特別是:諸如印制版的布圖、電磁兼容(EMC)問題以及功率因數(shù)修正(PFC)等問題的解決,離不開模擬技術(shù)的知識(shí),但是對(duì)于智能化的開關(guān)電源,需要用計(jì)算機(jī)控zhi時(shí),數(shù)字化技術(shù)就離不開了。

     工軍電子（系統(tǒng)）上海有限公司專注于電力電子電能變換領(lǐng)域，產(chǎn)品主要應(yīng)用于航空、特種工業(yè)、精密裝備和電力新能源四大領(lǐng)域，是國(guó)內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域當(dāng)先的設(shè)備制造商和解決方案提供商之一。主營(yíng)產(chǎn)品：模塊電源，軍民用電源，航空400Hz電源、寬變頻電源、航空28V直流電源、270V直流電源，功率因數(shù)PFC模塊，非標(biāo)訂制彈載機(jī)載艦載車載電源，可編程交直流線性電源，新能源汽車電池BMS系統(tǒng)，能量回饋直流電子負(fù)載，交直流恒壓恒流電源，有源濾波無功補(bǔ)償,UPS電源、便攜式移動(dòng)電源、鋰電池UPS后備電源、太陽能充電系統(tǒng)、逆變電源、汽車應(yīng)急啟動(dòng)電源、太陽能LED照明、應(yīng)急移動(dòng)電源等節(jié)能環(huán)境保護(hù)類產(chǎn)品。主要市場(chǎng)：航空、航天、船舶、中電集團(tuán)、核工業(yè)、兵器工業(yè)、院校高等裝備制造、工業(yè)4.0、機(jī)器人、無人機(jī)、新能源等高等電力電子、電氣相關(guān)行業(yè)；重點(diǎn)區(qū)域：華東、華中、華北、華南地區(qū)、西部等地區(qū).
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