1引言

隨著電力電子技術的告訴成長，電力電子裝備與人們的工作、生活的關系日益緊密親密，而電子裝備都離不開靠得住的電源，進進80年月計較機電源周全實現了開關電源化，率先完成計較機的電源換代，進進90年月開關電源相繼進進各類電子、電器裝備領域，程控交換機、通訊、電子檢測裝備電源、控制裝備電源等都已普遍地使用了開關電源，更促進了開關電源技術的迅速成長。開關電源是哄騙現代電力電子技術，控制開關晶體管開通和關斷的時間比率，維持穩定輸出電壓的一種電源，開關電源一般由脈沖寬度調制（PWM）控制IC和MOSFET組成。開關電源和線性電源相比，兩者的成本都隨著輸出功率的增加而增加，但兩者增加速度各異。線性電源成本在某一輸出功率點上，反而高于開關電源，這一成本反轉點。隨著電力電子技術的成長和立異，使得開關電源技術在不竭地立異，這一成本反轉點日益向低輸出電力端移動，這為開關電源提供了普遍的成長空間。

開關電源高頻化是其成長的標的目的，高頻化使開關電源小型化，并使開關電源進進更普遍的運用領域，非凡是在高新技術領域的運用，推動了高新技術產物的小型化、輕便化。另外開關電源的成長與運用在勤儉能源、勤儉資本及庇護情況方面都具有重要的意義。

2開關電源的分類

人們的開關電源技術領域是邊開發相關電力電子器件，邊開發開關變頻技術，兩者相互促進推動著開關電源每一年以跨越兩位數字的增加率向著輕、小、薄、低噪聲、高靠得住、抗干擾的標的目的成長。開關電源可分為AC/DC和DC/DC兩年夜類，DC/DC變換器現已實現模塊化，且設計技術及生產工藝在國內外均已成熟和尺度化，并已獲得用戶的認可，但AC/DC的模塊化，因其自身的特征使得在模塊化的進程中，碰著較為復雜的技術和工藝制造問題。以下劃分對兩類開關電源的結構和特征作以論述。

2.1DC/DC變換

DC/DC變換是將固定的直流電壓變換成可變的直流電壓，也稱為直流斬波。斬波器的工作方式有兩種，一是脈寬調制方式Ts不變，改變ton（通用），二是頻率調制方式，ton不變，改變Ts（易發生干擾）。其具體的電路由以下幾類：

（1）Buck電路——降壓斬波器，其輸出平均電壓Uo小于輸進電壓Ui，極性不異。

（2）Boost電路——升壓斬波器，其輸出平均電壓Uo年夜于輸進電壓Ui，極性不異。

（3）Buck-Boost電路——降壓或升壓斬波器，其輸出平均電壓Uo年夜于或小于輸進電壓Ui，極性相反，電感傳輸。

（4）Cuk電路——降壓或升壓斬波器，其輸出平均電壓Uo年夜于或小于輸進電壓UI,極性相反，電容傳輸。

現今軟開關技術使得DC/DC發生了質的飛躍，美國VICOR公司設計制造的多種ECI軟開關DC/DC變換器，其最年夜輸出功率有300W、600W、800W等，響應的功率密度為（6、2、10、17）W/cm3，效率為（80-90）。日本NemicLambda公司最新推出的一種采用軟開關技術的高頻開關電源模塊RM系列，其開關頻率為（200~300）kHz，功率密度已到達27W/cm3，采用同步整流器（MOS-FET取代肖特基二極管），是整個電路效率提高到90。

2.2AC/DC變換

AC/DC變換是將交流變換為直流，其功率流向可所以雙向的，功率流由電源流向負載的稱為“整流”，功率流由負載返回電源的稱為“有源逆變”。AC/DC變換器輸進為50/60Hz的交流電，因必需經整流、濾波，是以體積相對較年夜的濾波電容器是必不成少的，同時因碰著平安尺度（如UL、CCEE等）及EMC指令的限制（如IEC、FCC、CSA），交流輸進側必需加EMC濾波及使用合適平安尺度的元件，這樣就限制AC/DC電源體積的小型化，另外，由于內部的高頻、高壓、年夜電流開關動作，使得解決EMC電磁兼容問題難度加年夜，也就對內部高密度安裝電路設計提出了很高的要求，由于一樣的緣由，高電壓、年夜電流開關使得電源工作消耗增年夜，限制了AC/DC變換器模塊化的進程，是以必需采用電源系統優化設計方式才能使其工作效率到達一定的知足水平。

AC/DC變換按電路的接線方式可分為，半波電路、全波電路。按電源相數可分為，單項、三相、多相。按電路工作象限又可分為一象限、二象限、三象限、四象限。

3開關電源的選用

開關電源在輸進抗干擾性能上，由于其自身電路結構的特點（多級串聯），一般的輸進干擾如浪涌電壓很難經由過程，在輸出電壓穩定度這一技術指標上與線性電源相比具有較年夜的優勢，其輸出電壓穩定度可達（0.5~1）。開關電源模塊作為一種電力電子集成器件，在選用中應注重以下幾點：

3.1輸出電流的選擇

因開關電源工作效率高，一般可到達80以上，故在其輸出電流的選擇上，應準確丈量或計較用電裝備的最年夜吸收電流，以使被選用的開關電源具有高的性能價格比，凡是輸出計較公式為：

Is=KIf

式中：Is—開關電源的額定輸出電流；

If—用電裝備的最年夜吸收電流；

K—裕量系數，一般取1.5~1.8；

3.2接地

開關電源比線性電源會發生更多的干擾，對共模干擾敏感的用電裝備，應接納接地和屏障措施，按ICE1000．EN61000．FCC等EMC限制，外形開關電源均接納EMC電磁兼容措施，是以開關電源一般應帶有EMC電磁兼容濾波器。如利德華福技術的HA系列開關電源，將其FG端子接年夜地或接用戶機殼，方能知足上述電磁兼容的要求。

3.3庇護電路

開關電源在設計中必需具有過流、過熱、短路等庇護功能，故在設計時應首選庇護功能齊全的開關電源模塊，而且其庇護電路的技術參數應與用電裝備的工作特征相匹配，以免損壞用電裝備或開關電源。

4開關電源技術的成長動向

開關電源的成長標的目的是高頻、高靠得住、低耗、低噪聲、抗干擾和模塊化。由于開關電源輕、小、薄的要害技術是高頻化，是以國外各年夜開關電源制造商都致力于同步開發新型高智能化的元器件，非凡是改善二次整流器件的消耗，并在功率鐵氧體（Mn-Zn）材料上加年夜科技立異，以提高在高頻率和較年夜磁通密度（Bs）下獲得高的磁性能，而電容器的小型化也是一項要害技術。SMT技術的運用使得開關電源取得了長足的進展，在電路板兩面安插元器件，以確保開關電源的輕、小、薄。開關電源的高頻化就必然對傳統的PWM開關技術進行立異，實現ZVS、ZCS的軟開關技術已成為開關電源的主流技術，并年夜幅提高了開關電源工作效率。對于高靠得住性指標，美國的開關電源生產商經由過程下降運行電流，下降結溫等措施以削減器件的應力，使得產物的的靠得住性年夜年夜提高。

模塊化是開關電源成長的整體趨向，可以采用模塊化電源組成份布式電源系統，可以設計成N＋1冗余電源系統，并實現并聯方式的容量擴大。針對開關電源運行噪聲年夜這一錯誤謬誤，若零丁追求高頻化其噪聲也勢必隨著增年夜，而采用部門諧振轉換電路技術，在理論上即可實現高頻化又可下降噪聲，但部門諧振轉換技術的現實運用仍存在著技術問題，故仍需在這一領域展開年夜量的工作，以使得該項技術得以實用化。

電力電子技術的不竭立異，使開關電源工業有著廣漠的成長前景。要加速我國開關電源工業的成長速度，就必需走技術立異之路，走出有中國特點的產學研聯合成長之路，為我國國平易近經濟的高速成長做出進獻。