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对开关电源的要求与发展方向的介绍

发布时间:2008/10/6 0:00:00 访问次数:494

  开关电源是电子设各正常工作的动力和心脏,也是电子设各的基础部件。因此对开关电源有很高的要求,其中包括使用要求和电气性能要求 。便用要求是:可靠性要高、可维修性要好、体积小、重量轻、价格便宜、使用费用低和优良的电气性能。

  平均故障间隔时间mtbf是衡量开关电源可靠性的重要标志,某些电源模块的mtbf已经达到50万小时以上。减小开关电源的损耗,提高开关电 源的效率和改善散热条件,从而减小开关电源的温升,是提高可靠性的基本方法。加强生产过程中的质量控制,保证开关电源具有好的电气绝缘和机械强度等也是十分重要的。

  对于中型和大型的开关电源,改善可维修性是相当重要的,能及时诊断出故障的部位,不用专用工具就能够排出故障是衡量可维修性好坏的 标志。或者说不需要专门的熟练工人,就能够在较短的时间内排除故障的开关电源就是具有好的可维修性。因此这些大中型开关电源必须要有 计算机故障检测、保护、诊断、故障记忆与报警电路。可维修性包括现场维修和工厂维修两个方面。现场维修要求在电源运行的情况下快速拆 下故障的电源模块,更换上新的模块,并使新模块方便地投人运行。工厂维修是指对故障电源本身的修理。对于小功率的电源模块则一般不再 修理。

  随着芯片集成度的不断提高,电子设各内的功能部件的体积不断减小,囚而要求设各内部开关电源的体积和重量也要不断减小。直接装在印 制板上的模块电源,还要求薄型化。对于为电子设备配套的开关电源,即使它不在电子设各的内部,也要求具有小的体积和重量。提高开关电 源的开关频率是减小开关电源体积重量的基本措施,囚为变压器和电感电容等滤波元件的体积重量是随着频率的提高而减小的。提高开关频率 需要发展高速电力电子开关器件和高频低损耗的磁心及电容器,发展高强度、高绝缘性能和高导热性的绝缘材料,发展新型的零开关损耗的电 路,如相应的开关电源结构与工艺方法。

  降低开关电源的生产成本和使用费用,是提高市场竞争力的主要条件。

  开关电源的电气性能,对作为它的负载的电子设各的工作有直接的影响,电子设各的发展对开关电源的电气性能要求也在不断提高。开关电 源在家用电子电器和家用电脑中的应用,为防止电源故障危害人身安全,对开关电源的安全性提出了更高的要求。

  直流高频开关电源的电气性能包括输入特性、输出特性、附加功能、电磁兼容性和噪声容限。

  直流高频开关电源的输入电源有两种:即直流电源(如蓄电池)和交流电源(如市电)。交流输人时交流电压需要先经过整流滤波变成直流电压 后,再通过dc/dc转换器转换成负载所需的高质量直流电压。直流输入时,直流电源电压的额定值及其变化范围、输人电流的额定值及其变化范 围、输入冲击电流、输入电压的突然下降或瞬时断电、输入漏电流等,是必须要考虑的因素。当输入为交流电源时,还必须要考虑交流电压的 相数,电源频率及其变动范围,输入电流波形和输入功率因数等要求。

  高频开关电源的输出参数有额定输出电压、额定输出电流、输出电压的稳定范围,输出电流的变化范围和输出电压的纹波。输出电压的稳定 精度是直流开关电源的一项重要技术指标,输入电压的变化、负载电流的变化、工作环境温度的变化和工作时问的增长,都会使开关电源的输 出电压变化。稳压精度包括负载效应(负载调整率)和源效应(市电调整率)。负载效应是指当负载在0%~100%额定电流范围内变化时,输 出电压的变化量与输出电压整定值的比值。源效应是指当市电电压在规定的范围内变化时,输出电压的变化量与输出电压整定值的比值。

  开关电源还应具有输出过压、欠压、过电流和过热等保护功能,以免损坏用电设各。在构成电源系统时,开关电源还应有遥控、遥测和遥信 功能。

  开关电源还应具有较高的电能转换效率、低的转换损耗、低的噪声、好的电磁兼容性和绝缘性能等。

  为了提高开关电源性能、高频化、小型化、模块化和智能化是当前直流开关电源的发展方向。高频化是小型化和模块化的基础。目前,开关 电源的开关频率为数百千赫至数兆赫的开关电源已有使用。功率重量比或功率体积比是表征开关电源小型化的重要指标,50 w/in3的开关电源 早已上市,目前已向120w/in3的方向发展。模块化与小型化密不可分,同时模块化可以显着地提高开关电源的可靠性和使用灵活性,简化了生 产和使用。模块化开关电源的并联、串联和级联既便于用户使用,也方便于生产。智能化是便于使用和维修的基础,无人值守的电源机房、航 空和航天器电源系统等,都要求高度智能化,以实现正常、故障应急和危急情况下对电源的自动管理。

  欢迎转载,信息来自维库电子市场网(www.dzsc.com)



  开关电源是电子设各正常工作的动力和心脏,也是电子设各的基础部件。因此对开关电源有很高的要求,其中包括使用要求和电气性能要求 。便用要求是:可靠性要高、可维修性要好、体积小、重量轻、价格便宜、使用费用低和优良的电气性能。

  平均故障间隔时间mtbf是衡量开关电源可靠性的重要标志,某些电源模块的mtbf已经达到50万小时以上。减小开关电源的损耗,提高开关电 源的效率和改善散热条件,从而减小开关电源的温升,是提高可靠性的基本方法。加强生产过程中的质量控制,保证开关电源具有好的电气绝缘和机械强度等也是十分重要的。

  对于中型和大型的开关电源,改善可维修性是相当重要的,能及时诊断出故障的部位,不用专用工具就能够排出故障是衡量可维修性好坏的 标志。或者说不需要专门的熟练工人,就能够在较短的时间内排除故障的开关电源就是具有好的可维修性。因此这些大中型开关电源必须要有 计算机故障检测、保护、诊断、故障记忆与报警电路。可维修性包括现场维修和工厂维修两个方面。现场维修要求在电源运行的情况下快速拆 下故障的电源模块,更换上新的模块,并使新模块方便地投人运行。工厂维修是指对故障电源本身的修理。对于小功率的电源模块则一般不再 修理。

  随着芯片集成度的不断提高,电子设各内的功能部件的体积不断减小,囚而要求设各内部开关电源的体积和重量也要不断减小。直接装在印 制板上的模块电源,还要求薄型化。对于为电子设备配套的开关电源,即使它不在电子设各的内部,也要求具有小的体积和重量。提高开关电 源的开关频率是减小开关电源体积重量的基本措施,囚为变压器和电感电容等滤波元件的体积重量是随着频率的提高而减小的。提高开关频率 需要发展高速电力电子开关器件和高频低损耗的磁心及电容器,发展高强度、高绝缘性能和高导热性的绝缘材料,发展新型的零开关损耗的电 路,如相应的开关电源结构与工艺方法。

  降低开关电源的生产成本和使用费用,是提高市场竞争力的主要条件。

  开关电源的电气性能,对作为它的负载的电子设各的工作有直接的影响,电子设各的发展对开关电源的电气性能要求也在不断提高。开关电 源在家用电子电器和家用电脑中的应用,为防止电源故障危害人身安全,对开关电源的安全性提出了更高的要求。

  直流高频开关电源的电气性能包括输入特性、输出特性、附加功能、电磁兼容性和噪声容限。

  直流高频开关电源的输入电源有两种:即直流电源(如蓄电池)和交流电源(如市电)。交流输人时交流电压需要先经过整流滤波变成直流电压 后,再通过dc/dc转换器转换成负载所需的高质量直流电压。直流输入时,直流电源电压的额定值及其变化范围、输人电流的额定值及其变化范 围、输入冲击电流、输入电压的突然下降或瞬时断电、输入漏电流等,是必须要考虑的因素。当输入为交流电源时,还必须要考虑交流电压的 相数,电源频率及其变动范围,输入电流波形和输入功率因数等要求。

  高频开关电源的输出参数有额定输出电压、额定输出电流、输出电压的稳定范围,输出电流的变化范围和输出电压的纹波。输出电压的稳定 精度是直流开关电源的一项重要技术指标,输入电压的变化、负载电流的变化、工作环境温度的变化和工作时问的增长,都会使开关电源的输 出电压变化。稳压精度包括负载效应(负载调整率)和源效应(市电调整率)。负载效应是指当负载在0%~100%额定电流范围内变化时,输 出电压的变化量与输出电压整定值的比值。源效应是指当市电电压在规定的范围内变化时,输出电压的变化量与输出电压整定值的比值。

  开关电源还应具有输出过压、欠压、过电流和过热等保护功能,以免损坏用电设各。在构成电源系统时,开关电源还应有遥控、遥测和遥信 功能。

  开关电源还应具有较高的电能转换效率、低的转换损耗、低的噪声、好的电磁兼容性和绝缘性能等。

  为了提高开关电源性能、高频化、小型化、模块化和智能化是当前直流开关电源的发展方向。高频化是小型化和模块化的基础。目前,开关 电源的开关频率为数百千赫至数兆赫的开关电源已有使用。功率重量比或功率体积比是表征开关电源小型化的重要指标,50 w/in3的开关电源 早已上市,目前已向120w/in3的方向发展。模块化与小型化密不可分,同时模块化可以显着地提高开关电源的可靠性和使用灵活性,简化了生 产和使用。模块化开关电源的并联、串联和级联既便于用户使用,也方便于生产。智能化是便于使用和维修的基础,无人值守的电源机房、航 空和航天器电源系统等,都要求高度智能化,以实现正常、故障应急和危急情况下对电源的自动管理。

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