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五月亭亭开心中文字幕知識

特制電源厂家告诉你开关电源技术发展的十大关注点

編輯:南京弗來翔電子有限公司時間:2018-06-29

開關電源一直是電子五月亭亭开心中文字幕裏非常熱門的技術,而它的發展趨勢又是大家必須時刻關注的問題,不然一不留神就會跟不上技術發展的步伐。特制電源廠家告訴你開關電源技術發展的十大關注點。


關注點一:功率半導體器件性能

  

1998年,Infineon公司推出冷mos管,它采用“ 超级结”(Super-Junction)结构,故又称超结功率 MOSFET。工作电压600V~800V,通态电阻几乎降低了一个数量级,仍保持开关速度快的特点,是一种有发展前途的高频功率半导体电子器件。

  

IGBT刚出现时,电压、电流额定值只有600V、25A。很长一段时间内,耐压水平限于1200V~1700V,经过长时间的探索研究和改进,现在 IGBT的电压、电流额定值已分别达到3300V/1200A和4500V/1800A,高压IGBT单片耐压已达到6500V,一般IGBT的工作频率上限为20kHz~40kHz,基于穿通(PT)型结构应用新技术制造的IGBT,可工作于150kHz(硬开关)和300kHz(软开关)。

  

IGBT的技術進展實際上是通態壓降,快速開關和高耐壓能力三者的折中。隨著工藝和結構形式的不同,IGBT在20年曆史發展進程中,有以下幾種類型:穿通(PT)型、非穿通(NPT)型、軟穿通(SPT)型、溝漕型和電場截止(FS)型。

  碳化硅SiC是功率半导体器件晶片的理想材料,其优点是:禁带宽、工作温度高(可达600℃)、热稳定性好、通态电阻小、导热性能好、漏电流极小、 PN结耐压高等,有利于制造出耐高温的高频大功率半导体电子元器件。

  

關注點二:開關電源功率密度

  

提高開關電源的功率密度,使之小型化、輕量化,是人們不斷努力追求的目標。電源的高頻化是國際電力電子界研究的熱點之一。電源的小型化、減輕重量對便攜式電子設備(如移動五月亭亭开心中文字幕,數字相機等)尤爲重要。使開關電源小型化的具體辦法有:

  

一是高頻化。爲了實現電源高功率密度,必須提高PWM變換器的工作頻率、從而減小電路中儲能元件的體積重量。

  

二是应用压电变压器。应用压电变压器可使高频功率变换器实现轻、小、薄和高功率密度。压电变压器利用压电陶瓷材料特有的 “电压-振动”变换和“振动- 电压”变换的性质传送能量,其等效电路如同一个串并联谐振电路,是功率变换领域的研究热点之一。

  

三是采用新型电容器。为了减小电力电子设备的体积和重量,必须设法改进电容器的性能,提高能量密度,并研究开发适合于电力电子及电源系统用的新型电容器,要求电容量大、等效串联电阻ESR 小、体积小等。

  

關注點三:高頻磁與同步整流技術

  

電源系統中應用大量磁元件,高頻磁元件的材料、結構和性能都不同于工頻磁元件,有許多問題需要研究。對高頻磁元件所用磁性材料有如下要求:損耗小,散熱性能好,磁性能優越。適用于兆赫級頻率的磁性材料爲人們所關注,納米結晶軟磁材料也已開發應用。

  

高頻化以後,爲了提高開關電源的效率,必須開發和應用軟開關技術。它是過去幾十年國際電源界的一個研究熱點。

  

對于低電壓、大電流輸出的軟開關變換器,進一步提高其效率的措施是設法降低開關的通態損耗。例如同步整流SR技術,即以功率MOS管反接作爲整流用開關二極管,代替蕭特基二極管(SBD),可降低管壓降,從而提高電路效率。

  

關注點四:分布電源結構

  

分布电源系统适合于用作超高速集成电路组成的大型工作站(如图像处理站)、大型数字电子交换系统等的电源,其优点是:可实现dc/dc变换器组件模块化;容易实现N+1功率冗余,易于扩增负载容量;可降低48V母线上的电流和电压降;容易做到热分布均匀、便于散热 设计;瞬态响应好;可在线更换失效模块等。

  

現在分布電源系統有兩種結構類型,一是兩級結構,另一種是三級結構。

  

關注點五:PFC變換器

  

由于ac/dc变换电路的输入端有整流元件和滤波电容,在正弦电压输入时,单相整流电源供电的电子设备,电网侧(交流输入端)功率因数仅为 0.6~0.65。采用PFC(功率因数校正)变换器,网侧功率因数可提高到0.95~0.99,输入电流THD小于10%。既治理了电网的谐波污染,又提高了电源的整体效率。这一技术称为有源功率因数校正APFC单相APFC国内外开发较早,技术已较成熟;三相APFC的拓扑类型和控制策略虽然已经有很多种,但还有待继续研究发展。

  

一般高功率因數ac/dc開關電源,由兩級拓撲組成,對于小功率ac/dc開關電源來說,采用兩級拓撲結構總體效率低、成本高。

  

如果對輸入端功率因數要求不特別高時,將PFC變換器和後級dc/dc變換器組合成一個拓撲,構成單級高功率因數ac/dc開關電源,只用一個主開關管,可使功率因數校正到0.8以上,並使輸出直流電壓可調,這種拓撲結構稱爲單管單級即S4PFC變換器。

  

關注點六:電壓調節器模塊VRM

  

電壓調節器模塊是一類低電壓、大電流輸出dc-dc變換器模塊,向微處理器提供電源。

  

現在數據處理系統的速度和效率日益提高,爲降低微處理器IC的電場強度和功耗,必須降低邏輯電壓,新一代微處理器的邏輯電壓已降低至1V,而電流則高達50A~100A,所以對VRM的要求是:輸出電壓很低、輸出電流大、電流變化率高、快速響應等。

  

關注點七:全數字化控制

  

電源的控制已經由模擬控制,模數混合控制,進入到全數字控制階段。全數字控制是一個新的發展趨勢,已經在許多功率變換設備中得到應用。

  

但是過去數字控制在dc/dc變換器中用得較少。近兩年來,電源的高性能全數字控制芯片已經開發,費用也已降到比較合理的水平,歐美已有多家公司開發並制造出開關變換器的數字控制芯片及軟件。

  

全数字控制的优点是:数字 信号与混合模数信号相比可以标定更小的量,芯片价格也更低廉;对电流检测误差可以进行精确的数字校正,电压检测也更精确;可以实现快速,灵活的控制设计。

  

關注點八:電磁兼容性

  

高频开关电源的电磁兼容EMC问题有其特殊性。功率半导体开关管在开关过程中产生的di/dt和dv /dt,引起强大的传导电磁干扰和谐波干扰。有些情况还会引起强电磁场(通常是近场)辐射。不但严重污染周围电磁环境,对附近的电气设备造成电磁干扰,还可能危及附近操作人员的安全。同时,电力电子电路(如开关变换器)内部的控制电路也必须能承受开关动作产生的EMI及应用现场电磁噪声的干扰。上述特殊性,再加上EMI测量上的具体困难,在电力电子的电磁兼容领域里,存在着许多交*科学的前沿课题有待人们研究。国内外许多大学均开展了电力电子电路的电磁干扰和电磁兼容性问题的研究,并取得了不少可喜成果。近几年研究成果表明,开关变换器中的电磁噪音源,主要来自主开关器件的开关作用所产生的电压、电流变化。变化速度越快,电磁噪音越大。

  

關注點九:設計和測試技術

  

建模、仿真和CAD是一种新的设计工具。为仿真电源系统,首先要建立仿真模型,包括电力电子器件、变换器电路、数字和模拟控制电路以及磁元件和磁场分布模型等,还要考虑开关管的热模型、可*性模型和 EMC模型。各种模型差别很大,建模的发展方向是:数字-模拟混合建模、混合层次建模以及将各种模型组成一个统一的多层次模型等。

  

電源系統的CAD,包括主電路和控制電路設計、器件選擇、參數優化、磁設計、熱設計、EMI設計和印制電路板設計、可*性預估、計算機輔助綜合和優化設計等。用基于仿真的專家系統進行電源系統的CAD,可使所設計的系統性能優,減少設計制造費用,並能做可制造性分析,是21世紀仿真和CAD技術的發展方向之一。此外,電源系統的熱測試、EMI測試、可*性測試等技術的開發、研究與應用也是應大力發展的。

  

關注點十:系統集成技術

  

电源设备的制造特点是:非标准件多、劳动强度大、设计周期长、成本高、可*性低等,而用户要求制造厂五月亭亭开心中文字幕的电源五月亭亭开心中文字幕更加实用、更轻小、成本更低。这些情况使电源制造厂家承受巨大压力,迫切需要开展集成电源模块的研究开发,使电源五月亭亭开心中文字幕的标准化、模块化、可制造性、规模五月亭亭开心中文字幕、降低成本等目标得以实现。 实际上,在电源集成技术的发展进程中,已经经历了电力半导体器件模块化,功率与控制电路的集成化,集成无源元件(包括磁集成技术)等发展阶段。近年来的发展方向是将小功率电源系统集成在一个芯片上,可以使电源五月亭亭开心中文字幕更为紧凑,体积更小,也减小了引线长度,从而减小了寄生参数。在此基础上,可以实现一体化,所有元器件连同控制保护集成在一个模块中。


特制電源厂家为你总结的开关电源技术发展的十大关注点!希望能对你有所帮助!