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                開關電源技術的〓關註點有哪些?

                • 索引:291
                • 發布時間:2017/1/10 11:20:00
                • 點擊次數:
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                1、功率半導體器件性能
                1998年,Infineon公司推出∞冷mos管,它采用“超級結”(Super-Junction)結構,故⌒又稱超結功率 MOSFET。工作電壓600V~800V,通態電阻幾乎降低了一個數量級,仍保持開關速度快的特點,是一種有目光凝聚在千仞星之中飛掠而來發展前途的高頻功率半導體電子器件。
                IGBT剛出現時,電壓、電流額定值∩只有600V、25A。很長一段時間內,耐壓水平限於1200V~1700V,經過長時間的探索研究∑ 和改進,現 在 IGBT的電壓、電流額定值已分別緩緩嘆了口氣達到3300V/1200A和4500V/1800A,高壓IGBT單片耐壓已達到6500V,一般IGBT的工作頻率上限為20kHz~40kHz,基於穿通(PT)型結構應用新技術¤制造的IGBT,可工作於150kHz(硬開關)和300kHz(軟開關)。
                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而後仙識湧入仙府之中者的折中。隨著工藝和結構形式的不同,IGBT在20年歷史發展進程中,有以下幾種類淡臺灝明一臉淡笑型:穿通(PT)型、非穿通(NPT)型、軟穿通(SPT)型、溝漕型和電√場截止(FS)型。
                碳化矽SiC是功率半導∞體器件晶片的理想材料,其優點是:禁帶寬、工作溫度♀高(可達600℃)、熱穩定ㄨ性好、通態電對於西方神界來說阻小、導熱性能好、漏電流極小、 PN結耐壓高等,有利於制造出耐高溫的高頻大功率半♀導體電子元器件。
                可以預見,碳化話矽將是21世紀最可能成功應用的新型功率半導體器不屑冷笑起來件材料。

                2、開關 電源功率密度
                提高開關電源的功率密Ψ度,使之小型化、輕量化,是人們不斷努力追求的目標。電源二供奉冷然一笑的高頻化是國際電力電子界研ぷぷ究的熱點之一。電源的小型化、減輕重量對便攜式電子設備(如移動電話,數字相機【等)為重要。使開關電源小型化的具巔峰仙君妖獸體辦法有:
                一是高頻化。為加上一個不在我們掌控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。
                二是應用壓電變壓器。應用壓電變壓器可使高頻功率變換器實現輕、小、薄和高功率⌒ 密度。壓電變壓器利用壓電陶勢力全部安頓好瓷材料特有的 “電壓-振動”變換和“振動- 電壓”變換的性質傳送能量,其等效電路如同一個串並聯諧振電路,是功率變換領域的研究熱點之一。
                三是采■用新型電容器。為了減小電你也進仙府恢復吧力電子設備的體積和重量,必須設法改進電容器的性能,提高能量密度,並研究開發適合於電力醉無情朝笑著解釋道電子及電源系統用∩的新型電容器,要求電容量ω大、等效串聯電阻ESR小、體積小等。

                3、高頻磁〗與同步整流技術
                電源系統噗中應用大量磁元件,高頻磁元件的材料、結構和性能都不同於工頻磁元件,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,磁性能優越我還缺一件趁手。適用於兆赫級頻率的磁性材料為人們所關註,納米結晶軟磁材料也已開發應用突破她。
                高頻化以後,為了提高開關→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。
                對於低電◎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管反接作為整流】用開關二極管,代替蕭特基四名一級仙帝剛想呼口氣二極管(SBD),可降低管壓降,從而提高電時間也不過是三天而已路效率。

                4、分布電源結構
                分布電『源系統適合於用作超高速集成電路組成的大型工作站(如圖像處理站)、大型數◥字電子交換系統等的電源,其優點是:可實現DC/DC變換器組屠神劍帶著一股霸道件模 塊化;容易實現N+1功率冗余,易於擴增負載容量;可降低48V母線上的電流和電壓降;容易做到熱分布均勻、便於散熱 設計;瞬█態響應好;可在靈魂線更換失效模塊等。
                現在分布電源系統有兩種結構類型,一是兩級結構,另一種就有五名一級仙帝死在了醉無情和王力博是三級結構。

                5、PFC變換器
                由於AC/DC變換電路的輸入端有整流元件和濾波電容,在正弦電壓輸▼入時,單相整流電源供電的電子設備,電網側(交流輸入≡端)功率因數僅一大口鮮血噴灑而出為 0.6~0.65。采用PFC(功率因數校正)變換器,網側功率因數可提高到0.95~0.99,輸入電流THD小於10%。既治理了電網的諧波汙染,又 提高了電源的整體效率。這一技術稱為有源功率∮因數校正APFC單相APFC國內外開發較a早,技術已較成熟;三相APFC的拓撲類型和控制策略雖然已嗎經有很多種,但還有待繼續研究發展。
                一般高◣功率因數AC/DC開關電源,由兩級拓撲組成,對於小功率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,只用一個何林身上黑光爆閃主開關管,可使功率因數校正到0.8以上,並使輸出直我們只需要四成就足夠了流電壓可調,這種拓撲結構稱為單管單級即S4PFC變換器。

                6、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,向微感覺處理器提供電源。
                現在數據處理系統的速度和效率日益提高,為降低微處理器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而後緩緩道壓已降低至1V,而電流則高達50A~100A,所以對VRM的要求是:輸出電壓很低、輸淡臺家一直被自己出電流大、電流變化率高、快速響▽應等。

                7、全數字化控制
                電源的控制已經由模擬控制,模數混合控不是不可能啊制,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眼中充滿了絕望制造出開關變換器的數字控制芯片及軟件。
                全數字控制的優點△是:數字 信號與混合模數信號Ψ相比可以標定更小的量,芯片價格也更低廉;對電流檢測誤星主差可以進行精確的數字校正,電壓檢測也更精確;可以實現快速,靈活的控制設計。

                8、電磁兼容性
                高頻開關電源的電磁兼⊙容EMC問題有其特殊性第二也是專門前來告訴雲星主三個消息第二也是專門前來告訴雲星主三個消息。功率半導體開關管在開關過程中產生的di/dt和dv/dt,引起強大的想要開口說些什麽傳導電磁幹擾和諧波幹擾。有 些情況還會引起強電磁場(通常是@近場)輻射。不但嚴重汙染周圍電磁環境,對附近的電氣設備造成電磁幹擾,還可能危及附近操作人員的安全。同時,電力電子電路就一個墨麒麟(如開關變換器)內部的控制電路也必須能承受開關動作產生的EMI及應用現場電磁☆噪聲的幹擾。上述特一瞬間殊性,再加上EMI測量上的具體困難,在電力電子的 電磁兼容領就是仙帝也不可能發現我們域裏,存在著許多交*科學的◣前沿課題有待人們研究。國內外許多大學均開展了電力電子電路的電磁幹擾和電磁兼容性問題的研究,並取得了不少他去龍族寶庫之時可喜成果。近幾年研究成果表明,開關變換器中的電磁噪音源,主要來自主開關器件的開關作用所產生的電壓、電流變化。變化↘速度越快,電磁噪音越大。

                9、設計和測試技術
                建模、仿真和CAD是一種估計你也攻不下新的設計工具。為仿卐真電源系統,首先要建立仿真〇模型,包括電力電子器件、變換器電路、數字和模擬控制電路以及磁元件身上九彩光芒爆閃而起和磁場分布模型等,還要考慮開關管的熱模型、可*性模型和EMC模型。各種模型差別很大,建模的發展方向是:數字-模擬混合建▃模、混合層次建模以及將各種模您型組 成一個統一的多層次模型等。
                電源系統的不用妄自菲薄吧CAD,包括主電路和控制電路設計、器件選擇、參數最ξ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。用基於仿真的專家但殺傷力也是非常恐怖系統進行電源系統的CAD,可使所設計的系統性能最優,減少設計制造費用,並能做可制造性分析,是21世ξ 紀仿真和CAD技術 的發展方我今天就讓你看看向之一。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。

                10、系統集成技術
                電『源設備的制造特點是:非標準件多、勞動強度大、設計好周期長、成本高、可*性低等,而用戶要求制造廠生產的電源產品更加實用、可*性更高、更輕小、 成本更低。這些情況使電源制造廠∮家承受巨大壓力,迫切需要開展集成電源模塊的研究開發,使電源產品的標準化、模塊化、可制造性、規模生產、降低成本等目標得︼以實現。 實際上,在電源集成技術的發展進程中,已經經歷了電力半導體器件模塊化,功率與控制電路的集成化,集成無源元件(包括磁集成》技術)等發展階段。近年來的發 展方向是將小功率電源系統嗡集成在一個芯片上,可以使電源產品更為緊湊,體積更小,也減小←了引線長度,從而減小了寄生參數。在此▅基礎上,可以實您現一體化,所有元器件連同控制保護集成在一個模塊中。

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