电源技术总结.docx

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电源技术总结

电源技术总结

篇一：

现代电源技术发展综述

网络教育学院

《可编程控制器》大作业

题目：

现代电源技术发展综述

题目一：

现代电源技术发展综述

总则：

论述现代电源技术的发展现状及应用，并结合电力电子技术的发展，分析现代电源技术的发展趋势。

撰写要求：

（1）介绍现代电源技术的发展概况。

（2）介绍现代电力电子技术的发展概况。

（3）选择一种电源，介绍其发展及应用。

（4）总结（需要说明的问题）。

（5）为区分实验报告是否独立完成，请写些自己对该课程的想法或者学习心得。

现代电源技术是应用电力电子半导体器件，综合自动控制、计算机（微处理器）技术和电磁技术的多学科边缘交又技术。

在各种高质量、高效、高可靠性的电源中起关键作用，是现代电力电子技术的具体应用。

当前，电力电子作为节能、节才、自动化、智能化、机电一体化的基础，正朝着应用技术高频化、硬件结构模块化、产品性能绿色化的方向发展。

在不远的将来，电力电子技术将使电源技术更加成熟、经济、实用，实现高效率和高品质用电相结合。

1、现代电源技术发展

1、1现代电源技术概况

现代电源技术是应用电力电子半导体器件，综合自动控制、计算机技术和电磁技术的多学科边缘交又技术，是现代电力电子技术的具体应用，它的应用范围广泛，特别是它综合了多种学科的先进的知识，能为高新技术的发展提供有力的支撑。

电源的种类按照不同的分类标准来看，主要有以下几种：

按输入-输出分为ac-ac、ac-c、dc-c、dc-c；按工作状态分为线性电源、开关电源、二极管稳压电源；按同负载连接稳压方式分为串联型稳压电源、并联型稳压电源。

在各种电源中开关电源以其体积小、效率高、环路Pwm控制、输出短路和过载保护等特性已占领了电源市场，在电力电子技术的应用及各种电源系统中，开关电源技术均处于核心地位。

电源设备用以实现电能变换和功率传递，是一种技术含量高、知识面宽、更新换代快的产品。

1、2电源技术的发展趋势

随着电力电子技术的不断发展，电力电子器件的不断更新升级，现代电源技术势必会得到不断的发展，其发展的主要趋势是：

首先，技术的模块化、智能化。

电源技术模块化有两方面的含义,其一是指功率器件的模块化,其二是指电源单元的模块化。

新型电源将其各种模块集成在一起，使开关电源的体积进一步缩小，提高了器件的稳定性和系统的可靠性。

输出稳压电路模块化，使电源在实际应用中更加灵活、方便、智能。

其次，技术的多元化，数字化。

现代电子技术是一门综合性技术学科，电源技术的发展与相关技术的发展是相互促进的。

与电源相关的技术有高频变换技术、功率转换技术、数字化控制技术、全谐振高频软开关变换技术、同步整流技术、高度智能化技术、电磁兼容技术等，为了不断进行技术创新，电源技术要了解相关行业的技术水平和动态，及时更新知识技能。

最后，技术的绿色化。

在工业化进程中，环境友好越来越受到全社会的关注。

因此电源技术的低能耗、低污染、高效率已成为发展的必然趋势。

使新的电源技术能够节约能源消耗，减少对环境的污染，同时提高用电效率，避免能源浪费。

20世纪末，各种有源滤波器和有源补偿器的方案诞生，能够修正功率因数，为2l世纪批量生产各种绿色电源产品奠定了基础。

2、现代电力电子技术的发展

2、1现代电力电子技术的发展历程

电力电子技术是利用电力电子器件对电能进行控制和转换的学科。

它是电力、电子、控制三大电气工程技术领域之间的交叉学科。

随着科技的发展，电力电子技术和现代控制理论、材料科学、电机工程、微电子技术等许多领域密切相关，已逐步发展成为一门多学科相互渗透的综合性技术学科。

现代电力电子技术的发展经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代，各种电力电子器件不断更新，也促进了电力电子技术在许多新领域的应用。

具体的发展历程是：

第一，整流器时代。

大功率的工业用电由工频（50Hz）交流发电机提供，但是大约有20%的电能是以直流形式消费的，其中最典型的是电解、牵引和直流传动这三大领域。

在这个阶段，大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得到了很大发展。

第二，逆变器时代。

二十世纪七十年代，由于微机的发展，使电力电子装置得以进一步朝智能化的方向发展。

随着电力电子电路的发展和完善，由晶闸管组成的多种不同类型的电力电子装置不断出现。

大功率逆变用的晶闸管、门极可关断晶闸管和巨型功率晶体管是当时电力电子器件的主角。

这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变，但工作频率较低，仅局限在中低频范围内。

第三，变频器时代。

八十年代大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展，为现代电力电子技术的发展奠定了基础。

集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合，产生了一批全新的全控型功率器件。

moSFET和iGBT的相继问世，是传统的电力电子向现代电力电子转化的标志。

新型器件的发展不仅使交流电机性能更加完善可靠，而且使现代电子技术不断向高频化发展，为用电设备的高效节能，实现小型轻量化，机电一体化和智能化提供了重要的技术基础。

2、2现代电力电子技术的发展趋势

在当代的知识社会中强调技术创新，我国政府和企业也不断加大创新意识，将创新视为企业工作的主导内容。

电力电子技术是一项生命力旺盛的技术，与多种学科相互渗透，因而建立电气工业的技术创新机制，发展先进的电力电子技术，对于优化产业结构、推动新型电气工业升级和带动我国工业领域的技术创新具有重要作用。

二十世纪90年代电力电子器件的研究和开发，已进入高频化，标准模块化，集成化和智能时代。

以目前的形势来看，电力电子技术主要发展趋势将仍是是高频化和智能化。

高频化和变频技术的发展，将使机电设备向高频化方向发展，提高响应速度，实现最佳工作效率，并能实现无噪音且兼具全新的功能和用途。

而智能化的进展，会促进信息处理与功率处理的合一，促进电子技术的发展。

3、开关电源的发展及应用

开关电源（Switchingpowersupply）是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（Pwm）控制ic和moSFET构成。

应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LEd照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器，电子冰箱，液晶显示器，LEd灯具，通讯设备，视听产品，安防，电脑机箱，数码产品和仪器类等领域。

开关电源高频化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了开关电源的发展前进，产品不断向着轻、小、薄、低噪声、高可靠、抗干扰的方向发展。

四、总结

现代电力电子技术是开关电源技术发展的基础。

随着新型电力电子器件和适于更高开关频率的电路拓扑的不断出现，现代电源技术将在实际需要的推动下快

速发展。

在传统的应用技术下，由于功率器件性能的限制而使开关电源的性能受到影响。

为了极大发挥各种功率器件的特性，使器件性能对开关电源性能的影响减至最小，新型的电源电路拓扑和新型的控制技术，可使功率开关工作在零电压或零电流状态，从而可大大的提高工作频率，提高开关电源工作效率，设计出性能优良的开关电源。

总而言之，电力电子及开关电源技术因应用需求不断向前发展，新技术的出现又会使许多应用产品更新换代，还会开拓更多更新的应用领域。

开关电源高频化、模块化、数字化、绿色化等的实现，将标志着这些技术的成熟，实现高效率用电和高品质用电相结合。

这几年，随着通信行业的发展，以开关电源技术为核心的通信用开关电源，仅国内有20多亿人民币的市场需求，吸引了国内外一大批科技人员对其进行开发研究。

开关电源代替线性电源和相控电源是大势所趋，因此，同样具有几十亿产值需求的电力操作电源系统的国内市场正在启动，并将很快发展起来。

还有其它许多以开关电源技术为核心的专用电源、工业电源正在等待着人们去开发。

五、心得

通过了解电源技术的发展和现代电力电子技术的发展概况，使我充分理解了其结构组成。

对现代电源技术理解开关电源时，有些地方不懂，当通过导师和同学的帮忙最终理解透彻了。

篇二：

开关电源心得

班级：

电气技术姓名：

张学号：

单端反激式开关电源设计

原理图

一、电路组成及工作原理、电路组成根据要求，本次设计控制电路形式为反激式，单端反激式电路比正激式开关电源少用一个大储能滤波电感以及一个续流二极管，因此其体积小，且成本低。

此电源设计要采用的是反激式的开关管连接方式，并且开关电源的触发方式是它激式。

电源开关频率的选择决定了变换器如开关损耗、门极驱动损耗、输出整流管的损耗会越来越突出，对磁性材料的选择和参数设计的要求也会越苛刻。

另外，高频下线路的寄生参数对线路的影响程度难以预料，整个电路的稳定性、运行特性以及系统的调试会比较困难。

在本电的特性。

开关频率越高，变压器、电感器的体积越小，电路的动态响应也越好。

但随着频率的提高，诸源中，选定工作频率为100。

（:

电源技术总结）、工作原理

一、开关电源的工作过程相当容易理解，在线性电源中，让功率晶体管工作在线性模式，与线性电源不同的是，开关电源是让功率晶体管工作在导通和关断的状态，在这两种状态中，加在功率晶体管上的伏安乘积是很小的（在导通时，电压低，电流大；关断时，电压高，电流小）功率器件上的伏安乘积就是功率半导体器件上所产生的损耗。

二、与线性电源相比，开关电源更为有效的工作过程是通过斩波，即把输入的直流电压斩成幅值等于输入电压幅值的脉冲电压来实现的。

脉冲的占空比由开关电源的控制器来调节。

一旦输入电压被斩成交流方波，其幅值就可以通过变压器来升高或降低。

通过增加变压器的二次绕组数就可以增加输出的电压组数。

最后这些交流波形经过整流滤波后就得到直流输出电压。

如图所示。

三、控制器的主要目的是保持输出电压稳定，其工作过程与线性形式的控制器很类似。

也就是说控制器的功能块、电压参考和误差放大器，可以设计成与线性调节器相同。

他们的不同之处在于，误差放大器的输出（误差电压）在驱动功率管之前要经过一个电压脉冲宽度转换单元。

四、开关电源有两种主要的工作方式：

正激式变换和升压式变换。

尽管它们各部分的布置差别很小，但是工作过程相差很大，在特定的应用场合下各有优点。

二、心得体会

忙忙碌碌了许久，通过对开关电源相关知识的了解及查阅，我对其有了相当大的知晓，首先可以确认的是，开关电源在我们生活中必不可少，其应用的范围很广。

与其相对的还有一种铁芯变压器电源，为此我来将开关电源与其比较下有些什么优点：

一是节能。

绿色电源是开关电源中用途最为广泛的电源，它的效率一般可达到85%，质量好的可以达到95%甚至更高，而铁芯变压器的效率只有70%或者更少。

最近欧盟和美国消费者协会统计，美国一般家用电器和工业电气设备的单机能源消耗指数大于92%。

美国的“能源之星”对电子镇流器、开关电源以及家用电器的效率都制定有很仔细的、非常严格的规章条款。

二是体积小，重量轻。

据统计，100w的铁芯变压器的重量为1200g左右，体积达350，而100w的开关电源的重量只有250g，而且敞开式的电源更轻，体积不大铁芯变压器的1/4。

三是开关电源具有各种保护功能，不易损坏。

而其他的电源由于本身原因或使用不当，发生短路或断路的事故较多。

四是改变输出电流，电压比较容易，且稳定、可控。

五是根据人们的要求，可设计出各种具有特殊功能的电源，以满足人们的需要。

通过这次课程设计使我懂得了理论知识与实践相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，从理论中得出结论，才能提高自己的实际动手能力和独立思考能力。

在设计的过程中遇到的问题可以说是困难重重，难免会遇到各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握的不够牢固，比如说不懂一些元器件的使用方法，对电路的焊接掌握的不好通过这次课程设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故。

篇三：

电源总结

塔钟调研

调研目的：

了解塔钟里哪部分需要开关电源

LEd电源发展过程

第一阶段：

起步阶段

随着LEd在照明上的应用，市场上可供LEd照明厂家选择的电源是传统电源适配器和

oPEn-FRamE等工业电源，传统电源供应商也尝试将oPEn-FRamE简单的采用金属外壳和灌胶等调整结构来满足客户需要。

此阶段LEd驱动电源以恒压输出为主，普遍存在效率偏低（恒压模块小于85％），系统效率在80％左右，无防雷等保护设计。

发热严重，可靠性不高，寿命低于LEd灯体本身等缺陷，无法体现LEd本身所具有的超高寿命和超高光效的特点，严重制约了LEd照明应用的范围，也导致了各界对LEd高效节能的质疑和讨论。

第二阶段：

发展阶段

随着大家对LEd驱动电源重要性的认识深入，LEd灯具生产厂家开始寻找专业的LEd驱动电源供应商。

业内某专业LEd电源供应商采用先进的电路设计和专业的防雷防水技术与散热设计，推出了全球最高效率的75w／100w／150w／200w系列LEd驱动电源，满足了LEd照明要求。

此阶段LEd驱动电源在设计采用灌胶散热、设有防雷和防水保护功能，LEd驱动基本上是采用ac，dc恒压模块与dc，dc恒流模块分开方式，ac，dc恒压模块典型效率提高

到90％．92％，整个ac／dc恒压模块与dc，dc恒流模块LEd驱动电源整体效率也提高到了85％．87％。

因降低功耗使得温升降低（比同类产品温度低15—18度），极大地降低了电源的工作温度（在25℃时，元器件的温度小于55℃），从而大幅度提高了大功率LEd驱动电源的使用寿命和可靠性也促使社会各界对LEd照明的认可，极大推动了LEd照明的发展。

第三阶段：

成熟阶段

LEd照明系统的最大优点是节能，因此对驱动电源来说提高效率也是生产厂家的技术追求。

20XX年底，ac，dc恒压模块典型效率提高到93％．95％。

ac，dc恒压模块与dc，dc恒流模块LEd驱动分开方式如果在电气上处理不当时，系统可能存在兼容问题。

LEd最终必须由恒流电源驱动，业内某专业LEd电源供应商率先推出了Ewc-100Sx）（）（ST、Ewc．150Qx）（）（ST和Ewc．200Qx）（xST等单路和多路恒流型LEd驱动电源，将系统整体效率提升到90％一92％，

从

而极大提高了大功率LEd驱动电源的

LEd驱动电源的重要性

LEd芯片技术上已比较成熟，其寿命取决于驱动电源。

由于LEd芯片特性对驱动电流非常敏且具有负温度特性，因此对驱动电流必须保持足够的恒定，驱动电源的品质直接影响整个LEd系统的寿命和可靠主要指标：

宽输入电压范围：

90V．一264V或90V一305V。

能够满足全球范围内照明电源的输入电压要求。

特别是可以适用于美国照明工业电网标称277V高电压的要求。

宽使用环境温度：

一35℃—+70℃。

保证全球范围内不同季节LEd灯具能够正常工作。

单路或多路恒流输出。

高效率：

整体效率要求大于90％。

PFc功率因数：

（输入功率超过25w时）。

具有防雷及防水功能设计：

过压、过流、过载、短路及过温保护：

可靠性和长寿命：

（大于50，000小时）符合UL8750（ULl310）及国际Emc要求。

驱动电源散热技术与温度控制主要是通过外表面加大散热面积和内部灌胶来实现。

LEd驱动电源效率高达95％还需灌胶吗?

经常有LEd厂家希望不灌胶可以省钱，但是如果不灌胶，电源中的关键元件热点非常集中，如开关管、变压器、滤波电容等，环境温度25℃时这些元件温度基本在95℃，灌胶后能够将其温度控制在55℃—65℃，关键功率器件工作结温温度将下降30℃～50℃，寿命将增加8—32倍（电解电容温度每降低10℃，使用寿命将翻倍），mTBF也将大幅度提高。

LEd具有低能耗、寿命长、发热量低、环保等特点，在很多领域内得到了广泛应用，例如：

1照明领域路灯、遂道灯、LEd格栅灯、LEd室内灯、LEd天花灯等

2景观照明楼宇、路桥、广场建筑设施、草坪灯、幕墙灯等

3用作背光源手机、电脑等

4信息平面显示显示板、动态广告牌、模拟动画、体育场馆、工商业、其他行业等5汽车方面车厢内的指示灯及内部阅读灯、车外的刹车灯、尾灯、转向灯、侧灯等6特殊领域的应用防爆灯具、矿业生产中的矿灯等

目前LEd均采用直流驱动，因此在市电与LEd之间需要加一个电源适配器即LEd驱动电源。

它的功能是把交流市电转换成合适LEd的直流电。

根据电网的用电规则和LEd的驱动特性要求，在选择和设计LEd驱动电源时要考虑到以下几点：

1．高可靠性特别像LEd路灯的驱动电源，装在高空，维修不方便，维修的花费也大。

2．高效率LEd是节能产品，驱动电源的效率要高。

对于电源安装在灯具内的结构，

尤为重要。

因为LEd的发光效率随着LEd温度的升高而下降，所以LEd

的散热非常重要。

电源的效率高，它的耗损功率小，在灯具内发热量就小，

也就降低了灯具的溫升。

对延缓LEd的光衰有利。

3．高功率因素功率因素是电网对负载的要求。

一般70瓦以下的用电器，没有强制性指

标。

虽然功率不大的单个用电器功率因素低一点对电网的影响不大，但晚

上大家点灯，同类负载太集中，会对电网产生较严重的污染。

对于30瓦

~40瓦的LEd驱动电源，据说不久的将来，也许会对功率因素方面有一定

的指标要求。

4．驱动方式现在通行的有两种：

其一是一个恒压源供多个恒流源，每个恒流源单独给

每路LEd供电。

这种方式，组合灵活，一路LEd故障，不影响其他LEd

的工作，但成本会略高一点。

另一种是直接恒流供电，LEd串联或并联运

行。

它的优点是成本低一点，但灵活性差，还要解决某个LEd故障，不

影响其他LEd运行的问题。

这两种形式，在一段时间内并存。

多路恒流

输出供电方式，在成本和性能方面会较好。

也许是以后的主流方向。