高頻開關電(dian)源(yuan)

       高頻開關電(dian)源(yuan)，我(wo)們(men)日常(chang)工(gong)作(zuo)中也(ye)稱(cheng)高頻開關電(dian)源(yuan)整(zheng)流模塊(kuai)(也(ye)稱(cheng)為開關型整(zheng)流器SMR)，通(tong)過MOSFET或(huo)IGBT的(de)高頻工(gong)作(zuo)，高(gao)效(xiao)，節(jie)能，工(gong)作(zuo)效(xiao)率達(da)到90%以上，實現(xian)高效(xiao)率和(he)小型(xing)化。

       高(gao)頻開關電(dian)源(yuan)(也(ye)稱(cheng)為開關型整(zheng)流器SMR)通(tong)過MOSFET或(huo)IGBT的(de)高頻工(gong)作(zuo)，開關頻率壹(yi)般控制(zhi)在50-100kHz範圍內(nei)，實(shi)現(xian)高(gao)效(xiao)率和(he)小型(xing)化。近幾(ji)年，開關整(zheng)流器 的(de)功率容(rong)量(liang)不斷擴(kuo)大(da)，單(dan)機容量(liang)己從(cong)48V/10A、48V/20A擴(kuo)大(da)到48V90A/48V100A/48V200A、48V600A,甚(shen)至(zhi)3000A

      高頻開關電(dian)源(yuan)是傳(chuan)統整(zheng)流器（矽(gui)整(zheng)流器 ，可控矽(gui)整(zheng)流器）的(de)升(sheng)級替(ti)代(dai)產品(pin)。高頻開關電(dian)源(yuan)以使用方便(bian)，體積(ji)小，效(xiao)率高(gao)，工(gong)作(zuo)穩(wen)定，鍍層(ceng)細致等{jd1}的(de)優勢(shi)迅(xun)速占領(ling)市(shi)場。廣泛使用於電(dian)鍍，電(dian)解(jie)，氧化(hua)等表面處理(li)行(xing)業，並得(de)到新老(lao)客戶的(de)壹致(zhi)好(hao)評。

       開關電(dian)源(yuan)具有(you)體積(ji)小、效(xiao)率高(gao)等壹(yi)系列優(you)點(dian)，在各類(lei)電(dian)子產品(pin)中得(de)到廣泛的(de)應用(yong)。但由於開關電(dian)源(yuan)的(de)控制(zhi)電(dian)路比(bi)較(jiao)復(fu)雜(za)、輸(shu)出紋(wen)波(bo)電(dian)壓(ya)較高(gao)，所(suo)以開關電(dian)源(yuan)的(de)應用(yong)也(ye)受(shou)到壹定的(de)限制(zhi)。
       電(dian)子裝(zhuang)置小(xiao)型(xing)輕量(liang)化(hua)的(de)關鍵是供(gong)電(dian)電(dian)源(yuan)的(de)小型(xing)化，因(yin)此(ci)需(xu)要盡(jin)可能地降(jiang)低(di)電(dian)源(yuan)電(dian)路中的(de)損耗。開關電(dian)源(yuan)中的(de)調整(zheng)管(guan)工(gong)作(zuo)於開關狀態(tai)，必(bi)然存在開關損耗，而且損(sun)耗的(de)大(da)小(xiao)隨(sui)開關頻率的(de)提(ti)高而增(zeng)加(jia)。另壹方面，開關電(dian)源(yuan)中的(de)變(bian)壓(ya)器、電(dian)抗器等磁性元(yuan)件(jian)及電(dian)容元(yuan)件(jian)的(de)損耗，也(ye)隨(sui)頻率的(de)提(ti)高而增(zeng)加(jia)。
目(mu)前(qian)市(shi)場上(shang)開關電(dian)源(yuan)中功率管(guan)多(duo)采用雙極型晶體管(guan)，開關頻率可(ke)達(da)幾(ji)十(shi)kHz;采(cai)用(yong)MOSFET的(de)開關電(dian)源(yuan)轉換頻率可(ke)達(da)幾(ji)百(bai)kHz。為(wei)提(ti)高開關頻率必(bi)須采(cai)用高(gao)速開關器件(jian)。對(dui)於兆赫(he)以上(shang)開關頻率的(de)電(dian)源(yuan)可利(li)用諧(xie)振(zhen)電(dian)路，這種(zhong)工(gong)作(zuo)方式(shi)稱(cheng)為諧(xie)振(zhen)開關方式(shi)。它可以(yi)極大(da)地(di)提(ti)高開關速度，原理(li)上開關損耗為零，噪聲也(ye)很(hen)小，這(zhe)是提(ti)高開關電(dian)源(yuan)工(gong)作(zuo)頻率的(de)壹種(zhong)方式(shi)。采(cai)用諧振(zhen)開關方式(shi)的(de)兆赫(he)級變(bian)換器已(yi)經(jing)實(shi)用化(hua)。
開關電(dian)源(yuan)的(de)集(ji)成(cheng)化與小型(xing)化(hua)已(yi)成(cheng)為現(xian)實。然而，把(ba)功率開關管(guan)與控制(zhi)電(dian)路都集(ji)成(cheng)在同壹芯片(pian)上(shang)，必(bi)須(xu)解(jie)決電(dian)隔(ge)離(li)和(he)熱(re)絕(jue)緣(yuan)的(de)問題(ti)。 

 1、高頻開關電(dian)源(yuan)的(de)基本(ben)構成(cheng)
開關電(dian)源(yuan)采用(yong)功率半導體器件(jian)作為(wei)開關器件(jian)，通(tong)過周(zhou)期性(xing)間(jian)斷(duan)工(gong)作(zuo)，控制(zhi)開關器件(jian)的(de)占空比(bi)來調整(zheng)輸出電(dian)壓(ya)。開關電(dian)源(yuan)的(de)基本(ben)構成(cheng)如圖1所(suo)示，其(qi)中DC/DC變(bian)換器進行功率轉(zhuan)換，它是開關電(dian)源(yuan)的(de)核心部分(fen)，此(ci)外還(hai)有起(qi)動、過流與過壓(ya)保(bao)護、噪聲濾(lv)波(bo)等(deng)電(dian)路。輸出采(cai)樣(yang)電(dian)路(R1、R2)檢測輸出電(dian)壓(ya)變(bian)化，與基準電(dian)壓(ya)Ur比(bi)較(jiao)，誤差(cha)電(dian)壓(ya)經過放(fang)大(da)及(ji)脈(mai)寬(kuan)調(tiao)制(zhi)(PWM)電(dian)路，再經(jing)過驅(qu)動(dong)電(dian)路控制(zhi)功率器件(jian)的(de)占空比(bi)，從(cong)而達(da)到調整(zheng)輸出電(dian)壓(ya)大(da)小(xiao)的(de)目(mu)的(de)。圖2是壹(yi)種(zhong)電(dian)路實現(xian)形式(shi)。
DC/DC變(bian)換器有多種電(dian)路形式(shi)，常(chang)用的(de)有工(gong)作(zuo)波(bo)形為(wei)方波(bo)的(de)PWM變(bian)換器以及工(gong)作(zuo)波(bo)形為(wei)準正(zheng)弦波(bo)的(de)諧振(zhen)型(xing)變(bian)換器。
 
對(dui)於串聯線性(xing)穩壓(ya)電(dian)源(yuan)，輸出對(dui)輸(shu)入的(de)瞬態(tai)響(xiang)應特性(xing)主要由調(tiao)整(zheng)管(guan)的(de)頻率特性(xing)決定。但對(dui)於開關型穩(wen)壓(ya)電(dian)源(yuan)，輸入的(de)瞬態(tai)變(bian)化比(bi)較(jiao)多(duo)地(di)表現(xian)在輸出端(duan)。提(ti)高開關頻率的(de)同時，由於反饋(kui)放(fang)大(da)器的(de)頻率特性(xing)得(de)到改善，開關電(dian)源(yuan)的(de)瞬態(tai)響(xiang)應問(wen)題也(ye)能得(de)到改善。負(fu)載變(bian)化瞬(shun)態(tai)響(xiang)應主要由輸(shu)出端(duan)LC濾(lv)波(bo)器特性(xing)決定，所(suo)以可(ke)以(yi)利(li)用提(ti)高開關頻率、降(jiang)低(di)輸(shu)出濾(lv)波(bo)器LC乘(cheng)積(ji)的(de)方法(fa)來改善瞬態(tai)響(xiang)應特性(xing)。
2、高(gao)頻開關型穩(wen)壓(ya)電(dian)源(yuan)的(de)分類(lei)
開關型穩(wen)壓(ya)電(dian)源(yuan)的(de)電(dian)路結(jie)構(gou)有(you)多(duo)種：
(1)按(an)驅動(dong)方式(shi)分(fen)，有自勵式(shi)和(he)他勵式(shi)。
(2)按(an)DC/DC變(bian)換器的(de)工(gong)作(zuo)方式(shi)分(fen)：①單(dan)端正勵式(shi)和(he)反勵式(shi)、推(tui)挽(wan)式(shi)、半橋式(shi)、全橋式(shi)等(deng);②降壓(ya)型、升(sheng)壓(ya)型和(he)升(sheng)降壓(ya)型等(deng)。
(3)按(an)電(dian)路組(zu)成(cheng)分，有(you)諧振(zhen)型(xing)和(he)非諧(xie)振(zhen)型(xing)。
(4)按(an)控制(zhi)方式(shi)分(fen)：①脈沖(chong)寬度調制(zhi)(PWM)式(shi);②脈(mai)沖(chong)頻率調(tiao)制(zhi)(PFM)式(shi);③PWM與PFM混合(he)式(shi)。
(5)按(an)電(dian)源(yuan)是否(fou)隔(ge)離(li)和(he)反饋(kui)控制(zhi)信號(hao)耦合方式(shi)分(fen)，有隔(ge)離(li)式(shi)、非隔(ge)離(li)式(shi)和(he)變(bian)壓(ya)器耦合式(shi)、光(guang)電(dian)耦合(he)式(shi)等(deng)。
以上這(zhe)些方式(shi)的(de)組(zu)合可(ke)構(gou)成(cheng)多種(zhong)方式(shi)的(de)開關型穩(wen)壓(ya)電(dian)源(yuan)。因(yin)此(ci)設(she)計(ji)者(zhe)需(xu)根(gen)據(ju)各種(zhong)方式(shi)的(de)特征(zheng)進(jin)行有(you)效(xiao)地組(zu)合，制(zhi)作(zuo)出滿(man)足需(xu)要的(de)高質(zhi)量(liang)開關型穩(wen)壓(ya)電(dian)源(yuan)。

3、主要功能/高頻開關電(dian)源(yuan) 

（1）通(tong)過MODEM和(he)電(dian)話網(wang)與監(jian)控中心通(tong)信，從(cong)通(tong)信口(kou)讀取高頻開關電(dian)源(yuan)的(de)信息(xi)；

（2）測量(liang)模塊(kuai)的(de)輸出電(dian)流和(he)電(dian)壓(ya)、直流母(mu)線電(dian)流和(he)電(dian)壓(ya)、電(dian)源(yuan)的(de)輸出電(dian)流和(he)電(dian)壓(ya)、電(dian)池充(chong)放(fang)電(dian)電(dian)流和(he)電(dian)壓(ya)等； 

（3）控制(zhi)電(dian)源(yuan)的(de)輸出電(dian)流和(he)穩流，控制(zhi)電(dian)源(yuan)的(de)開關機等(deng)；
（4）控制(zhi)高(gao)頻開關電(dian)源(yuan)實現(xian)對(dui)蓄(xu)電(dian)池浮(fu)充(chong)、均充(chong)方式(shi)的(de)自動(dong)轉換；
（5）控制(zhi)矽(gui)鏈(lian)的(de)自動(dong)或(huo)手動投切，保(bao)證(zheng)控制(zhi)母(mu)線的(de)穩壓(ya)精(jing)度，進而保(bao)證(zheng)微(wei)機(ji)和(he)晶體管(guan)保(bao)護用(yong)電(dian)的(de)可靠(kao)性(xing)，防止造成(cheng)保(bao)護誤動；
（6）調節(jie)充(chong)電(dian)限流值(zhi)和(he)總輸(shu)出電(dian)流穩(wen)流值(zhi)；
（7）具有(you)本地和(he)遠(yuan)程(cheng)控制(zhi)方式(shi)，采(cai)用密碼(ma)允(yun)許(xu)或(huo)禁(jin)止方式(shi)操(cao)作(zuo)，以(yi)增(zeng)強系統運(yun)行(xing)可靠(kao)性(xing)。