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大功率直流开关电源不同类型优缺点比较

发布时间:2021-05-14      点击次数:730
   大功率直流开关电源的发展过程是由线性电源向开关电源发展的,在开关电源出现以前,线性电源已经应用了很长一段时间,而后,开关电源因其体积小、重量轻、效率高等优点作为线性电源的一种替代物出现,并广泛应用于家电、计算机、通信等设备中。而随着电力推进船舶、船舶、风力发电、太阳能发电等的发展,使得开关电源必须向大功率、高频化方向发展,而且成为当前研究的热点。
  在电力电子各种电源系统中, 大功率直流开关电源技术处于核心地位。对于大型电解电镀电源, 传统的电路非常庞大而笨重, 如果采用高顿开关电源技术, 其体积和重量都会大幅度下降, 而且可极大提高电源利用效率、节省材料、降低成本。在电动汽车和变频传动中, 更是离不开开关电源技术, 通过开关电源改变用电频率, 从而达到近于理想的负载匹配和驱动控制。高频开关电源技术, 更是各种大功率开关电源( 逆变焊机、通讯电源、高频加热电源、激光器电源、电力操作电源等) 的核心技术。
  大致上大功率直流开关电源可分为线性电源和开关电源两类。
  (1)线性电源主要包括工频变压器、大功率整流回路、输出整流滤波器、控制电路、保护电路等。它是先将交流电经过变压器变压,再经过整流电路整流滤波得到直流电压,再经过电压反馈调整输出电压,就得到高精度的直流电压。
  (2)开关电源是通过电子技术实现的。先是把电网输入交流整流成直流,通过逆变器高频PWM(脉冲宽度调制)信号控制开关管,输出锯齿状的高频交流电压并加到开关变压器初级上,开关变压器次级感应出高频电压,经整流滤波供给负载需要的直流电压,同时还防止高频噪声对负载的干扰。输出部分通过一定的电路反馈给控制电路,控制PWM占空比,以达到稳定输出的目的。
  它的特点是,在功率相同时,开关频率越高,开关变压器的体积就越小,但对开关管的要求就越高。开关变压器的次级可以有多个绕组或一个绕组有多个抽头,以得到需要的输出。
  其实现在已经有了集成度非常高的专用芯片,可以使外围电路非常简单,甚至做到免调试。例如开关电源芯片(或称模块),只要配合一些阻容元件和一个开关变压器,就可以做成一个基本的开关电源。
  (3)都是直流电 按要求不同使用在不同场合。线性电源输出的是线性直流电,技术很成熟,可以达到很高的稳定度,质量高、波纹也很小,而且没有干扰与噪音,可以用在要求高的场合。它的缺点是庞大而笨重,功耗大,转换效率低。这种电源不适合计算机等设备的需要,将逐步被开关电源所取代。上世记使用的就是这种传统的线性电源。开关电源次之,工作时会产生很大的尖峰脉冲干扰,纹波大,需采取措施。优点是重量小、容量大、效率高、体积小、热损耗小。它的缺点是噪音大、有电磁干扰,但现在的屏蔽技术已经非常到位。
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