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1誕生過程

20世紀60年代大量應用的線性調(diào)節(jié)器式直流穩(wěn)壓電源，由于它存在著以下諸多的缺點，如體積重量大，很難實現(xiàn)小型化、損耗大、效率低、輸出與輸入之間有公共端，不易實現(xiàn)隔離，只能降壓，不能升壓，很難在輸出大于的場合應用等，已開始被開關調(diào)節(jié)器式直流穩(wěn)壓電源所取代。

1964年，日本NEO雜志發(fā)表了兩篇具有指導性的文章：一篇為“用高頻技術使AC變DC電源小型化”；另一篇為“脈沖調(diào)制用 于電源小型化”。這兩篇文章指明了開關調(diào)節(jié)器式直流穩(wěn)壓電源小型化的研究方向，即一是高頻化，二是采用脈沖寬度調(diào)制技術。經(jīng)過將近10 年的研究、開發(fā)取得了良好的結果。

1973年，美國摩托羅拉公司發(fā)表了一篇題為“觸發(fā)起20kHz的革命”的文章，從此在世界范圍內(nèi)就掀起了高頻開關電源的開發(fā)熱潮，并將DC/DC轉(zhuǎn)換器作為開關調(diào)節(jié)器用于開關電源，使電源的功率密度由1～4 W/in3增加到40～50W/in3。首先被采用 的是Buck轉(zhuǎn)換器。

到20世紀80年代中期，Buck、Boost和Buck￣Boost轉(zhuǎn)換器也應用到開關電源中。20世紀70年代中期，美國加州理工學院研制 出一種新型開關轉(zhuǎn)換器，稱為Cuk轉(zhuǎn)換器（是以發(fā)明人S1obodan Cuk的姓來命名的）。Cuk轉(zhuǎn)換器與Buck-Boost轉(zhuǎn)換器互為對偶，也是一種升降壓 轉(zhuǎn)換器。20世紀80年代中期以后逐漸被應用到開關電源中。

1976年，美國P。W，Clarke研制出一種有變壓器的“原邊電感式轉(zhuǎn)換器”（Primary Inductance Converter）簡稱PIC，獲得，并且也應用到開關電源中。

1977年，Bell實驗室在PIC的基礎上，研制出有變壓器的“單端原邊電感式轉(zhuǎn)換器”（Single-Ended Primary Inductance Converter），簡稱（有變壓器的）SEPIC電路，這是一種新的DC/DC單端PWM開關轉(zhuǎn)換器，其對偶電路稱為DualSEPIC，或Zeta轉(zhuǎn)換器。

到1989年，人們將SEPIC和Zeta也應用到了開關電源中，使開關電源所采用的DC/DC轉(zhuǎn)換器，增加到6種 。到目前為止，通過DC/DC轉(zhuǎn)換器的演化與級聯(lián)，開關電源所采用的DC/DC轉(zhuǎn)換器已經(jīng)增加到了14種。用這14種DC/DC轉(zhuǎn)換器作為開關電源的主要 組成部分，就可以設計出使用于不同場所、滿足于不同性能要求和用途的、高性能、高功率密度的各種功率的開關電源。

2產(chǎn)品特點

1 本產(chǎn)品采用進口元器件和*的全橋逆變換流技術精密加工而成，使整機的性能穩(wěn)定，質(zhì)量更加可靠。

2 整機具有過壓，過流，超溫，短路，缺相等自動保護報警功能和軟啟動功能。并可加裝時間控制和計算機接口。

3 直流輸出波形為高頻方波，紋波系數(shù)《1%，可提高鍍數(shù)，拒絕鈍化，增強鍍層表面的光澤度和鍍件暗角的鉆芯度。并可減少原材料的損耗，達到電鍍行業(yè)的各種特殊要求。

4 高頻開關電源采用風冷式設計，安裝方便。并配有遠控裝置，操作簡單?？梢詭ж撦d開關機，減少調(diào)節(jié)的繁瑣程序。

5 體積小、重量輕，整機運用了的防腐工藝制作，增強了產(chǎn)品的防腐蝕能力，延長了使用壽命。

6 ，節(jié)能，工作效率達到90%以上，任意電壓電流比始終成線性匹配。省去了傳統(tǒng)整流器的調(diào)壓器和主變的損耗，節(jié)能在35%以上，大大的減輕了電鍍成本，實為表面處理行業(yè)理智的選擇。

3分類

開關型穩(wěn)壓電源的電路結構有多種：

（1）按驅(qū)動方式分，有自勵式和他勵式。

（2）按DC/DC變換器的工作方式分：①單端正勵式和反勵式、推挽式、半橋式、全橋式等;②降壓型、升壓型和升降壓型等。

（3）按電路組成分，有諧振型和非諧振型。

（4）按控制方式分：①脈沖寬度調(diào)制（PWM）式;②脈沖頻率調(diào)制（PFM）式;③PWM與PFM混合式。

（5）按電源是否隔離和反饋控制信號耦合方式分，有隔離式、非隔離式和變壓器耦合式、光電耦合式等。

以上這些方式的組合可構成多種方式的開關型穩(wěn)壓電源。因此設計者需根據(jù)各種方式的特征進行有效地組合，制作出滿足需要的高質(zhì)量開關型穩(wěn)壓電源。

4電源原理

主電路

從交流電網(wǎng)輸入、直流輸出的全過程，包括：

1、輸入濾波器：其作用是將電網(wǎng)存在的雜波過濾掉，同時也防止本機產(chǎn)生的雜波反饋到公共電網(wǎng)。

2、整流與濾波：將電網(wǎng)交流電源直接整流為較平滑的直流電，以供下一級變換。

3、逆變：將整流后的直流電變?yōu)楦哳l交流電，這是高頻開關電源的核心部分，頻率越高，體積、重量與輸出功率之比越小。

4、輸出整流與濾波：根據(jù)負載需要，提供穩(wěn)定可靠的直流電源。

控制電路

一方面從輸出端取樣，經(jīng)與設定標準進行比較，然后去控制逆變器，改變其頻率或脈寬，達到輸出穩(wěn)定，另一方面，根據(jù)測試電路提供的資料，經(jīng)保護電路鑒別，提供控制電路對整機進行各種保護措施。

檢測電路

除了提供保護電路中正在運行中各種參數(shù)外，還提供各種顯示儀表資料。

輔助電源

提供所有單一電路的不同要求電源。

5穩(wěn)壓原理

開關控制穩(wěn)壓原理

開關K以一定的時間間隔重復地接通和斷開，在開關K接通時，輸入電源E通過開關K和濾波電路提供給負載RL，在整個開關接通期間，電源E向負載提供能量；當開關K斷開時，輸入電源E便中斷了能量的提供?？梢?，輸入電源向負載提供能量是斷續(xù)的，為使負載能得到連續(xù)的能量提供，開關穩(wěn)壓電源必須要有一套儲能裝置，在開關接通時將一部份能量儲存起來，在開關斷開時，向負載釋放。圖中，由電感L、電容C2和二極管D組成的電路，就具有這種功能。電感L用以儲存能量，在開關斷開時，儲存在電感L中的能量通過二極管D釋放給負載，使負載得到連續(xù)而穩(wěn)定的能量，因二極管D使負載電流連續(xù)不斷，所以稱為續(xù)流二極管。在AB間的電壓平均值EAB可用下式表示：

EAB=TON/T*E

式中TON為開關每次接通的時間，T為開關通斷的工作周期（即開關接通時間TON和關斷時間TOFF之和）。

由式可知，改變開關接通時間和工作周期的比例，AB間電壓的平均值也隨之改變，因此，隨著負載及輸入電源電壓的變化自動調(diào)整TON和T的比例便能使輸出電壓V0維持不變。改變接通時間TON和工作周期比例亦即改變脈沖的占空比，這種方法稱為“時間比率控制”（Time Ratio Control,縮寫為TRC）。

6控制方式

按TRC控制原理，有三種方式：

一、脈沖寬度調(diào)制（Pulse Width Modulation,縮寫為PWM）

開關周期恒定，通過改變脈沖寬度來改變占空比的方式。

二、脈沖頻率調(diào)制（Pulse Frequency Modulation,縮寫為PFM）

導通脈沖寬度恒定，通過改變開關工作頻率來改變占空比的方式。

三、混合調(diào)制

導通脈沖寬度和開關工作頻率均不固定，彼此都能改變的方式，它是以上二種方式的混合。

高頻開關電源不需要大幅度提高開關速度就可以在理論上把開關損耗降到零，而且噪聲也小。

7主要功能

（1）通過MODEM和電話網(wǎng)與監(jiān)控中心通信，從通信口讀取高頻開關電源的信息；

（2）測量模塊的輸出電流和電壓、直流母線電流和電壓、電源的輸出電流和電壓、電池充放電電流和電壓等；

（3）控制電源的輸出電流和穩(wěn)流，控制電源的開關機等；

（4）控制高頻開關電源實現(xiàn)對蓄電池浮充、均充方式的自動轉(zhuǎn)換；

（5）控制硅鏈的自動或手動投切，保證控制母線的穩(wěn)壓精度，進而保證微機和晶體管保護用電的可靠性，防止造成保護誤動；

（6）調(diào)節(jié)充電限流值和總輸出電流穩(wěn)流值；

（7）具有本地和遠程控制方式，采用密碼允許或禁止方式操作，以增強系統(tǒng)運行可靠性。