开关电源主电路基本拓扑的演变_DC_DC变换器理论早期的历史回顾_蔡宣三
DCDC变换器的发展和应用
DCDC变换器的发展和应用DC-DC变换器是一种电力变换装置，用于在直流电源之间变换电压或调整电源电压。
它是各种电子设备中非常重要的组件，广泛应用于电力电子、通信、工业控制、光电子和医疗设备等领域。
在直流电源应用的早期，人们主要使用线性稳压器来获得恒定电压输出。
然而，线性稳压器效率低下，且对于输入电压变化敏感，使得电源效率低下。
为了解决这个问题，人们开始研究开发DC-DC变换器。
DC-DC变换器的最早应用可以追溯到上世纪60年代，那时候主要使用的是线性稳压器和大功率真空管。
随着半导体技术的进步，人们逐渐发展出了各种类型的DC-DC变换器。
现代DC-DC变换器的发展主要集中在提高效率、减小尺寸和降低成本方面。
为了提高效率，人们开始采用高频开关技术，如脉冲宽度调制（PWM）和降低开关损耗的瞬态电压调制（TVS）技术。
此外，还引入了电感电容混合滤波技术，以减小输入电源的电流纹波。
随着微电子技术的发展，人们可以将更多的功能集成到单个芯片上。
例如，现在常见的DC-DC变换器芯片集成了功率开关器件、控制电路和监测电路。
这种集成化设计大大减小了电路的体积，提高了可靠性，并减少了制造成本。
DC-DC变换器的应用非常广泛。
在电力电子领域，DC-DC变换器主要用于能源转换装置，如电动机驱动器和UPS系统。
在通信领域，它被广泛应用于基站和网络设备中，用于电源管理和信号调节。
此外，在车载系统、航天器和医疗设备等领域也有广泛的应用。
总之，DC-DC变换器的发展经历了从线性稳压器到高效率、紧凑型集成芯片的演进。
它在电力电子、通信、工业控制、光电子和医疗设备等领域都扮演着重要的角色。
随着技术的不断进步和需求的不断增长，相信DC-DC变换器将会继续迎来更多的创新和应用。
张占松,蔡宣三.开关电源的原理与设计
张占松,蔡宣三.开关电源的原理与设计开关电源是一种非线性电源，它的主要特点是具有高效率、小体积、轻重量、稳定性好等优点，因此被广泛地应用于各个领域。
开关电源的原理是实现对输入电源电流的高速开/关，通过电感储存能量，使输出电压保持稳定。
本文将介绍开关电源的基本原理和设计方法。
一、基本原理开关电源的基本组成部分包括输入端、输出端、开关器、能量存储元件和控制电路。
输入端一般接入AC或DC电源，输出端连接负载电阻或电源。
开关器的作用是将电源电流高速开/关，这里采用的常见开关器有MOSFET和IGBT等。
这些器件可以实现快速开关以及高效能的转换，从而实现高效的能源转换。
能量存储元件一般使用电感器或电容器，其作用是将输入电能储存为磁场或电场，并在开关器关闭时将其释放，从而保持输出电压稳定。
控制电路主要包括PWM调制器、反馈电路和保护电路。
PWM调制器的作用是产生一定频率和占空比的脉冲信号，控制开关器的开/关时间，从而实现电压的稳定输出。
反馈电路的作用是检测负载端的电压变化并调整PWM调制器输出的脉冲信号，使输出电压保持稳定。
保护电路主要是用于保护开关器、负载端和控制电路，例如过压，过流和短路等情况。
二、设计方法开关电源设计的关键是确定开关器、电感器或电容器的参数，以及PWM调制器的频率和占空比等参数。
下面介绍一些重要的设计步骤。
1. 确定输出参数首先需要确定输出电压和电流的参数，即电源需要提供给负载端的电压和电流。
这取决于负载端的需求以及与之匹配的开关器和能量存储元件的能力。
2. 选择开关器和能量存储元件根据输出参数确定适合的开关器和能量存储元件。
选择开关器时需要考虑它的导通电阻、频率响应、容错限制和工作温度等特性。
电感器和电容器的选择与开关器特性有关，例如电感器的选取应该考虑其电感值和最大电流能力，电容器的选取应该考虑其耐压能力和损耗电流等因素。
3. 设计PWM调制器根据输出参数确定PWM调制器的频率和占空比等参数。
DCDC变换器的发展和应用
DCDC变换器的发展和应用
DC-DC变换器是一种电子设备，用于将直流电压转换为不同的直流电
压级别。
它是电源系统的关键部分，广泛应用于各种电子设备和系统中。
DC-DC变换器的发展可以追溯到20世纪60年代。
在那个时候，大多
数电子设备使用的是线性稳压器，而不是DC-DC变换器。
然而，随着科技
的不断发展和电子设备的复杂化，线性稳压器的效率开始受到限制。
DC-
DC变换器通过使用开关器件，如晶体管和二极管，以及适当的控制电路，可以提供更高的效率和更好的电源管理功能。
随着时间的推移，DC-DC变换器的性能得到了显著的提升。
现代DC-DC变换器具有更高的转换效率、更低的输出纹波和更小的体积。
这些改
进使得DC-DC变换器成为电子设备中的关键组件。
DC-DC变换器的应用非常广泛。
它们被广泛应用于通信设备、计算机、汽车电子、医疗设备等各个领域。
在通信设备中，DC-DC变换器被用于提
供稳定的供电电压，并提供保护功能，以确保设备的正常运行。
在计算机中，DC-DC变换器被用于提供不同电压级别，以满足各个部分的需求。
在
汽车电子中，DC-DC变换器被用于将汽车电池的直流电压转换为适合各个
设备的电压。
在医疗设备中，DC-DC变换器通常被用于提供稳定的供电电压，并提供电隔离功能，以确保医疗设备的安全可靠。
总的来说，DC-DC变换器的发展和应用为各种电子设备提供了高效、
可靠的电源管理解决方案。
随着科技的不断进步，我们可以预见DC-DC变
换器将继续发展，为电子设备提供更高效、更稳定的供电解决方案。
开关电源技术发展综述
开关电源技术发展综述引言开关电源技术作为一种高效、稳定的电源供应方案，在现代电子设备中得到广泛应用。
本文将全面、详细、完整地探讨开关电源技术的发展历程、现状和未来趋势。
开关电源的基本原理开关电源是通过周期性开关和断开来实现电源输出的一种电源供应方式。
其基本原理是利用开关管的导通和截止，控制输入电源与负载之间的有效连接和断开。
开关电源的发展历程1.第一代开关电源：早期的开关电源技术主要采用线性稳压方式，效率低下，体积庞大。
2.第二代开关电源：20世纪70年代，随着微电子技术的进步，开关电源逐渐发展为直流-直流转换器（DC-DC Converter），提高了效率和功率密度。
3.第三代开关电源：21世纪初，高频开关电源得到快速发展，采用谐振技术、软开关等新技术，进一步提高了效率和可靠性。
4.当前开关电源技术：当前，开关电源技术已广泛应用于电子设备、通信设备、工业控制等领域，并在功率密度、效率和可靠性方面实现了显著的进步。
开关电源技术的应用领域1.电子设备：开关电源广泛应用于计算机、手机、平板电脑等消费电子产品的电源模块中，提供稳定、高效的电源供应。
2.通信设备：移动通信基站、通信交换设备等通信设备对电源稳定性和效率要求高，开关电源成为首选。
3.工业控制：工业设备对电源的要求较高，开关电源可以提供稳定的电源输出，并具有较强的抗干扰能力。
4.其他领域：医疗设备、航空航天、车载设备等领域也都广泛应用了开关电源技术。
开关电源技术的优势和挑战优势1.高效率：开关电源相比线性稳压方式，具有更高的能量转换效率，减少能源浪费。
2.小体积：开关电源可以实现更小的体积和重量，有利于提高设备的便携性和集成度。
3.稳定性好：开关电源能够提供稳定的输出电压和电流，对电源波动和负载变化具有较强的适应性。
4.可靠性高：现代开关电源技术采用先进的保护电路和故障检测机制，提高了系统的可靠性和稳定性。
挑战1.电磁干扰：开关电源在切换过程中产生较大的电磁干扰，需要采取措施进行抑制，以免影响设备的正常工作。
DCDC变换器的发展及应用
DCDC变换器的发展及应用DC-DC变换器是一种能够将直流电能转化为另一种直流电压、电流或功率的电子电源装置。
随着现代电子技术的发展和应用范围的扩大，DC-DC变换器在电子产品中的应用越来越广泛。
本文将从DC-DC变换器的发展历程、应用场景和未来发展方向三个方面进行详细叙述。
首先，DC-DC变换器的发展经历了多个阶段。
最早期的DC-DC变换器是线性稳压器，它通过电感和二极管构成简单的升压电路，可以将低压直流电转换为高压直流电。
然而，线性稳压器有能耗大、效率低等缺点，限制了它的应用范围。
后来，随着开关管的发明和电子技术的进步，DC-DC 变换器逐渐由线性稳压器向开关型变换器演变。
开关型变换器采用开关管控制输入电源和输出负载之间的功率传输，能够通过调整开关管的开关时间和工作周期来实现不同的输出电压和电流。
开关型变换器具有高效率、小体积、重量轻以及设计灵活等优点，成为现代电子设备中最常用的DC-DC变换器。
其次，DC-DC变换器在各种电子产品中有广泛的应用。
第一个应用领域是电源管理。
随着移动设备的普及和便携电子产品的兴起，对电池供电的需求越来越高。
DC-DC变换器可以将电池输出的低压电能转换为各种需要的电压，使设备正常运行。
第二个应用领域是通信系统。
通信设备对电源稳定性的要求较高，因此需要使用DC-DC变换器来保证电能的质量和稳定性。
同时，DC-DC变换器还用于数据中心、军事装备、医疗设备等许多领域，以提供稳定、高效的电源供应。
最后，DC-DC变换器在未来的发展中有许多潜力。
一方面，随着新能源技术的发展，如太阳能电池板和燃料电池等，DC-DC变换器将在能源收集和存储中起到重要作用。
另一方面，随着微电子技术的进步，DC-DC变换器将不断致力于提高效率、减小尺寸和降低成本。
此外，为了满足高频和高密度的需求，将使用高效、小型、轻量级的DC-DC变换器，以适应新的应用场景。
未来的DC-DC变换器还将注重可靠性和安全性，提高抗干扰能力和可调节范围。
DC-DC变换器主要技术的发展综述
DC-DC 变换器主要技术的发展综述王学梅，张波, 丘东元（华南理工大学电力学院，广东省 广州市 510640）Review on the Development of DC-DC ConvertersWang Xuemei Zhang Bo Qiu DongyuanSouth China University of Technology, Guangzhou ， 510640， China摘要:近二十年来，随着功率开关器件的发展，DC-DC 变换器的拓扑和变换技术取得了很大的成就.本文对DC-DC 变换器中的主要技术软开关、同步整流、移相PWM 技术和多电平技术的发展与现状进行了综述，并讨论了变换器未来的发展趋势。
关键词:PWM 软开关 同步整流 多电平Abstract DC —DC converters topologies and techniques have made a great achievement along with the power devicesdevelopment in the recent twenty years 。
This paper reviews the main techniques of DC —DC converters ， which are soft switching technique, synchronous rectification ， shift —phase PWM and multi —level technique. At last ， the trends and future of the DC-DC converters have been discussed 。
Keywords Soft switching ， Synchronous rectification ， Shift-phase PWM ， Multi-level1 引言DC —DC 变换器是将不可调的直流电压转变为可调或固定直流电压，是一个用开关调节方式控制电能的变换电路，这种技术被广泛应用于各种开关电源、直流调速、燃料电池、太阳能供电和分布式电源系统中。
绪论ppt课件
目前现代电力电子技术研究热点
中压直流输电
采用直流输配电系统具有功率因数高（没有无 功问题）、电网污染小、节电等优点。这种技术 有可能在今后十年推广到中电压（1kV左右）直 流输电范围来
低频交流励磁在水力、风力发电中的应用
在原动力速度变化较大的发电场合，如果把传统 的直流励磁改成超低频可变频交流励磁，用励磁 频率的变化来弥补发电机转子转速的非稳定变化， 就有可能在河水枯水期使水力发电机继续发电； 使风力发电机回归到选择同步机
目前现代电力电子技术研究热点
电动车辆及充电站网络
大城市间的磁悬浮列车、城市内的电动高架列车和地铁 列车、个人用电动自行车和电动汽车将构成未来的交通 网络的主角。
42V直流汽车电子系统
1994年开始提出把汽车供电系统的电压提高到36V蓄电 池，汽车发电机端压为42V。
这种系统中采用60V级功率MOSFET当作无触发继电器， 控制门、窗的开关，座椅的倾斜与复位等，约装有100 多只。在新增加的汽车电子和汽车电器中坚持推行36V 额定电压，对老的12V电器与电子设备则采用42V/14V的 DC－DC变换器供电。
交通运输：
电气化铁道、电动汽车、航空、航海
电力系统：
高压直流输电、柔性交流输电、无功补偿
电子装置电源：
为信息电子装置提供动力
家用电器：
“节能灯”、变频空调
其他：
UPS、 航天飞行器、新能源、发电装置
6
电力 电子 电路 在不 同频 率下 的应 用领 域
现代电力电子技术以优化功率变换为己任，以
教材和参考教材
《现代电力电子技术》林渭勋 机械工业出版社 《现代交流调速技术》 胡崇岳 机械工业出版社 《开关电源的原理与设计》 张占松 蔡宣三 电子工
开关电源三大拓扑之Boost电源中PFC电路是如何演变而来的
开关电源三大拓扑之Boost电源中PFC电路是如何演变而来的
上一集讲了Buck拓扑基础知识，相信都懂了吧，下面到电源三大拓扑中的Boost了，Boost在英文里是提高的意思，从字面就可看出，Boost拓扑就是升压，Boost电路的输出一定是大于输入的。
说得无益，直接上图，先来认识一下Boost拓扑结构。
很容易看出，电感连接到输入电压位置，这是判断Boost拓扑的简单方法。
下面是一个集成芯片组成的的一个升压电路，很容易识别出这就是Boost 拓扑构成的。
先熟悉一下Boost电路输出电压公式：CCM工作模式时，Vout = Vin/（1-D），D为占空比
从公式就可看出输出电压一定比输入电压大。
Boost的原理其实也不复杂，要分析原理还得是要看波形图。
1）MOS管Q1导通，电感一端被接地，输入电压对电感充电。
2）电感两端 = 输入电压
3）电感电流线性上升（电感电流不能突变）
4）MOS管关断，电感电压反向（懂Buck一定知道为何了）
5）电感通过二极管向负载供电
周而复始。
在开关电源中，Boost 拓扑是很常见的，用得最多的地方可能就是PFC（功率因素矫正），下面就是个实际应用是的PFC电路
从公式Vout = Vin/（1-D）可以看出随着占空比 D 的增大，输出电压也增大，那如果1-D --> 0，输出电压是否就可以无限大呢。
答案是否定的，由于MOS管的非理想性、杂散电容的影响、及电感电容等各种损耗的关系，输出电压随占空比的上升到一定的值会下跌，最惨的情况会跌倒零。
如图所示。
通常占空比做到0.5左右基本差不多了。
到0.75已经是极限了。
开关电源拓扑结构详述课件
Vin
Full-Bridge
全桥
Vout
1 n
Load 负载
(R)
1
D
Vout =
Vin
n
• Most popular topology for high-power converters. 较高功率变换器最为常用的拓扑结构。
• The switches (FETs) are driven out of phase and pulse-width modulated (PWM) to regulate the output voltage. 开关（FET）的驱动不同相，进行脉冲宽度调制（PWM）以调节输出电压。
• Good transformer core utilization---power is transferred on both half-cycles. And---primary winding utilization is better than push-pull. 良好的变压器磁芯利用率---在两个半周期中都传输功率。而且初级绕组的利用率优于推挽电路。
推挽
Vout
n
1
Vin
Load 负载
(R)
n
1
D
Vout =
Vin
n
• The switches (FETs) are driven out of phase and pulse-width modulated (PWM) to regulate the output voltage. 开关（FET）的驱动不同相，进行脉冲宽度调制（PWM）以调节输出电压。
Flyback
反激 Vout Vin
n
1
Load (R)
开关磁阻电机功率变换器主电路拓扑的研究
+1m+2奇偶Vs― 2Vt有不能表1功率变换器的比较表4功率 变换器中的主开关器件SRM系统根据输出特性不同，电 流波形也不同及高性能的调速特
性，给功率变换器也提出了相对感应电机驱动系统更加 严格的要求。合理选择与电动机功率等级、供电电压、 峰值电流、成本等有关，另外还与主开关器件本身
的开关速度、触发难易、开关损耗、抗冲击性、耐用性、 并联运行的难易程度、峰值电流额定有效值（或平均值） 电流定额的比值大小及市场普及程度等有关。
。这样做的好处是减少了元件数量，使得结构和控制都 变得简单。但是这样降低了效率，而且耗能电阻的发热 要注意处理。此方法多应用在对效率要求不高而又
强调成本低廉的小功率场合。（a）应用一个简单的电阻 R来吸收能量ph中的剩余能量，（b）则将ph中的能量消 耗在稳压，Cb与Lb谐振，Dr2阻止反充 电，Lb最终通过Dr1将能量返回电源Vs. 3.6各类功率变换 器的比较表1是各类
功率变换器的比较，表中数都是m类别开关数量二极管数 适用相数电源电压利用率是否有能量回馈能否迅速增加 开通电流半桥式。3Vt有不能。cmm偶数V
s― 3Vt有不能。2mm+1偶数Vs/2―Vt有能电容储能式。 a2m奇偶Vs+ Vt有不能电感储能式mm奇偶Vs― Vt有不能 能耗式。am
m奇偶Vs― Vt无不能。bmm奇偶Vs― Vt―Vd无不能谐振式。 amm3的倍数（Vs―V）/2有能。bmm4的倍数Vs―Vt有不 能。cm
电容储能式器它是利用一个串联（（a））或并联的电容 （（b）），通过一个由Cb、Ta、Da和La组成的Buck（降 压）DC―DC变换器，将能量
回馈到直流母线上。Cb为附加储能电容，这种变换器有 些中也将其称为含有DC―DC电路的变换器。用这样的方 式来将能量从附加电容Cb传到下一个绕组
电力电子变换器基本拓扑及推演
力与Modulation and Control Techniques of Power Electronics 电力电子调制与控制技术西南交通大学电气工程学院周国华Ghzhou-swjtu@参考书目1开关变换器数字控制技术，周国华、许建平著，科学出版社，2011"Fundamentals of Power Electronics"--by R2Fundamentals of Power Electronics by R. W. Erickson and D. Maksimovic, 20013开关变换器的建模与控制，张卫平编著，中国开关变换器的建模与控制张卫平编著中国电力出版社，20064电压型PWM整流器的非线性控制，王久和著，机械工业出版社，2008预修课程预修课程：《电力电子技术》、《自动控制原理》课程教学安排一、电力电子变换器基本拓扑及推演三大家族成员二、电力电子系统控制与调制原理控制技术原理（单环、多环），调制技术原理（恒频、变频）DC-DC三、DC DC变换器控制与调制分析电压型控制、电流型控制等，PWM、PFM调制四、AC-DC与DC-AC变换器控制与调制分析四AC DC DC ACSPWM调制、SVPWM调制，PFC变换器与逆变器控制技术五、电力电子数字控制技术三大结构单元，数字脉冲调制、数字控制技术及算法三大结构单元数字脉冲调制数字控制技术及算法六、开关变换器控制环路设计传递函数，控制环路设计课程的目的和任务①了解电力电子系统拓扑及控制技术的发展历程，系统掌握电力电子系统的调制技术和控制技术；②学习各种开关变换器电路及其控制与调制的技术原理，掌握变换器控制系统的分析和环路设计方法；③获得开展电力电子技术的理论研究和工程应用的工作能力。
课程的基本要求1.三大家族成员，熟悉调制与控制的概念、1熟悉熟悉调制与控制的概念特性、分类；2.熟悉和掌握电力电子变换器控制与调制的分析方法；3.熟悉和掌握开关变换器控制环路的设计；4.了解数字控制的相关概念，掌握数字控制算法的推导和研究方法。
DC-DC原理
DC/DC的原理高频开关电源由以下几个部分组成：一、主电路从交流电网输入、直流输出的全过程，包括： 1、输入滤波器：其作用是将电网存在的杂波过滤，同时也阻碍本机产生的杂波反馈到公共电网。
2、整流与滤波：将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电，以供下一级变换。
3、逆变：将整流后的直流电变为高频交流电，这是高频开关电源的核心部分，频率越高，体积、重量与输出功率之比越校 4、输出整流与滤波：根据负载需要，提供稳定可靠的直流电源。
二、控制电路一方面从输出端取样，经与设定标准进行比较，然后去控制逆变器，改变其频率或脉宽，达到输出稳定，另一方面，根据测试电路提供的数据，经保护电路鉴别，提供控制电路对整机进行各种保护措施。
三、检测电路除了提供保护电路中正在运行中各种参数外，还提供各种显示仪表数据。
四、辅助电源提供所有单一电路的不同要求电源。
开关控制稳压原理开关K以一定的时间间隔重复地接通和断开，在开关K接通时，输入电源E通过开关K和滤波电路提供给负载RL，在整个开关接通期间，电源E向负载提供能量；当开关K断开时，输入电源E便中断了能量的提供。
可见，输入电源向负载提供能量是断续的，为使负载能得到连续的能量提供，开关稳压电源必须要有一套储能装置，在开关接通时将一部份能量储存起来，在开关断开时，向负载释放。
图中，由电感L、电容C2和二极管D组成的电路，就具有这种功能。
电感L用以储存能量，在开关断开时，储存在电感L中的能量通过二极管D释放给负载，使负载得到连续而稳定的能量，因二极管D使负载电流连续不断，所以称为续流二极管。
在AB间的电压平均值EAB可用下式表示：式中TON为开关每次接通的时间，T为开关通断的工作周期（即开关接通时间TON和关断时间TOFF之和）。
由式可知，改变开关接通时间和工作周期的比例，AB间电压的平均值也随之改变，因此，随着负载及输入电源电压的变化自动调整TON和T的比例便能使输出电压V0维持不变。
《高频开关变换技术教程》简介
《高频开关变换技术教程》简介
佚名
【期刊名称】《广东工业大学学报》
【年(卷),期】2011(28)2
【摘要】《高频开关变换技术教程》是一本总结我国高频开关电源二十多年发展
结晶的专供大专院校培养人材的书籍.随着我国IT和通讯产业的迅猛发展,国家节能、减排政策的项目落实,急需在高校、专科学校开设现代电源的课程,急需向社会输送
这种技术的工程人才．
【总页数】1页(P36-36)
【关键词】高频开关电源;变换技术;教程;通讯产业;大专院校;专科学校;工程人才【正文语种】中文
【中图分类】TN86
【相关文献】
1.《高频开关变换技术教程》即将面世 [J],
2.高频开关变换器中的磁元件(Ⅰ)——高频磁芯材料、特性和参数 [J], 蔡宣三;
3.高频软开关变换器(Ⅱ)——软开关PWM变换器 [J], 蔡宣三;
4.开关电源主电路基本拓扑的演变(Ⅲ) DC-DC高频软开关变换技术 [J], 蔡宣三
5.基于准谐振型软开关的高频开关电源变换器 [J], 梁涛
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开关电源发展轨迹中英文翻译资料
Switching Power Supply Development TrackDevelopment of switching power supply (Review Xuanlan) switching power supply (hereinafter referred to switch power) to replace the linear regulator power transistors (hereinafter referred to the linear power) has 30 years of history, is the earliest the series switching power supply, its main Linear power supply topologies and similar, but the power transistor to switch to a later state PWM (PWM) control techniques have been developed for the control switch converters, by PWM switching power supply, it is characterized by using 20 kHz frequency or pulse PWM a PWM switching power supply efficiency is about 65 to 70 percent, while the efficiency of linear power only 30 of a 40 per cent. In the event of the world's energy crisis, caused people to a wide range of customs. Linear power supply works in the frequency, the frequency used for the 20 kHZ the PWM switching power supply alternatives, could significantly conserve energy and power technology in the history of the development called 20 kHZ revolution. With ULSI chip size decreases, the size and power is much greater than the microprocessor; spacecraft, submarines, military power and switch the batteries used portable electronic devices (such as mobile computers, mobile phones, etc.) need more small , Lightweight power. Hence the switch to power a small light requirements, including magnetic components and capacitors the size of small weight. In addition switching power supply requirements to higher efficiency, better performance, reliability, and so on. China's switching power supply from China's history of the development process of switching power supply can understand the international development of a switching power supply side, although generally speaking, China's level of technological development with the international advanced level in an average of 5 to 10 gap. 1970s, I join in black and white TV sets, small and medium-sized computer in the beginning of 5 V ,20-200A, 20kHZ AC-DC switching power supply. 1980s into mass production and extensive application stage and Development of 0.5 ~ 5 MHz quasi-resonant soft-switching power supply. In the 1980s, China's communications (such as the switch-Note) in the AC-DC power supply and DC-DC switching power supply in the area of application is still relatively low proportion of six. The end of the 1980s large-scale upgrading of China's communication power, the traditional ferromagnetic regulator - Rectifier and SCR (Thyristor, formerly known as SCR components) Phased power supply for high-power (48 V, 6kw) AC-DC Switching Power Supply (often referred to as communications systems switch Rectifier SMR) by substituting, and started in the office automation equipment in the applications. Industrial applications, in the boiler flame control, protection, laser, color TV, the filament-emission current regulation, ion-injection machine, Luwu Deng control systems in both applications. The 1990s, China's also developed a number of new non-clearance for power, the typical examples are as follows: 1. Satellite switching power supply. The East is Red on the 3rd communication satellite, Fengyun 1, 2 meteorological satellite applications are the switching power supply. Features: Multi-output, non-maintenance, long-term requirements do not change the performance, set up redundant modules, high reliability, EMC meet the space environment conditions, high efficiency, small light. 2 long-range rocket control system for DC-DC switching power supply to launch the process of highly reliable. 3 1000kW traction converter 4500 V/1200A GTO gated 250 W switching power supply. 4 40kW solid pulse laser soft switching power supply. 10 kw with four more resonant full bridge ZVS converters parallel. 5. Welder double-IGBT forward to the voltage conversion for a pulse modulation (ZVT-PWM) soft switching power supply. Output 20 kW, 500A, switching frequency of 40 kHZ, the efficiency of 92%. Is characterized by frequent changes in the scope of the load, poor working environment. Impact on the current power demand, dynamic characteristics, and no overshoot, load affecting soft-switch nature. 6. Substation in the current operating system switching power supply. For the protection and automatic devices and battery charging. Surge instead of SCR system, the output 10 A, 180 ~ 286V. Main switch IGBT or effective power MOSFET. 7. Single-phase and three-phase rectifier high power factor (with the number of active power correction). One can see that20 of 30, China's switching power supply applications and technical performance of great progress, and the family foundation is closely related to industry and enhance the national strength, and international advanced technology affecting the power switch. China fully demonstrated the power of talent and technical personnel of the entrepreneurial spirit of arduous struggle. In the 1990s, small and medium-sized (500 W below) AC-DC and DC-DC switching power supply is characterized by: high frequency of (switching frequency of 300-400 kHZ) to achieve high power density, a small amount of light; to efficient and reliable; Low-cost, low output voltage (≤3 V; AC input with a few high-power, etc. In the next five years will continue along these directions. Main technical marks from a technical perspective, for several decades to promote switching power supply performance and constantly improve the technological level This should mark is: 1. A new high-frequency power semiconductor devices to achieve the development of high-frequency switching power supply may have. IGBT such as power MOSFET and has been fully replace the power transistor and SCR, so that small and medium-sized switch power下作Frequency of up to 400 kHZ (AC-DC) and 1 MHZ (DC-DC) level. Ultrafast restore power diode, MOSF ET asked further rectification technology for the development of efficient low-voltage output (for example, 3 V) switching power supply for a possible . Are now exploring the development of high-performance high temperature carbonation power to block conductor devices 2. Soft-switch technology enables efficient high-frequency converter with the realization may be. PWM switching power supply switch-mode by hard work (on / off process BU voltage drop / rise and the current rise / fall waveform is overlap), thus the switching losses. High-frequency switching power supply can reduce the volume of weight, but switching losses are greater (power and frequency is directly proportional). So we must Switching on power than / current wave of cross more technology, the so-called zero-voltage (ZVS) / the current (ZCS) switching technology, or soft-switch technology (as opposed to PWM switching technology in terms of hardware), the small soft-switching power supply efficiency Can be increased to 80 a 85 per cent. 1970s, switching power supply market was soft-switch technology laid the foundation. After the new soft-switch technology will continue to emerge, such as the quasi-resonant (1980s) full-bridge phase-shift ZVS-PWM, constant frequency ZVS -PWM/ZCS-PWM (80 in the late) ZVS-PWM active clamp; ZVT-PWM/ZCT-PWM (90 in the early) full-bridge phase-shift ZV-ZCS-PWM (90 years), and so on. China has The latest soft-switching technology to 6 Kw power of communication, efficiency up to 93% 3. Control Technology progress. Such as the current control and multi-loop control, load control, a cycle control, power factor control, DSP control, and the corresponding private Integrated control of the successful development of the chip, so that switching power supply has greatly improved dynamic performance, the circuit also greatly simplified 4. Active Power Mission of Correction (APFC) the development, improve the AC-DC switching power supply power factor. Due to the importation Rectification of a capacitor-a device, AC-DC switching power supply and a large class of the rectifier power supply electronic equipment (such as inverters, UPS), and so the power grid measuring only a few corporations with the APFC 0.65,80 technology can improve To 0.95 to 0.99, both the management of the power grid harmonic "pollution" and also improve the overall efficiency of the power switch. APFC is a single-phase DC-DC converter topology and power factor control of specific applications, while the three-phase APFC Three-Phase PWM switch is rectifier topology and control technology with 5. Magnetic components of new magnetic materials and the development of a new transformer. Such as integrated magnetic circuit, the plane Cores, ultra-thin (Low profile) transformer and a new transformer such as piezoelectric , No Cores printed circuit (PCB) transformer, so that the power switch can reduce the size of the weight of many 6. Capacitors and EMI filter new advances in technology, so that small switching power supply and improve the performance of EMC 7. Micro-processing For monitoring and switching power supply system of internal communication technology applications, improve the reliability of the power system. The late 1990s and made a newswitching power supply of research and development, this is also the new century vision for the development of switching power supply. Such as: an AC - DC converter or regulator to achieve steady flow, and a power factor correction feature, known as single-level (SingleSwitch Single Stage) or 4 S high power factor AC-DC converter output 1 V, 50A of the low-voltage high-current DC-DC converters, also known as voltage regulator module VRM, to adapt to the next generation of ultra-fast microprocessor power supply needs of multi-channel (Multi-Channel or Multi-Phase) DC-DC converter; web server (Server) The switching power supply to be a portable electronic equipment such as the high-frequency switching power supply. More than a brief review of the process of switching power supply development and the performance. I believe the 21st century, the power switch theory and technology development will have a more brilliant achievements , I hope this message of the cross-century youth power experts.开关电源发展轨迹开关电源发展轨迹（察宣兰）开关稳压电源（以下简称开关电源）取代晶体管线性稳压电源（以下简称线性电源）已有30多年历史，最早出现的是串联型开关电源，其主电路拓扑与线性电源相仿，但功率晶体管了作于开关状态后来脉宽调制（PWM）控制技术有了发展，用以控制开关变换器，得到PWM开关电源，它的特点是用20kHz脉冲频率或脉冲宽度调制一PWM开关电源效率可达65～70％，而线性电源的效率只有30一40％。
1 开关电源的三个重要发展阶段
1 开关电源的三个重要发展阶段40多年来，开关电源经历了三个重要发展阶段。
第一个阶段是功率半导体器件从双极型器件(BPT、SCR、GT0)发展为MOS型器件(功率MOS-FET、IGBT、IGCT等)，使电力电子系统有可能实现高频化，并大幅度降低导通损耗，电路也更为简单。
第二个阶段自20世纪80年代开始，高频化和软开关技术的研究开发，使功率变换器性能更好、重量更轻、尺寸更小。
高频化和软开关技术是过去20年国际电力电子界研究的热点之一。
第三个阶段从20世纪90年代中期开始，集成电力电子系统和集成电力电子模块(IPEM)技术开始发展，它是当今国际电力电子界亟待解决的新问题之一。
2 开关电源技术的亮点2.1 功率半导体器件性能1998年，Infineon公司推出冷MOS管，它采用“超级结”(Super-Junction)结构，故又称超结功率M OSFET。
工作电压600~800V，通态电阻几乎降低了一个数量级，仍保持开关速度快的特点，是一种有发展前途的高频功率半导体器件。
IGBT刚出现时，电压、电流额定值只有600V、25A。
很长一段时间内，耐压水平限于1200~1700V，经过长时间的探索研究和改进，现在 IGBT的电压、电流额定值已分别达到3300V／1200A和4500V／1800A，高压IGBT单片耐压已达到6500V，一般IGBT的工作频率上限为20~40kHz，基于穿通(PT)型结构应用新技术制造的IGBT，可工作于150kHz(硬开关)和300kHz(软开关)。
IGBT的技术进展实际上是通态压降，快速开关和高耐压能力三者的折中。
随着工艺和结构形式的不同，IGBT在20年的发展进程中，有以下几种类型：穿通(PT)型、非穿通(NPT)型、软穿通(SPT)型、沟漕型和电场截止(FS)型。
碳化硅(SiC)是功率半导体器件晶片的理想材料，其优点是禁带宽、工作温度高(可达600℃)、热稳定性好、通态电阻小、导热性能好、漏电流极小、PN结耐压高等，有利于制造出耐高温的高频大功率半导体器件。
DCDC变换器的发展及应用
DC/DC变换器的发展与应用周志敏(莱芜钢铁集团公司动力部,山东莱芜271104）摘要：介绍电压调整模块(VRM)技术、软开关技术和高频磁技术在DC/DC变换器中的应用,分析DC/DC变换器发展的关键技术，并探讨其发展的趋势.关键词：电压调整模块；软开关;高频磁技术1引言直流-直流变换器（DC/DC）变换器广泛应用于远程及数据通讯、计算机、办公自动化设备、工业仪器仪表、军事、航天等领域，涉及到国民经济的各行各业。
按额定功率的大小来划分，DC/DC可分为750W以上、750W~1W和1W以下3大类。
进入20世纪90年代，DC/DC变换器在低功率范围内的增长率大幅度提高，其中6W～25WDC/DC变换器的增长率最高,这是因为它们大量用于直流测量和测试设备、计算机显示系统、计算机和军事通讯系统。
由于微处理器的高速化，DC/DC 变换器由低功率向中功率方向发展是必然的趋势，所以251W～750W的DC/DC变换器的增长率也是较快的，这主要是它用于服务性的医疗和实验设备、工业控制设备、远程通讯设备、多路通信及发送设备，DC/DC变换器在远程和数字通讯领域有着广阔的应用前景。
DC/DC变换器将一个固定的直流电压变换为可变的直流电压，这种技术被广泛应用于无轨电车、地铁、列车、电动车的无级变速和控制，同时使上述控制具有加速平稳、快速响应的性能,并同时收到节约电能的效果.用直流斩波器代替变阻器可节约20％～30%的电能。
直流斩波器不仅能起到调压的作用（开关电源),同时还能起到有效抑制电网侧谐波电流噪声的作用。
DC/DC变换器现已商品化,模块采用高频PWM技术,开关频率在500kHz左右，功率密度为0。
31W/cm3～1。
22W/cm3。
随着大规模集成电路的发展，要求电源模块实现小型化,因此就要不断提高开关频率和采用新的电路拓扑结构。
目前，已有一些公司研制生产了采用零电流开关和零电压开关技术的二次电源模块，功率密度有较大幅度的提高。