开关电源技术的进展最新
开关电源能效标准及新技术
一、开关电源能效标准 二、开关电源新技术介绍 ●PSR产品应用案例 ●高PF 单级AC-DC应用案例 三、控制IC介绍【晶门科技】
一 电源能效标准----欧洲EUP
电源能效标准-欧洲EUP
电源能效标准—欧洲EUP
电源能效标准-美国能源之星
电源能效标准-美国能源之星
二、电源新技术-PSR案例
PSR电路特点
• 电源反馈控制在初级侧（源边），取消次 级反馈的基准、光藕等器件 • 恒压、恒流精度优于5% • 取消初级-次级Y电容 • 外围简单，成本低 • 满足最新五级能效标准
二电源新技术-高PF单级转换案例
高PF单级Leabharlann 换电路特点• 高PF值 典型0.95 ---利于载波通讯 • 取消输入端高压电解，解决电源寿命短板 ---利于提高电源寿命 • 效率高 大于80% ---减少发热，节能降耗 • 具软启动、过温保护、输出开路保护功能
PF-EFF 实测数据
开关电源的工作原理及技术趋势
开关电源的工作原理及技术趋势开关电源是一种电能转换装置，它将功率电子器件（如开关管）工作在开关状态下，通过电子开关的控制，将输入电源的电能转换为所需的输出电能。
开关电源的工作原理及技术趋势如下：1. 工作原理：开关电源主要由输入端（输入电源和输入滤波器）、控制电路、功率器件（开关管）、输出变压器、输出滤波电路和反馈电路等部分组成。
工作过程如下：当输入电源通电时，输入滤波器将电源的交流电转换为稳定的直流电。
然后，控制电路控制开关管工作在开关状态下，通过控制开关管的导通和断开，将输入电源的直流电按一定频率进行开关操作。
开关管导通时，输入电源的直流电被输入到输出变压器，通过变压器的变压作用，将输入电压调整到所需的输出电压。
当开关管断开时，输入电源的直流电被关闭，通过变压器的变压作用，将变压器的能量传递给输出滤波电路，得到稳定的输出电压。
输出电压经过反馈电路与控制电路相连接，实现对输出电压的稳定控制。
2. 技术趋势：（1）高效率：随着人们对能源的节约要求越来越高，开关电源不断追求更高的能源转换效率。
高效率能够减少功耗和热量产生，降低能源浪费。
（2）小型化：开关电源的体积越小越便于携带和集成。
随着现代电子产品尺寸的减小，开关电源要求更小巧的尺寸以适应产品设计。
（3）轻量化：开关电源的重量越低越有利于产品的携带和移动性。
减轻开关电源的重量可以带来更高的便携性和用户体验。
（4）可靠性：开关电源的可靠性是保障设备正常工作的重要因素。
随着电子产品的使用要求日益严格，开关电源的可靠性要求也日益增强。
（5）环保性：环境保护意识的增强，使得开关电源要求具备低噪声、低辐射等特性，减少电磁污染对周围环境和人体的影响。
（6）智能化：随着信息技术的不断发展，开关电源要求智能化、数字化。
通过微处理器、集成电路和专用芯片等技术，实现对开关电源的智能控制和状态监测。
随着科技的不断进步和社会对电力需求的日益增长，开关电源的工作原理和技术趋势将不断演进。
开关电源及发展现状
开关电源及发展现状一、开关电源的基本原理和发展概述在现代电子设备中，开关电源广泛应用于各种领域，如计算机、通信、工业控制等。
开关电源可以将交流电转换为直流电，并通过高频开关器件（如功率MOSFET、IGBT）进行高效率的电能转换，同时使用电感元件对电流进行滤波，使输出具有较低的波动和噪声。
随着电子技术的快速发展，开关电源在以下几个方面得到了显著的改进和发展：1. 尺寸和重量的减小：通过改进电路设计和采用高效的器件和材料，现代开关电源相对于传统的线性电源来说，体积和重量更小。
因此，在移动电子设备和便携式设备中得到广泛应用。
2. 高效率和能量节约：开关电源的输出效率较高，通常可以达到90%以上，更加有效地利用电能。
这不仅有助于减少能源消耗，降低发热量，同时也减小了对环境的影响。
3. 可调性和稳定性：现代开关电源通常具有可调的输出电压和电流，以适应不同设备的需求。
同时，通过采用反馈控制技术和高精度的电压/电流传感器，可以实现较高的输出稳定性和精度。
4. 数字化和智能化：随着微处理器和数字信号处理技术的广泛应用，开关电源实现了数字化控制和智能化管理。
这使得对电源状态、过载保护、故障诊断等进行实时监测和管理成为可能。
二、开关电源发展的现状目前，开关电源领域的发展主要集中在以下几个方面：1. 高频功率器件的改进：高频开关器件的性能和可靠性对于开关电源的效率和稳定性至关重要。
近年来，功率MOSFET和IGBT等器件的性能不断提高，使得开关电源可以实现更高的开关频率和更高的输出功率。
2. 多电平拓扑的应用：传统的开关电源通常采用单级拓扑结构，但这种结构在高功率和高频率应用中存在一定的限制。
近年来，基于多电平（Multi-level）拓扑的开关电源得到了广泛研究和应用，例如三电平、多电平变频和混合拓扑结构，能够提高电能转换效率和减小电磁干扰。
3. 新型材料和元件的应用：随着功率电子技术的发展，新型材料和元件的应用进一步推动了开关电源的发展。
日立公司开关电源新技术一览
能降低 Ｅ ＭＩ（ 电磁干扰 ）？请 具体说
明工 作 原理 。
问 ： 当输 出功 率超 过 最 大值 并且
栅 极 串联 电阻 来 调 整 ） 就 能 降低 噪 音 ， （ 是 它会 增 加 开 关 损 耗 ） 但 。
其持续时间比允许的更长时 ，为避免
术新 工艺。 日立公 司新近开发 出的功率 ＭＯ 场效应管具有超低 的导通 电阻，低栅 电荷 和低栅一 Ｓ 漏电荷 ， 控制 集成 电路 有标 准的并联调整器 ， ＷＭ， Ｆ ４Ｐ Ｐ Ｐ Ｃ －ＷＭ和 冗余备份用的 Ｉ 。普遍适用于新式电源系统 ， Ｃ 如通信 系统和 高档服 务器，Ｖ Ｍ 和无 线基站等。近 Ｅ中国电子元器件信 息交易网 （ Ｒ ｌ 简称中电网，Ｗ Ｗ． Ｗ Ｃ ｉ Ｅ Ｎ ｔ ｏ ）与 日立公 司合作 ．成功地举 办了该公 司在 中电 网上的第二 次在 线座谈 。座谈 的主题 ｈ ａ Ｃ ｅ ｒ ｎ ｃｎ
答：Ｆ Ｐ Ｃ是 升 压 Ｄ Ｄ 电源 转 换 Ｃ／ Ｃ
要 求特 殊 的 设 计 和特 别 注意 防静 电措 器 。Ｐ Ｃ 的功 能 是 通 过输 入 交 流 电流 Ｆ 至于 ＭＯＳ Ｅ Ｆ Ｔ， 日立 公 司 推 荐 你使 用 施 ？ 来 控 制输 出直 流 电压 。 其结 果 是 Ｐ Ｃ Ｆ ＨＡ ２ ７ Ｒ或 ＨＡ ２ ７ Ｒ。 Ｔ ０１ Ｔ ０． Ｏ 答 ： 般来 说 ， 开 关 ＭＯ 一 对 Ｓ场 效 输 出 电压 变成 恒 定 不变 的电 压 。 Ｐ Ｃ 而 Ｆ
答 ：“ Ｆ Ｐ ” 组 合 Ｉ ， 如 Ｐ Ｃ＋ ＷＭ Ｃ
ＭＯＳ场 效 应 晶 体 管 过热 ，日立 采取 何 Ｈ １ １１ Ａ ６４ 的开 关 频 率本 身会 Ａ ６４ ／ １１２ Ｈ
现代开关电源整流器技术及其应用
现代开关电源整流器技术及其应用现代开关电源整流器技术是一种应用于电力转换和电源管理中的技术。
传统的整流电源一般使用线性稳压器，但是线性稳压器效率低，功耗大，体积大。
相比之下，开关电源整流器技术具有体积小、效率高、功耗低等优势，因此得到了广泛应用。
开关电源整流器技术实现了对输入电压的高频调制，通过开关元件（如MOSFET）的开关控制，将输入电压快速切换成一个周期性方波，然后经过滤波和整流，得到稳定的直流输出电压。
具体来说，开关电源整流器技术主要包括以下几个模块：1. 输入滤波：将输入电流进行滤波处理，去除输入电流中的高频噪声和杂波。
2. 整流器：在开关电源整流器技术中，使用的整流器通常采用有源整流器（如PFC）或者被动整流器（如二极管整流器）。
3. 高频开关：高频开关（如MOSFET）用于对输入电压进行调制，将输入电压快速切换成周期性方波。
4. 输出滤波：经过开关调制后的方波信号经过滤波，去除方波中的高频成分，得到稳定的直流输出电压。
开关电源整流器技术的应用非常广泛，主要包括以下几个方面：1. 电力转换：开关电源整流器技术可以对输入电压进行高频调制，实现从交流电到直流电的转换，被广泛应用于电力转换领域。
开关电源整流器技术被应用于电子设备的电源模块中，将输入的交流电转换成稳定的直流电，以供电子设备正常工作。
2. 电源管理：开关电源整流器技术可以对输入电压进行实时监测和调节，实现对输出电压的精确控制。
这使得开关电源整流器技术被广泛应用于电源管理系统中，可以应用于电动汽车充电桩、太阳能发电装置等领域。
3. 电子设备：开关电源整流器技术在电子设备中的应用越来越广泛，如计算机、通信设备、工业设备等。
其体积小巧、效率高的特点使得电子设备工作更加稳定可靠。
现代开关电源整流器技术通过调制输入电压，实现了高效、低功耗、小体积的直流电转换，被广泛应用于电力转换和电源管理领域，推动了现代电子设备的发展。
开关电源的工作原理及技术趋势
2021.11科技论坛开关电源的工作原理及技术趋势赵利华(四川长虹电子控股集团有限公司，四川绵阳，621000)摘要：在家用电器、电子设备的应用实践中，电源是不可缺少的部分，而且其性能的优劣会对家用电器、电子设备的技术指标以及使用安全性造成显著的影响，所以明确电源的具体价值和要求，对电源利用做分析与讨论有突出的现实意义。
关键词：开关电源；工作原理；技术趋势Working principle and technical trend of switching power supplyZhao Lihua(Sichuan Changhong Electronic Holding Group Co.,LTD.,Mianyang Sichuan,621000) Abstract：In the application practice of household appliances and electronic equipment,the power supply is an indispensable part,and its performance will have a significant impact on the technical indicators and use safety of household appliances and electronic equipment,so the specific power supply is clear Values and requirements,analysis and discussion of power utilization have outstanding practical significance.Keywords:switching power supply;working principle;technology trend1开关电源要明确开关电源的工作原理和技术趋势,必须要对开关电源有清楚的认知。
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。
从提升能效到智能化管理,中小功率开关电源直面重重挑战
除 了 提 高 能 效 这 一 永 恒 话 题 之 外 ， 中 小
２ Ｏ Ｊ集成电路应用
． 。ｕｓ Ｎ ＴＲＹ ＴＲＥＮ 。ｓ
Ｉ 风 业云 界
功率丌关电源管理技 术上还有许多其他问题值 能 耗 分别 为 １ 、Ｏ３０ １ 、 １０ １ ０ ｗ ．／．ｗ ５ ／０ ｍＷ ，２ １ ０２
小 功 率 开 关 电 源 在 近 两 技 术 所 面 对 的 主 要挑 战是 产 品需要 达到 近 乎 为 年 的 发 展 非 常 迅 速 ，且 零 的待 机 功 耗 ，同 时兼 顾 高 转 换 效 率 、高 输 出
美 国 、 欧 洲 等 各 国 的 能 精 度 、小 体 积 和 低成 本 的要 求 。针 对这 些 ，该
源 标 准 都 在不 断强 化 Ｉ 端 的节 能 步伐 。在 电池 公 司都 做 出 了相 应 的技 术 反 馈 。以 其可 实 现 恒 Ｃ
技 术 很 难 有 大 的 突破 的现 状 下 ，通 过 新 技 术 、 电源厂 商努力 的方 向。 待 机功 耗和 转换效 率成 “ 矢之 的” 众
功 耗 问 题 导致 了融 合 不 畅— — 为 了保 证 手 机在 个 方 面人 手 来 达 到 降 低 功耗 的 目的 。一是 采 用
通话 时有 足够 的 电力 ，消费 者 还 是 会 将 通信 之 Ｃ Ｓ 程来 降低 芯片 自身 的工作 电流 ；二 是采 ＭＯ ￣ 外 的许 多 功 能 诉 诸 其 他 用 降频 模 式 和 跳 周期 模 式 来 降低 电 路 的待 机 功
转 换芯 片 的高效 率是 日 针 对 市 场 需 求 的 小 断 演进 ，门洪 达将 中小 ｃ的未 来 发 展 趋 势 具 体 归纳 为 三 前 电源 管 理 技 术 的 最 要 功 率 开 关 电源 Ｉ
高压开关电源及控制技术研究现状
高压开关电源及控制技术研究现状随着科技的不断发展，高压开关电源及控制技术已成为电力系统中的重要组成部分。
这一领域的研究不仅关乎电力系统的稳定性和安全性，还与能源的高效利用和环境的保护息息相关。
对高压开关电源及控制技术的研究至关重要。
本文将就高压开关电源及控制技术的研究现状进行分析和展望。
一、高压开关电源的发展现状高压开关电源在电力系统中扮演着至关重要的角色，它可以对系统中的大电流、大功率进行精确控制，实现系统的稳定运行。
近年来，随着电力系统的不断发展和升级，对高压开关电源的需求也越来越大。
目前，国内外对高压开关电源领域的研究主要集中在以下几个方面：1.功率密度的提高随着电子技术的不断发展，人们对高压开关电源的功率密度提出了更高的要求。
目前，国内外的研究者们通过采用先进的材料和工艺，不断提高高压开关电源的功率密度，实现了更小体积和更高性能的高压开关电源产品。
2.效率的提升高压开关电源的效率直接关系到能源的利用效率和环境的保护。
目前，国内外的研究者们通过采用新型的功率半导体器件和先进的控制算法，不断提升高压开关电源的效率，实现了更高的能源利用效率和更小的能源损耗。
3.可靠性的提高高压开关电源在电力系统中扮演着至关重要的角色，它的可靠性直接关系到系统的稳定性和安全性。
目前，国内外的研究者们通过采用可靠的电路设计和优化的控制策略，不断提高高压开关电源的可靠性，实现了更长的使用寿命和更稳定的性能。
高压开关电源在功率密度、效率和可靠性方面的研究取得了显著成果，为电力系统的发展和升级提供了有力的支持。
1.先进的控制算法随着计算机技术和数学建模技术的不断发展，各种先进的控制算法如模糊控制、神经网络控制、自适应控制等被广泛应用于高压开关电源的控制系统中，以实现更高的。
2023年开关电源行业市场需求分析
2023年开关电源行业市场需求分析开关电源是一种将交流电转换为直流电的电源装置，广泛应用于各种电子设备和工业生产中。
随着科技的不断进步和市场的不断扩大，开关电源市场需求也越来越大。
本文将从以下几个方面对开关电源市场需求进行分析。
一、消费电子领域需求增长迅速消费电子是开关电源的主要应用领域之一，包括智能手机、平板电脑、笔记本电脑、数码相机等。
随着这些设备功能的不断升级和普及，对电源的要求也越来越高，如功率密度、效率、稳定性等。
因此，消费电子领域对高性能小型化开关电源的需求将会继续增长。
二、通讯基础设施对开关电源的需求稳步增长随着移动通讯业务的蓬勃发展，通讯基础设施也逐步向高速、高效、高可靠的方向发展，因此对电源的要求也越来越高。
通讯基础设施开关电源需求方面主要表现在功率、可靠性及高温性等方面，具体来说，通讯基础设施开关电源要具备较高的功率密度、效率、低温升和长寿命等特点。
通讯基础设施的发展将对开关电源市场需求有所推动。
三、汽车电子领域将催生新的需求汽车电子市场是未来开关电源市场增长的重要领域之一。
近年来，汽车电子开始迎来新一轮发展浪潮，包括自动驾驶、智能车载信息娱乐等。
随着汽车电子领域对高性能、高效能开关电源需求的增加，开关电源在其市场中的地位也将有所巩固并得到进一步的发展。
四、工业控制领域需求稳定增长开关电源在工业领域中应用广泛，如工业自动化、通讯、控制、安防、机器人等。
由于这些设备的要求不同，因此对电源的性能和稳定性要求也不同，电源的容错性和系统稳定性更是一个极为重要的问题。
随着工业智能化的不断深入，工业控制领域对可靠性、低功率、低压差、高稳定性、高效率等方面的高性能开关电源需求将继续增长。
总之，开关电源是各个领域中的必备电子元器件，市场需求也随着应用领域的不断扩大而日益增长。
国内市场对开关电源的需求量不断提高，同时国际市场也对高性能、高品质的开关电源提出了更高的要求。
随着技术的不断升级和市场需求的不断扩大，开关电源市场前景广阔。
开关电源的发展现状
开关电源的发展现状开关电源作为一种高效、轻便、稳定的电源产品，自问世以来，在各个领域得到了广泛的应用，并在不断发展和创新中不断提高性能和功能。
下面将从三个方面介绍开关电源的发展现状。
首先，开关电源的性能不断提高。
随着科技的不断进步，开关电源在转换效率、功率密度和抗干扰能力等方面有了大幅提升。
以转换效率为例，传统的线性电源转换效率只有60%至70%，而开关电源的转换效率能达到90%以上，大大提高了能源利用效率。
在功率密度方面，开关电源采用先进的电路设计和散热技术，使得在相同体积下能够提供更大的功率输出，满足了现代电子设备对高性能、小型化的需求。
此外，开关电源还具有较强的抗干扰能力，能够稳定输出电压和电流，使其在工业自动化、通信、医疗等领域得到广泛应用。
其次，开关电源的功能不断扩展。
开关电源不仅能够提供稳定的直流输出，还能通过多种电路设计实现多种功能。
例如，可调电压输出功能，可以根据需要通过电路设计来调整输出电压的大小，满足不同设备对电压的需求。
此外，开关电源还可以实现多路输出功能，通过设计多路输出端口，可以同时给多个设备供电。
还可以实现可编程功能，通过软件控制和通信，实现对电源参数的实时调整和监测。
这些功能的添加，使得开关电源能够更好地适应不同设备的需求，提高了设备的可靠性和稳定性。
最后，开关电源的应用领域不断拓展。
随着科技的进步和社会的发展，开关电源在各个领域的应用也越来越广泛。
在工业自动化领域，开关电源广泛应用于PLC、变频器、传感器等设备，为工业生产提供稳定的电源支持。
在通信领域，开关电源被广泛应用于电信设备、网络设备、通信基站等，确保通信设备的正常运行。
在医疗领域，开关电源被应用于医疗设备，如影像设备、监护仪等，为医疗诊断和治疗提供稳定的电源。
此外，开关电源还应用于IT、军事、航空航天等领域，满足不同领域设备的供电需求。
综上所述，开关电源作为一种高效稳定的电源产品，在性能、功能和应用领域等方面都得到了不断的发展和创新。
开关电源的发展
开关电源的发展1.主要发展趋势开关电源未来发展的主要趋势有两种，一是向集成化方向发展，功率密度将越来越大，工艺要求也会越来越高。
在磁性材料和半导体器件没有出现新的突破之前，技术创新的重点将集中在提高效率和减小重量。
所以工艺水平将在电源制造中占有越来越高的地位。
另一方面，数字控制集成电路的应用，这依赖与 DSP（Dignal Signal Processing）运行速度和抗干扰技术的不断提高。
2.主要技术（1）高频化技术。
随着开关频率的提高，开关变换器的体积也随之减少，功率密度也得到大幅度提升，动态响应得到改善。
小功率 DC-DC 变换器的开关频率将上升到 MHz。
但随着开关频率的不断提高，开关元件和无源元件损耗的增加、高频寄生参数以及高频 EMI 等新的问题也将随之产生。
（2）软开关技术。
为提高变换器的变换效率，各种软开关技术应运而生，具有代表性的是无源软开关技术和有源软开关技术，主要包括零电压开关/零电流开关（ZVS/ZCS）谐振、准谐振、零电压/零电流脉宽调制技术（ZVS/ZCS-PWM）以及零电压过渡/零电流过渡脉宽调制（ZVS/ZCS-PWM）技术等。
采用软开关可以有效地降低开关损耗和开关应力，有助于变换器变换效率的提高。
例如在 PWM 电路中介入电感和电容构成就准谐振电路，它可以将流经开关管的电流以及开关管两端的电压波形成准正弦波。
如图 1-11 所示为电流谐振开关（ZCS）和电压谐振开关（ZVS）的基本电路及工作波形。
图 1-11（a）所示是电流谐振开关，谐振用电感 L 和开关管 VT 串联，流经开关的电流 is 为正弦波的一部分。
当开关导通时，电流 is 从 0 以正弦波形状上升，上升到电流峰值后，又以正弦波形状减小到零，电流变成零以后，开关断开。
开关再次导通时，重复以上过程。
有此可见，开关在零电流时通断。
在零电流开关中，开关通断与电压重叠的电流非常小，从而可以降低开关损耗。
采用电流谐振开关时，寄生电感可作为谐振电路元件的一部分，这样可以降低开关断开时产生的浪涌电压。
第六讲：开关电源新技术
第六讲：开关电源新技术这里所说的新技术，是指最近20年内发展起来的技术内容，涉及开关电源的效率、动态响应、功率因数等概念。
1．1、软开关技术开关管的损耗一直是开关变换器设计中的一个核心问题。
要减小开关电源的体积，降低输出电压纹波，提高开关频率是最直接有效的方法，但开关管的损耗正是限制开关频率提高的最大原因，开关管在导通或关断状态下的损耗（称为通态损耗和断态损耗）是比较小的，但在导通和关断动作过程中的损耗（称为导通损耗和关断损耗，即开关损耗）非常大，因为在这时开关管要同时承受高电压和大电流。
开关频率越高，开关损耗就越严重。
要降低开关损耗就必须从控制开关管的开关过程着手，使开关管上不能同时出现高电压和大电流。
传统的缓冲器（Snubber）电路（常用的电路，主要是保证开关管安全工作），能减小一些开关损耗，但程度非常有限而且又引入了缓冲电路的损耗。
给出一个典型的缓冲电路的形式（图3），图中虚线框内部分为缓冲器电路。
谐振（Resonant）的方法是能够大幅度降低开关损耗的方法。
谐振概念的产生比较早，广泛用于机械工业的中频感应加热炉其实就是一个利用负载产生谐振的例子。
但谐振的方法用于直流变换器则是在上世纪80年代才有较大的发展，首先建立起了零电压开关ZVS （Zero Voltage Switch）和零电流开关ZCS（Zero Current Switch）的概念，其基本思路是使开关管的电压或电流与外部谐振回路产生谐振，从而使开关管可以在零电压状态导通或是在零电流状态下关断。
这种方法的困难在于保证开关管的零压或零流条件（不同输电压和不同负载条件入），为解决这一问题发展了准谐振变换器QRC（Quasi Resonant Converter）的技术，也有ZVS-QRC和ZCS-QRC两类。
谐振方式的变换器最突出的优点就是极大地降低了开关损耗，使变换器的工作频率提高到了MHz量级的水平，适合在一些对体积和重量要求极为严格的场合（比如飞行器）中使用。
开关电源的发展现状
开关电源的发展现状近年来，开关电源作为一种高效、稳定和可靠的电源供应方式，在各个领域得到了广泛应用。
随着科技的不断进步和需求的增加，开关电源的发展也在不断演进。
首先，开关电源的效率不断提高。
传统的线性电源由于采用了线性调节的方式，其效率较低。
而开关电源采用了开关调节的方式，利用功率开关管的开关操作来实现功率调节，因此具有较高的效率。
近年来，随着新材料、新器件的不断出现，开关电源的效率得到了显著提高，已经达到甚至超过90%的高效率水平。
其次，开关电源的体积不断减小。
借助集成电路技术的发展，开关电源的控制电路和功率电路被集成到一个芯片中，使得整个开关电源的体积大大减小。
同时，封装技术的进步也为开关电源的小型化提供了保障。
这使得开关电源适用于更多的应用场景，尤其是对体积要求较高的领域。
另外，开关电源的可靠性也在不断提升。
现代的开关电源采用了数字化控制技术、故障保护功能和多重保护措施，能够对输入电压异常、过载、短路等故障进行有效监测和保护。
同时，开关电源在设计和生产过程中也更加注重质量控制，提高了产品的可靠性和稳定性。
最后，开关电源的应用范围不断扩大。
随着电子产品的快速发展和智能化的推进，对电源需求的多样化和个性化也越来越高。
开关电源的稳定性、效率和可调节性使其能够满足不同产品的电源需求，包括计算机、通信设备、医疗器械、汽车电子等多个领域。
同时，开关电源还被广泛应用于新能源领域，如太阳能、风能等。
这些应用的不断扩大也推动了开关电源的发展。
综上所述，开关电源作为一种高效、稳定和可靠的电源供应方式，在技术、性能和应用方面都得到了不断的提升和拓展。
随着科技的进步和市场的需求，相信开关电源的发展前景将更加广阔。
开关电源的工作原理及技术趋势
开关电源的工作原理及技术趋势开关电源是以电力将直流电源转换为多种直流电压形式的产品，可以有效替代原有的传统变压器，是广泛应用于电源系统设计当中的重要元件。
开关电源的工作原理主要是将交流电源转换为多种电压形式，从而给予其他电子设备需要的不同的电压供电。
开关电源的基本原理由开关电源的三要素组成：输入电源、转换电路和发动器。
输入电源是指将所需要的电压转化为交流电源，例如交流100V，220V等电压输入；转换电路由各种种类的电容、电阻、二极管组成，由这个电路将交流电压转换为输出的电压；发动器由开关模块或晶体管、三极管或管组成，由它将交流输入信号转换为相应的脉冲信号，由此来控制转换电路的输出功率。
经过研发，开关电源的体积越来越小，采用大功率芯片外加高压转换技术，从而获得更高的效率。
同时，抗干扰能力也越来越强，采用抗干扰、抗噪声等等技术来提高开关电源的稳定性和安全性。
另外，节能高效是开关电源一直追求的技术方向。
采用大功率组件，有效提高了系统的效率，降低了热效应和功耗，实现了节能。
此外，在控制上还采用了智能开关技术，通过智能控制来达到节能的目的。
未来，开关电源完善和发展的趋势：1.结构趋向紧凑，寻求更好的整体紧凑性，使用更小的零部件，同时也需要提高其使用可靠性和使用寿命；2.节能高效，采用智能控制等技术，结合系统设计，实现节能；3.开关电源结构更加细分，满足不同应用场景的需求；4.控制器技术不断完善，控制器易用程度提升；5.抗干扰、抗噪声技术的提升，使得开关电源的可靠性和稳定性得到显著提高；6.集成技术趋势明显，将多个产品集成到一个系统模块中，降低系统成本，提升系统功能。
开关电源是一个值得投资的技术领域，发展趋势明显，将成为未来一个发展的重要领域。
(完整版)开关电源国内外研发状况及发展方向
国内外研发状况及发展方向国内外开关电源的研发现状自20世纪50年代，美国宇航局以小型化重量轻为目标而为搭载火箭开发首个开关电源以来，在半个多世纪的发展中，开关电源逐步取代了传统技术制造的相控稳压电源，并广泛应用于电子整机设备中。
随着集成电路的发展，开关电源逐渐向集成化方向发展，趋于小型化和模块化。
近20年来，集成开关电源沿两个方向发展。
第一个方向是对开关电源的控制电路实现集成化。
1977年国外首先研制成脉宽调制(PWM)控制器集成电路，美国Motorola公司、Silicon General 公司、Unitrode公司等相继推出一系列PWM芯片。
近些年来，国外研制出开关频率达1MHz的高速PWM、PFM芯片。
第二个方向是实现中、小功率开关电源单片集成化。
1994年，美国电源集成公司(Power Integrations)在世界上率先研制成功三端隔离式PWM型单片开关电源，其属于AC/DC电源变换器。
之后相继推出TOPSwitch、TOPSwitch-II、TOPSwitch-Fx、TOPSwitch-GX、PeakSwitch、LinkSwitch等系列产品。
意-法半导体公司最近也开发出VIPer100、VIPer100A、VIPer100B等中、小功率单片电源系列产品，并得到广泛应用[1]。
目前，单片开关电源已形成了几十个系列、数百种产品。
单片开关电源自问世以来便显示出强大的生命力，其作为一项颇具发展前景和影响力的新产品，引起了国内外电源界的普遍关注。
单片开关电源具有高集成度、高性价比、最简外围电路、最佳性能指标等特点，现己成为开发中小功率开关电源、精密开关电源及开关电源模块的优选集成电路。
与国外开关电源技术相比，国内从1977年才开始进入初步发展期，起步较晚、技术相对落后。
目前国内DC/DC模块电源市场主要被国外品牌所占据，它们覆盖了大功率模块电源的大部分以及中小功率模块电源一半的市场。
但是，随着国内技术的进步和生产规模的扩大，进口中小功率模块电源正在快速被国产DC/DC产品所代替。
DC-DC开关电源毕业设计 (论文)开题报告
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学 院 姓 名 题 目 信息工程学院 陈耀 DC-DC 开关电源设计 专业班级 学 号 题目类型 电气 0901 20095721 理论研究
一、选题背景及依据（简述国内外研究现状、生产需求状况，说明选题目的、意义，列 出主要参考文献） 1、国内外研究现状： （1）国外研究现状 1955 年美国的科学家罗耶（G.H.Royer）首先研制成功了利用磁芯的饱和来进行自 激振荡的晶体管直流变换器。此后，利用这一技术的各种形式的晶体管直流变换器不断 地被研制和涌现出来。从而取代了早期采用的寿命短、可靠性差、转换效率低的旋转式 和机械振子式换流设备。由于晶体管直流变换器中的功率晶体管工作在开关状态，所以 由此而制成的稳压电源输出的组数多、极性可变、效率高、体积小、重量轻，因而当时 被广泛地应用于计算机、通信、航天、家电等领域中。 60 年代末，由于微电子技术的 快速发展，高反压的晶体管出现了。从此直流变换器就可以直接由市电经整流、滤波后 输入，不再需要有工频变压器了。从而极大地扩大了它的应用范围，并且在此基础上诞 生了无工频降压变压器的开关稳压电源。省掉了工频变压器，又使开关稳压电源的体积 和重量大为减小。开关稳压电源才真正做到了效率高、体积小、重量轻。 70 年代以后， 于这种技术有关的高频、高反压的功率晶体管、高频电容、开关二极管、开关变压器铁 心等元器件也不断地被研制和生产出来，使无工频变压器开关稳压电源得到了飞速发 展，并且被广泛应用于电子计算机、通信、航天、彩色电视机等领域中，从而使无工频 变压器开关稳压电源成为各种电源中的佼佼者。 （2）国内研究现状 开关电源技术属于电力电子技术， 我国的晶体管直流变换器及开关稳压电源研制工 作始于 60 年代初期。 到 60 年代中期进入了实用阶段， 70 年代初期开始研制无工频降压 变压器开关稳压电源。1974 年研制成功了工作频率为 10kHz、输出电压为 5V 的无工频 降压变压器开关稳压电源。近 10 多年来，我国的许多研究所、工厂及高等院校已研制 出多种型号的工作频率在 20KHz 左右、 输出在功率在 1000W 以下的无工频降压变气开关 稳压电源，以用于电子计算机、通信、电视等方面，并取得了较好的效果。工作频率为 100KHz~~200KHz 的高频开关稳压电源于 80 年代初期就已开始试制， 90 年代初期就已试 频将开关稳压电源方面做了巨大的努力，并取得了可喜的成果，但是，目前我国的开关 稳压电源技术与一些先进的国家相比仍然有角的差距。我国的开关稳压电源事业要发 展，要赶超世界先进水平，最根本的是要提高我国的半导体技术和工艺。 2、生产需求状况 目前开关电源是在电子、通信、电气、能源、航空航天，军事以及家电等领域应用 非常广泛的一种电力电子装置。 可以说开关电源技术是目前中小功率直流电能变换装置 的主流技术。加之电源是电子设备的心脏部分，其质量的好坏直接影响着电子设备的可 靠性。因此，电源越来越受到人们的重视。现代电子设备使用的电源大致有线性稳压电
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开关电源技术的最新进展技术分类：电源技术 | 2007-06-22来源：电源世界 | 作者：李龙文0 引言随着对节能技术的呼声越来越高，随着电子设备小型化的要求，随着对环境保护的更高要求，开关电源技术也在飞速地发展着。
更高效率，更小体积，更少电磁污染，更可靠地工作的开关电源几乎每个月都在推陈出新。
本文旨在对近两年来开关电源突出的技术进步加以介绍，具体有以下几个方面。
1 同步整流技术自从20世纪90年代末期同步整流技术诞生以后，它给开关电源效率的提升做出了重要贡献。
当前采用IC 控制技术的同步整流方案已经为研发工程师普遍接受。
新上市的高中档开关电源几乎没有不采用同步整流技术的作品。
现在的同步整流技术都在努力地实现Z VS及Z CS方式的同步整流。
自从2002 年美国银河公司发表了ZVS同步整流技术之后，现在已经得到了广泛应用。
这种方式的同步整流技术巧妙地将副边驱动同步整流的脉冲信号与原边PWM脉冲信号联动起来，其上升沿超前于原边PWM脉冲信号的上升沿，而下降沿滞后的方法实现了同步整流MOSFET的ZVS方式工作。
最新问世的双输出式PWM 控制IC 几乎都在控制逻辑内增加了对副边实现ZVS 同步整流的控制端子。
例如：凌特公司（Linear-Tech）的LTC3722，LTC3723，英特塞尔（INTERSIL）公司的ISL6752 等。
这些IC 不仅解决好初级侧功率MOSFET的软开关，而且重点解决好副边的ZVS方式的同步整流。
用这几款IC 制作的DC/DC 变换器，总的转换效率都达到了94%以上。
在非对称的开关电源电路拓扑中，特别是对于性能良好的正激电路或正激有源箝位电路，在副边的同步整流中，为了实现ZVS 方式的同步整流，消除MOSFET体二极管的导通损耗和反向恢复时间带来的损耗，德州仪器公司最新的专利技术“预检测栅驱动技术”在控制芯片中增加了大量的数字控制技术，正激电路同步整流的控制芯片UCC27228 的诞生使正激电路的效率达到了前所未有的高效率。
再配合好原边的有源箝位技术之后，使这种最新的电路模式既做到了初级侧的软开关ZVS 方式工作，又解决了磁芯复位及能量回馈，减轻了功率MOSFET的电压应力，还做到了副边的ZVS 最佳状态的同步整流，综合使用这两项技术的中小功率的DC/DC 变换器，其效率都在94%以上，功率密度也都能达到每立方英寸200W以上。
2 最佳的初级PWM控制IC有源箝位技术历经十余年经久不衰，自从2002年VICOR公司此项专利技术到期解禁之后，各家公司发表的新型有源箝位控制IC 如雨后春笋一样诞生出来，给用户最充分的选择。
持有早期有源箝位控制技术的TI 公司，不仅保持了原有的UCC3580 系列，又新开发了性能更优越的UCC2891-94，它采用电流型控制方式，综合了高边箝位和低边箝位两种控制方案，给出了全新的控制技巧。
ONSEMI（安森美）公司首先推出了低压（100V）有源箝位的NCP1560 控制芯片，随后又推出了高压应用的有源箝位控制芯片NCP1280。
它不仅解决了LCD TV、等离子TV 电源的要求，现在又用于下一代无风扇的PC 机电源做主控PWMIC，可见该项技术未来的市场前景多么美好。
美国国家半导体公司的5000 系列中专门有一款有源箝位控制IC，型号是LM5025。
即使名不见经传的Semtech 公司也给出了有源箝位的控制芯片，型号是SC4910。
这么多家半导体公司不约而同的将资金投在这种控制芯片上，决不是有钱无处花，有力无处使，这背后有着巨大的市场商机。
直到最近TI公司新推出的有源箝位控制IC UCC2897，已经将有源箝位的PWM控制做到了完美无缺。
美国国家半导体公司刚刚推出的可以交互式工作的有源箝位正激式工作的控制IC LM5034，它可以在输入滤波电容不增加的情况下将输出功率增大一倍，使有源箝位技术达到1kW的功率水平。
而台商飞兆公司则给出了最廉价的有源箝位控制ICSD7558 和SD7559，极大地降低了有源箝位技术的使用成本。
在大功率领域人们熟悉且普遍使用的全桥移相Z VS软开关技术在解决大功率开关电源的效率上功不可没，这10 年来也得到很大发展。
从TI公司的UC3875 到UCC3895，从凌特公司的LTC1922 到LTC3722 增加了自适应检测功率MOSFET工作状态，从而更准确地调整开关时间做到ZVS 状态的技术，使全桥移相技术达到了顶峰。
特别是LTC3722 控制IC，大幅度缩小了谐振电感的感量和体积，减小了非ZVS 工作状态的边界条件，缩小了占空比的丢失量等。
然而，在同步整流技术普遍应用的今天，它却无法实现最佳的ZVS 同步整流，因为全桥移相电路在本质上是属于非对称的，因此它无法实现完全的ZVS 同步整流。
尽管TI 公司的工程师做了很大的努力，它给出的同步整流方案的电路中，开启和关断过程总有一半是硬开关，因而效率总是比不上对称电路拓朴的ZVS 方式的同步整流。
在制作大功率开关电源领域里，最新的科技成果应该是INTERSIL 公司最新推出的PWM 对称全桥的ZVS 控制IC，其型号是ISL6752。
它很好地解决了既控制原边的4 个MOSFET开关为ZVS工作状态，又能准确地给出控制副边的同步整流为ZVS 工作状态的驱动信号。
在此我们可以多花费一些笔墨介绍一下：ISL6752 控制一个对称的全桥电路。
4 个桥臂中左上和右上两个开关以各50%的占空比工作，其脉冲宽度不受调制。
而左下和右下两个开关则采用脉冲宽度调制的方法去调节脉宽以便控制输出电压。
它能精确地控制相关脉冲的开启、关断及其延迟时间，从而巧妙地利用寄生参数实现全桥4 只功率MOSFET 的ZVS 软开关，保持原边的最高转换效率。
除此以外，它还能给出副边的同步整流的驱动信号。
此驱动信号能在原边控制IC 中调节其相对于PWM脉冲的超前或延迟，从而克服传输信号送到副边造成的延迟，以便使副边的同步整流在任何占空比的情况下都绝对保持ZVS 的开关状态，确保了同步整流的高效率。
而这样一颗IC 却保持着低价位，几乎比任何一款的全桥移相控制IC 都要便宜。
采用这颗IC 制作的400W的DC/DC 变换器再加上优秀的功率MOSFET，转换效率达到了95%。
对于小功率的开关电源则仍旧采用反激变换器的PWM 控制IC，但是它必须要能很好地解决副边的同步整流的控制方式。
ONSEMI 公司的NCP1207 和NCP1377 仍旧是高压AC/DC 领域的佼佼者。
若能再配上TI公司的反激变换器的同步整流控制IC UCC27226，则能使它们成为几乎完美无暇的高效率电源。
低压DC/DC 领域中的反激变换器控制IC 中，Linear-Tech 公司的LTC3806则是上乘之作。
LTC3806 不仅控制好PWM，还给出准确的副边同步整流驱动信号，是低压小功率电源控制IC 的杰作。
综上所述，我们可以给出当今开关电源设计时可以选择的最佳控制方式和最佳电路拓扑了。
大功率应该是全桥ZVS 加上副边ZVS 同步整流，典型控制IC 是ISL6752；中等功率到小功率应该是有源箝位正激变换ZVS软开关配上副边的预检侧栅驱动技术的同步整流；而小功率应该是配好同步整流的准谐振的反激变换电路。
近来，在LCD TV 的电源供应器里，更多的是采用不对称半桥ZVS 技术。
电视系统中，模拟电路及小信号处理电路较多，希望电源中的dv/dt 和di/dt越小越好。
而不对称半桥电路中的开关元件刚好工作在这种状态，这对于200W左右的电视系统可谓性能价格比最好的电路。
目前控制IC 已经有ST公司的L6598，飞利浦公司的TEA1610，ONSEMI 公司的NCP1395。
它们的性能基本相同，具体的有一些细微的功能差异。
当然，这里没有绝对的界限，只是不同的条件下应该有相应的最佳选择。
3 VICOR的最新科技VICOR公司新推出的MHz级工作频率，每立方英寸1000W超高功率密度的PRM（预稳压模块）和VTM（电压变换模块）的DC/DC 仍旧是当今电源技术领域的顶峰。
它首次使模块电源的功率密度上升到每立方英寸1000W的级别，真正地让电源产品有了小型化的意义。
然而目前VICOR公司的PRM 的技术及产品仍旧没有彻底过关推向市场，只有VTM 能批量进入市场，但其技术方向是对的。
其实PRM 加上VTM 组合成一组稳压电源，本质上就是美国SYNQOR 公司的专利———级联技术；其第一级用于稳压，第二级用于隔离和变压。
笔者最近把PRM这种思维方式改进了一下，将PRM中的Buck-Boost给分开，要末选择Buck，要末选择Boost。
选择Buck 时，采用1MHz工作频率的预检侧栅驱动控制技术，将输入电压降到某一个中间值电压，然后再加上VTM 就组成了一套高功率密度的电源。
选择Boost时，采用1MHz 工作频率的同步Boost 控制技术，将输入电压升到某一个较高的中间值，再加上VTM 也组成一套高功率密度电源。
VTM的优点在于突破性的技术思维方式，这种思维方式的全面推广在目前的中国还有困难，还要相当长时间的发展。
这要有足够的风险投资机制，还要从政府到企业有较长远的眼光，不要投一点资就盼望立竿见影。
VICOR的VTM中有3 项专利技术，大家知道越是专利技术多的项目就越容易突破，很多专利技术是谁想到了谁就掌握了，我们只好等十年后再用这项技术了。
4 非隔离DC/DC 技术的迅速发展近年来，非隔离的DC/DC技术上发展迅速。
由于目前一套电子设备或电子系统因负载不同，会要求电源系统提供多个电压挡级。
例如台式PC机就要求有+12 V，+5 V，+3.3 V，-12 V 四种电压以及待机的+5V电压。
到了主机板上，就要求2.5V，1.8 V，1.5 V甚至1 V等。
为此，一套AC/DC 中不可能给出这样多的电压输出，而且大多数低压供电电流都很大。
因此开发了很多非隔离的DC/DC 变换器，它们基本上可以分成两大类。
一类是内部含有功率开关器件的称做DC/DC 转换器。
另一类不含功率开关器件需要外接功率MOSFET的称作DC/DC 控制器。
按照电路功能划分，有降压的Buck；有升压的Boost；有又能升压又能降压的Buck-Boost 或SEPIC；还有正压转成负压的INVERTOR等。
其中品种最多，发展最快的还是降压的Buck。
根据输出电流的大小，有单相的、两相的以及多相的；控制方式上以PWM为主，少部分为PFM。
在非隔离的DC/DC 转换技术中，优秀技术有TI 公司的预检侧栅驱动技术，它采用数字技术控制同步Buck，采用这种技术的DC/DC 变换器其转换效率最高可以达到97%，其中TPS40071 等是其代表产品。