高压开关电源概念及分类
高压开关柜基本知识
高压开关柜的基本知识一、高压开关柜概述1.基本概念⑴.开关柜（又称成套配电装置）：它是以断路器为主的电气设备；是指生产厂家根据电气一次主接线图的要求，将有关的高低压电器（包括控制电器、保护电器、测量电器）以及母线、载流导体、绝缘子等装配在封闭的或敞开的金属柜体内，作为电力系统中接受和分配电能的装置。
⑵.高压开关设备：主要用于发电、输电、配电和电能转换的高压开关以及和控制、测量、保护装置、电气联结（母线）、外壳、支持件等组成的总称。
⑶.开关柜防误要求中的“五防”：防止误分误合断路器、防止带负荷分合隔离开关、防止带电合接地开关、防止带接地合断路器、防止误入带电间隔。
⑷.防护等级:外壳、隔板及其他部分防止人体接近带电部分和触及运动部件以及防止外部物体侵入内部设备的保护程度。
表1-1⑸.母排位置相序对应关系：表1-22.开关柜的主要特点⑴.有一、二次方案,这是开关柜具体的功能标志,包括电能汇集、分配、计量和保护功能电气线路。
一个开关柜有一个确定的主回路(一次回路)方案和一个辅助回路(二次回路)方案，当一个开关柜的主方案不能实现时可以用几个单元方案来组合而成。
⑵.开关柜具有一定的操作程序，机械或电气的联锁保证操作程序的正确。
实践证明: 无“五防”功能或“五防功能不全”是造成电力事故的主要原因。
⑶.具有接地的金属外壳，其外壳有支承和防护作用.因此要求它应具有足够的机械强度和刚度，保证装置的稳固性,当柜内产生故障时,不会出现变形,折断等外部效应。
同时也可以防止人体接近带电部分和触及运动部件，防止外界因素对内部设施的影响;以及防止设备受到意外的冲击。
⑷.具有抑制内部故障的功能，“内部故障”是指开关柜内部电弧短路引起的故障，一旦发生内部故障，要求把电弧故障限制在隔室以内。
⑸.泄压装置：金属封闭式开关柜都有泄压装置，如：手车室、母线室、电缆室，当断路器或主母线、电缆室内发生内部故障电弧时，伴随电弧的出现，开关柜内部气压上升，达到一定的压力时，泄压装置的压力释放金属板将自动打开，释放压力和排泄气体，以确保操作人员和开关柜安全。
开关电源原理
一、开关电源的概念
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9
半桥型开关电源原理图
三、开关电源的常用电路类型
6、全桥电路 全桥电路是大功率电源常用的电路，有四个开关管组成两个桥臂。两 个桥臂分别导通激励高频功率变压器，进行能量变换，但是存在开关管 “直通”的危险。 全桥电路原理图如下图所示。由四个功率开关器件V1~V4组成，变压器 T连接在四桥臂中间，相对的两只功率开关器件V1、V4和V2、V3分别交替 导通或截止，使变压器T的次级有功率输出。当功率开关器件V1、V4导通 时，另一对V2、V3则截止，这时V2和V3两端承受的电压为输入电压Uin在 功率开关器件关断过程中产生的尖峰电压被二极管V5~V8箝位于输入电压 Uin。
％，工作频率是振荡频率的一半，所使用的控制芯片一般是UC3844和
在变压器中加去磁绕组，在关断时将付边的能量反射到交流输入上。
正激式开关电源的核心部分是正激式直流——直流变换器，基本电路
做得更高一点。虽然功率变压器不像反激式电路要开气隙，但是一般要
开关电源分类及原理
开关电源分类及原理开关电源是一种常见的电源类型，广泛应用于各种电子设备中。
根据其工作原理和特点，可以将开关电源分为多种类型。
本文将介绍几种常见的开关电源分类及其原理。
一、开关电源的分类1. 基于工作方式的分类开关电源可以根据其工作方式进行分类，主要包括以下几种类型：（1）开关模式电源：开关模式电源是一种常见的开关电源类型，其工作原理是通过开关管的开关动作来控制电源的输出。
开关模式电源具有高效率、稳定性好等特点，广泛应用于计算机、通信设备等领域。
（2）开关逆变器电源：开关逆变器电源是一种将直流电转换为交流电的开关电源。
它通过开关管的开关动作，将直流电源转换为高频交流电，再通过滤波电路得到稳定的交流电输出。
开关逆变器电源在太阳能发电、电动汽车等领域有着广泛的应用。
（3）开关稳压电源：开关稳压电源是一种能够提供稳定输出电压的开关电源。
它通过反馈控制电路来实现对输出电压的调节，具有输出电压稳定、响应速度快等特点，常用于精密仪器、医疗设备等领域。
2. 基于拓扑结构的分类开关电源还可以根据其拓扑结构进行分类，主要包括以下几种类型：（1）开关电源的原理开关电源的工作原理是通过开关管的开关动作来控制电源的输出。
当开关管导通时，电源输出电压；当开关管关断时，电源停止输出。
通过不断地开关动作，可以控制输出电压的大小和稳定性。
（2）开关电源的优点开关电源相比传统的线性电源具有以下优点：- 高效率：开关电源采用开关管进行开关动作，能够实现高效率的能量转换，减少能量损耗。
- 小体积：开关电源采用高频开关动作，可以减小变压器和滤波电容的体积，使整个电源模块更加紧凑。
- 宽输入电压范围：开关电源能够适应较宽的输入电压范围，具有较好的电网适应性。
- 稳定性好：开关电源通过反馈控制电路来实现对输出电压的调节，具有较好的稳定性和响应速度。
（3）开关电源的应用领域开关电源广泛应用于各种电子设备中，包括计算机、通信设备、工业自动化设备、医疗设备等。
【基础知识】高压开关设备分类
【基础知识】高压开关设备分类电力交流1群 568593901文章底部找小筱第四章高低压开关设备第一节：高压开关设备分类第二节：快分离开关和接地短路隔离开关的区别高压开关设备分类高压开关设备可分为高压断路器（或称作高压开关）、高压负荷开关、高压隔离开关、接地开关以及快分隔离开关和接地短路隔离开关。
1、高压断路器（高压开关）能在高压电路的各种运行状态和事故情况下分、合电路的开关设备称为高压断路器。
2、负荷开关在高压电路中，只能用来开断和关合负荷电流的开关设备称为负荷开关。
3、隔离开关（隔离刀闸）在高压电路中只能起到隔离电源、构成明显断开点作用的开关设备，称为隔离开关。
隔离开关是高压开关的一种，也称隔离刀闸、隔离开关无灭弧装置，因此不能用来，切、合负荷电流或故障电流。
如误操作用其切、合负荷电流或故障电流，不仅使隔离开关因电弧而烧损，还容易发生三相弧光短路，烧坏设备，甚至操作人员被电弧烧伤。
《电力工业技术管理法规》规定：当回路中未装断路器时，可使用隔离开关进行以下操作：（1）开、合电压互感器和避雷器（2）开、合母线和直接连接在母线上设备的电容电流；（3）开、合变压器中性点的接地线，但当中性点上有消弧线圈时，只有在系统没有接地故障时才可进行；（4）与断路器并联的旁路隔离开关，当断路器在合闸位置时，可开、合断路器的旁路电流；（5）开、合励磁电流不超过2A的空载变压器和电容电流不超过5A的无负荷线路，但当电压在20kV及以上时，应使用屋外垂直分合式的三联隔离开关；（6）用屋外三联隔离开关开。
合电压10kV及以下且电流在15A 以下的负荷；（7）开、合电压10kV及以下电流在70A以下的环路均衡电流。
必须注意：绝不允许用隔离开关来切合与电感并联的分支电路。
因为隔离开关触头之间的电压差等于电感上的电压降，而这个电压降与电流大小有关，数值很大，可能发生危险。
4、接地开关接地开关，即用来代替携带式三相短路接地线，可以实现已停电的母线三相短路接地的隔离开关。
高压开关电器分类
高压开关电器分类
高压开关电器是电力系统中重要的组成部分，主要用于控制、保护和隔离电力设备。
根据其用途和结构特点，高压开关电器可以分为以下几类。
一、断路器
断路器是高压开关电器中最常见的一种，主要用于开关电路和保护电力设备。
根据其结构和用途，断路器可以分为空气断路器、油浸断路器、SF6断路器等。
其中，空气断路器结构简单、使用方便，但是断电容量较小；油浸断路器断电容量大，但是需要维护油池和油泵等设备；SF6断路器断电容量大，但是SF6气体对环境有一定的污染。
二、隔离开关
隔离开关主要用于隔离电力设备，以便进行检修和维护。
隔离开关通常与断路器配合使用，可以实现对电力设备的完全隔离。
根据其结构和用途，隔离开关可以分为手动隔离开关、电动隔离开关等。
三、接地开关
接地开关主要用于将故障电流引入地面，以保护电力设备和人身安全。
根据其结构和用途，接地开关可以分为手动接地开关、电动接地开关等。
四、负荷开关
负荷开关主要用于控制电力设备的负荷开关，以实现对电力设备的远
程控制。
根据其结构和用途，负荷开关可以分为手动负荷开关、电动
负荷开关等。
五、组合电器
组合电器是将多种高压开关电器组合在一起，以实现对电力设备的全
面控制和保护。
根据其结构和用途，组合电器可以分为箱式组合电器、柜式组合电器等。
总之，高压开关电器是电力系统中不可或缺的组成部分，其分类和用
途多种多样。
在实际应用中，需要根据电力设备的具体情况和需要，
选择合适的高压开关电器，以保证电力系统的正常运行和安全稳定。
开关电源的楖念及分析方法
01
02
Vo/Vin =1/(1-D)
Boost电路的输入输出关系：
理想变压器的基本方程：
理想变压器模型： 变压器绕组完全耦合 变压器无气隙且磁芯的导磁率μ无穷大
I1
N1
N2
u1
u2
I2
电压基本方程:
电流基本方程:
理想变压器个绕组的电压与匝数成正比，且同名端具有相同极性；各绕组电流与匝数乘积之和为零，即电流的变比与匝比成反比，且极性相反（点进点出原则）。
根据转换的方法分类: 线性电源，相控电源，开关电源
根据调控的效果分类: 稳压， 恒流， 调频，调相
根据调控的方法分类: 传统反馈控制，矢量控制，数位控制
什么是Switching Mode Power Supply?
有源开关(Switch)
二极管(Diode)
电感器(Inductor)
电容器(Capacitor)
基本电子元件在开关电源中所起的作用
开关电源的基本元件：
+ u(t) -
i(t)
电容的基本方程
1. 当一电流流经电容, 电容两端的电压逐渐增加, 并且电容量越大电流增加越慢.
C
I
2. 在稳态工作的开关电源中流经电容的电流对时间的积分为零。
A
B
面积A=面积B
+ u(t) -
C:
L:
Buck电路工作原理分析：
UL
根据L的伏秒平衡原则：
(Vin-Vo)*DT=Vo*(1-D)T
Vo=Vin *D
L*ΔIo=Vo *(1-D)T
根据L在1-D时间的基本方程：
ΔIo=Vo *(1-D)T/L
Buck电路的输入输出关系：
开关电源的9种分类方式
开关电源的9种分类方式
（1）按技术、开关管的连接方式、电源技术划分，开关电源可分为串联型开关电源和并联型开关电源。
串联型开关电源的开关管是串联在输入电压和输出负载之间，属于降压式稳压电路；而并联型开关电源的开关管是在输入电压和输出负载之间并联的，类似于冗余电源一类的属于升压式稳压电路。
（2）按激励方式，开关电源可分为自激式和他激式。
在自激式开关电源中，由开关管和变压器技术'>高频变压器构成正反馈环路，来完成自激振荡，类似于间歇振荡器；而他激式开关电源必须附加一个振荡器，振荡器产生的开关脉冲加在开关管上，控制开关管的导通和截止，使开关电路工作并有直流电压输出。
（3）按调制方式，像服务器电源的开关电源可分为脉宽调制（PWM）方式和脉频调制（PFM）方式。
PWM是通过改变开关脉冲宽度来控制输出电压稳定的方式，而PFM是当输出电压变化时，通过取样比较，将误差值放大后去控制开关脉冲周期（即频率），使输出电压稳定。
（4）按输出直流值的大小，开关电源可分为升压式开关电源和降压式开关电源，也可分为高压开关技术'>高压开关电源和低压开关电源。
（5）按输出波形，开关电源可分为矩形波和正弦波电路。
（6）按输出性能，开关电源可分为恒压恒频和变压变频电路。
（7）按开关管的个数及连接方式又可将开关电源分为单端式、推挽式、半桥式
和全桥式等。
单端式仅用一只开关管，推挽式和半桥式采用两只开关管，全桥式则采用四只开关管。
（8）开关电源按能量传递方式又可分为正激式和反激式。
（9）按软开关方式分，开关电源有电流谐振型、电压谐振型、E类与准E类谐振型和部分谐振型等。
高压开关的概念
高压开关的概念高压开关是指在高压电力系统中使用的一种开关设备，它可以用来控制和切换高压电路的通断状态。
高压开关通常被安装在变电站、发电厂和输电系统等高压电力设施中。
在高压电力系统中，电压通常超过1000伏特，因此需要特殊设计的开关来承受高电压和大电流的作用。
高压开关一般由可靠的导电材料制成，如铜、银、铝等，以确保其良好的导电性能和电流传输能力。
高压开关的主要功能是实现高压电路的通断操作。
在电力系统运行时，需要对各个电路进行控制和保护。
高压开关可以通过手动或自动控制，实现对电路的接通和分断。
当电力系统需要停电或发生故障时，高压开关可以快速切断电路，以保护设备和人身安全。
高压开关具有下列特点：1. 承受高电压和大电流：高压开关通常需要承受数千伏特的高电压和数千安培的大电流。
为此，开关的导电材料和接触结构需要具备良好的导电性和可靠性，以避免因过高的电流和电压引起的烧毁和短路等问题。
2. 防止电弧和击穿：由于高压电路存在着强大的能量和电场强度，一旦开关在开断电路时，可能会引起电弧和击穿现象。
为了防止这种现象的发生，高压开关通常采用隔离、吸能和限制电弧的设计，以确保开断过程的安全可靠性。
3. 具备高可靠性和长寿命：高压开关作为电力系统的关键设备，需要具备高可靠性和长寿命。
经过特殊设计和严格检测的高压开关，可以在恶劣的环境条件下稳定工作，并能够承受长期的高电压和大电流冲击。
高压开关主要分为断路器和隔离开关两种类型。
断路器是一种用于开闭电路的高压开关，它通常配备过载保护和短路保护功能。
断路器可以在电路发生过载或短路时自动切断电路，以防止设备损坏和人员伤害。
断路器分为空气型、油型和SF6型等，其中SF6型断路器具有体积小、重量轻和断电能力强等优点。
隔离开关是一种用于维护和切换电路的高压开关，它主要用于切断电路以进行维修和检修工作。
隔离开关可以将高压设备与电力系统隔离开来，以提供安全的工作环境。
与断路器不同的是，隔离开关通常不具备过载保护和短路保护功能。
高压开关简介
高压开关设备简介高压设备是指额定电压3.6KV及以上的电器设备，主要功能是在高压线路中用来实现关合、开断、控制、保护、调节和测量。
高压电器按其用途可分为开关电器、测量电器、限制电器和组合电器。
其中开关电器又可分为断路器、隔离开关、接地开关、负荷开关、熔断器、重合器、分段器等；测量电器可分为电流互感器和电压互感器；限制电器可分为电抗器（限制过电流）和避雷器（限制过电压）；组合电器是指将两种或两种以上的高压电器，按照电力系统的主接线要求组成一个有机的整体而各电器扔保持原功能的装置，可以分为封闭式组合电器（GIS）、敞开式组合电器、复合式组合电器（HGIS）。
高压断路器是电力系统中重要的电气设备之一，它使用数量多、范围广，应用在电力系统的各种电压等级中。
主要作用是在正常情况下，控制各种电气设备和电力线路的开断及投入；在电力系统发生故障时，与继电保护及自动装置配合，快速地切断电力系统中的故障电流，防止故障电流波及到整个电力系统中造成巨大的损失，以保持电力系统的正常运行。
因此，断路器各机构的工作可靠性，直接影响着整个电力系统的稳定。
1.1高压断路器概述1. 1. 1断路器分类自从1893年在美国诞生了世界第一台断路器以来，断路器的理论和制造技术己取得了长足的进步和发展。
通常，按照断路器所采用灭弧介质和灭弧方法的不同，可将断路器划分为如下几类：（1）油断路器：以绝缘油为灭弧介质。
进一步可细分为多油断路器和少油断路器。
现在各种断路器中，油断路器是最早出现的、历史最悠久的断路器。
在我国，油断路器是电力系统中使用最多的高压断路器。
油断路器是在绝缘油中切断电弧的，对大地的绝缘是靠支持绝缘件和绝缘油来保持的。
（2）真空断路器：在高度真空中进行灭弧的断路器，由美国Jennings公司于1955年推出。
使用安全，维护简单，噪声小，寿命长，占地面积小，但散热效果较差，提高额定电流也有困难。
（3）SF6断路器：以六氟化硫等惰性气体作为灭弧介质，由美国西屋公司于1956年推出。
开关电源的分类标准
开关电源的分类标准
开关电源可以按照多种标准进行分类，下面是一些常见的分类标准：
1. 按输入电压类型分类：
-直流输入开关电源：输入电压为直流电。
-交流输入开关电源：输入电压为交流电。
2. 按输出电压类型分类：
-单路输出开关电源：只有一个输出电压。
-多路输出开关电源：具有多个输出电压，可同时提供不同电压的输出。
3. 按输出功率大小分类：
-小功率开关电源：输出功率在几瓦特以下。
-中功率开关电源：输出功率在数十瓦特到几百瓦特之间。
-大功率开关电源：输出功率在数百瓦特到几千瓦特以上。
4. 按工作方式分类：
-开环开关电源：没有反馈控制回路，输出电压不受监
控和调整。
-闭环开关电源：采用反馈控制回路，能够对输出电压进行监测和调整。
5. 按应用领域分类：
-工业开关电源：用于工业自动化设备、仪器仪表等领域。
-通信开关电源：适用于通信设备、网络设备和数据中心等领域。
-汽车开关电源：专门设计用于汽车电子系统供电。
这些分类标准并不是绝对的，开关电源还可以根据其他特定要求进行更详细的分类。
常用的高压开关的类型
常用的高压开关的类型
高压开关是一种重要的电气装置，主要用于断开或接通高电压
电路。
它的结构复杂、功能强大，既能保证电路的正常运行，又能
提高电气设备的可靠性和安全性。
常用的高压开关有以下几种类型：
1. 气体绝缘开关
气体绝缘开关是最常见的一种高压开关，通常使用硫化氢、六
氟化硫和六氟化氙等气体作为绝缘介质。
这种开关具有自重轻、动
作速度快、防爆性能强等特点，在输电和配电系统中应用广泛。
2. 油浸式开关
油浸式开关是指在高压开关内部使用绝缘油作为绝缘介质的开关。
它具有不易产生击穿、隔离性能好、抗干扰能力强等优点，是
电力系统中常用的一种高压开关。
3. 固体绝缘开关
固体绝缘开关常常使用聚丙烯等固体绝缘材料，它具有不易燃、耐高温、绝缘性能好等特点，适用于高温或易燃的环境中使用。
4. 悬空式开关
悬空式开关是一种对电线悬挂在空中进行开、合操作的装置，
主要由一个导体和一个断路器组成。
它广泛应用于输电线路和配电
线路中。
5. 接地开关
接地开关也称为旁路开关，主要用于在高压设备维护、检修时
断开电源，可保护维修人员的安全。
同时接地开关还具有短路保护、机械保护等功能。
在实际应用中，高压开关的类型多种多样，根据不同的应用场
景和要求选择合适的高压开关非常重要。
高压电气设备的安全性和
可靠性关系到电网系统的稳定运行，因此对于高压开关制造商来说，提高产品质量、维护服务和技术支持非常关键。
高压电力开关工作原理揭秘
高压电力开关工作原理揭秘高压电力开关是电力系统中非常重要的设备，它能够实现对高压电路的控制和保护。
本文将揭秘高压电力开关的工作原理，以帮助读者更好地理解其功能和应用。
一、高压电力开关的定义和分类高压电力开关是指额定电压在1kV及以上的电路中，用于接通和切断电路的开关设备。
根据其结构和工作原理的不同，高压电力开关可以分为气体绝缘开关、真空断路器、油浸开关、SF6断路器等多种类型。
二、高压电力开关的构成和工作机制高压电力开关主要由断路器、操作机构、触头系统和辅助控制装置组成。
具体工作过程如下：1. 断路器：断路器是高压电力开关的核心部分，它能够接通和切断电路。
根据不同的工作介质，断路器可以分为气体绝缘断路器、真空断路器和油浸断路器等。
断路器内部通过开闭触点，实现电路的通断。
2. 操作机构：操作机构用于控制断路器的开合，通常采用电动机械传动装置或液压传动装置。
通过操作机构，人们可以对高压电力开关进行手动或自动的控制。
3. 触头系统：触头系统是断路器的关键组成部分，负责传递电流。
高压电力开关的触头系统采用优质导电材料，具有较好的导电性能和耐热性，能够承受高电压和大电流。
4. 辅助控制装置：辅助控制装置包括继电器、传感器、保护装置等，能够对高压电力开关进行监测和保护。
例如，过电流保护装置能够在电流超过额定值时自动切断电路，以保护系统的正常运行。
三、高压电力开关的工作过程高压电力开关的工作过程主要包括合闸和分闸两个环节。
具体过程如下：1. 合闸过程：当高压电力开关需要接通电路时，首先通过操作机构控制断路器的闭合触点，使电路形成闭合状态。
在这个过程中，断路器内部的电弧将被电磁力和触头系统的设计迅速熄灭，从而确保电路的稳定工作。
2. 分闸过程：当高压电力开关需要切断电路时，通过操作机构控制断路器的断开触点，使电路形成断开状态。
此时，断路器内部的电弧将通过特殊的方法熄灭，例如使用气体喷射、真空抽取等方式，以确保电路切断的安全可靠。
开关电源的应用
确认需要做大量的测试数据和试验记录.
4.验证:研发样机确认完成后必须要对产品的可靠性做验证, 模拟实际使用状态或模拟使用工作环境条件.主要包括:输 入条件及输入性能参数,输出负载特性及输出性能参数.高 低温,湿度,器件的温升, 老化冲击.安全间距, 传导和辐 射测试.还有振动和跌落试验(整过过程中有多次评审).
③电源关键性指标:转换效率(必须是正确测试),关键 器件的温升参数,使用的寿命可靠性.
二.电源的设计与制造工艺流程.
1.定型:根据客户要求或市场需求的信息.确认要开发产品的 功能,性能,大小尺寸等。
2.设计:根据要开发的产品设计相关图纸(电路图,PCB图,机 构图,变压器图,材料清单等)资料,由资料做出样品.
①LED电源的分类:从使用场合分LED室内照明电源,LED 显示屏电源,LED路灯电源.从使用要求分为普通电源, 防雨电源,防水电源,三防处理电源,从功能上分:高 效率电源,带PFC电源,直流转直流电源,调亮度电源, 恒压电源,恒流电源.还可从尺寸空间分类.
②优质电源的评定:优质从设计可靠性,设计功率余量, 设计温升余量,设计选材及用料余量;从功能上看保 护功能齐全;从检验参数上看符合规格要求,从工艺 上看美观,内部器横平竖直,干净整洁;从寿命看使用 时间长;从合理配置使用的返修不良率看相对更低.
③PFC:是指功率因数校正器,它是将在交流转换为直流 时提高电源对市电的利用率,有主动式和被动式.常 规不带PFC功能的开关电源只有0.5到0.58,加了PFC 的最高可以做到0.99.
④纹波&杂讯:纹波是直流电压中所含交流成份的电压 值;在内外产生的传导或辐射信号参杂其中为杂讯.
开关电源简介介绍
• 开关电源的工作原理可以分为三个部分：输入整流滤波、开关变换和输出整流滤波。首先，输入电源经过整流滤波得到平 滑的直流电压。然后，通过开关管的开关控制，将直流电压转换成高频脉冲电压。最后，经过输出整流滤波，得到所需的 稳定直流电压。开关电源的核心部分是开关变换器，它采用高频开关技术，实现电压的转换和控制。
开关电源的应用领域
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通信设备：开关电源为 通信设备提供稳定可靠 的直流电源，确保设备 的正常运行。
计算机设备：计算机内 部的各个部件都需要稳 定的电源供应，开关电 源为计算机提供高效、 稳定的电压转换。
家用电器：如家电、音 响等设备中，开关电源 实现电压转换，满足设 备的工作需求。
CHAPTER 04
开关电源的发展趋势与挑战
开关电源的发展趋势与挑战
• 开关电源是一种利用现代电力电子技术控制的电源，具有高 效率、小型化、轻量化等优点，被广泛应用于各种电子设备 中。随着科技的不断发展，开关电源也在不断发展和完善。 本文将重点介绍开关电源的发展趋势与挑战。
THANKS FOR WATCHING
工业自动化设备：在工 业自动化领域，开关电 源为各种传感器、执行 器等提供稳定的电源支 持。
总之，开关电源作为一 种重要的电压转换设备 ，在各个领域都发挥着 重要作用。随着科技的 不断发展，开关电源的 性能将不断提升，应用 领域也将更加广泛。
CHAPTER 02
开关电源的类型及特点
开关电源的类型及特点
• 开关电源是一种利用现代电力电子技术，通过控制开关管开 通和关断的时间和比率，维持稳定输出电压的一种电源。具 有体积小、重量轻、效率高、发热量低等优点，广泛应用于 各种电子设备中。
常见的开关电源分类
常见的开关电源分类①、AC/DC电源该类电源也称一次电源,它自电网取得能量,经过高压整流滤波得到一个直流高压,供DC/DC变换器在输出端获得一个或几个稳定的直流电压,功率从几瓦-几千瓦均有产品,用于不同场合.属此类产品的规格型号繁多,据用户需要而定通信电源中的一次电源(AC220输入,DC48V 或24V输出)也属此类.②、DC/DC电源在通信系统中也称二次电源,它是由一次电源或直流电池组提供一个直流输入电压,经DC/DC变换以后在输出端获一个或几个直流电压.③、通信电源通信电源其实质上就是DC/DC变换器式电源,只是它一般以直流-48V 或-24V供电,并用后备电池作DC供电的备份,将DC的供电电压变换成电路的工作电压,一般它又分中央供电、分层供电和单板供电三种,以后者可靠性最高.④、电台电源电台电源输入AC220V/110V,输出DC13.8V,功率由所供电台功率而定,几安几百安均有产品.为防止AC电网断电影响电台工作,而需要有电池组作为备份,所以此类电源除输出一个13.8V直流电压外,还具有对电池充电自动转换功能.⑤、模块电源随着科学技术飞速发展,对电源可靠性、容量/体积比要求越来越高,模块电源越来越显示其优越性,它工作频率高、体积小、可靠性高,便于安装和组合扩容,所以越来越被广泛采用.目前,目前国内虽有相应模块生产,但因生产工艺未能赶上国际水平,故障率较高.DC/DC模块电源目前虽然成本较高,但从产品的漫长的应用周期的整体成本来看,特别是因系统故障而导致的高昂的维修成本及商誉损失来看,选用该电源模块还是合算合算的,在此还值得一提的是罗氏变换器电路,它的突出优点是电路结构简单,效率高和输出电压、电流的纹波值接近于零.⑥、特种电源高电压小电流电源、大电流电源、400Hz输入的AC/DC电源等,可归于此类,可根据特殊需要选用.开关电源的价位一般在2-8元/瓦特殊小功率和大功率电源价格稍高,可达11-13元/瓦。
高频开关电源的工作原理
推挽电路原理图
V1
W1
- Uin +
V2
W2
Uce 2Uin
L
Uin
+
0
Ton
Toff
t
Ic
0
T
t
4、半桥电路
半桥电路有两个功率开关管，通过两个串连的电容器来构成 工作回路，这两个功率管交替导通驱动高频变压器进行能量 传递，变压器是双向激励的。半桥电路同样存在变压器磁偏 现象，会出现“直通”问题。同样的变压器的情况，半桥的 输出功率大于推挽电路。如下图所示：C1和C2的作用主要是 实现静态时分压，使Ua=1/2Uin。当V1导通，V2截止时， 输入电流方向为图中虚线方向，向C2充电；当V1截止，V2 导通时，输入电流方向为图中实线方向，向C1充电。当V1导 通，V2截止时，V2两端承受的电压为输入直流电压Uin。
APFC电路，是有源功率因数校正电路。它是一
个升压电路，电路结构采用的是BOOT电路，输出电压
一般规定在410VDC左右。由于开关电源所采用的器件 全部工作在非线性状态，电路上有电感和电容，所以会 造成交流输入电压和电流的相位存在相位差，导致交流 电不能全部做功，一部分在电感和电容中转换。另外交 流电压和电流波形出现畸变，造成谐波分量增加，干扰 增加。功率因数校正电路就是将电压和电流相位强制到 一致，同时对波形给予修正。
高频开关电源工作原理
作者：湖南常德分公司传动中心郝书韬
1、开关电源的概念 2、开关电源的组成 3、开关电源的常用电路类型与原理 4、通信用开关电源的基本要求
1、开关电源的概念
开关电源是一个能量转换器，作为电源的功率器件工作 在开关状态（开关管、电感、高频变压器、电容、整流 二极管）－开或关状态，其特点是频率高、功耗低、工 作效率高、体积小、输入范围宽(SwitchingRegulator -- A switching circuit that operates in a closed loopsystem to regulate the power supply output) 通过闭环系统调节，使输出电压保持稳定。
开关电源 国标
开关电源国标开关电源是一种常见的电源供应装置，用于将电能转换成所需要的直流电压或直流电流。
国标是指由国家制定的标准规范，以确保产品的质量和安全性。
本文将介绍开关电源国标的相关内容，包括其定义、分类、特点以及应用。
开关电源是一种通过开关器件控制电能转换的电源装置。
它可以将输入的交流电转换成所需要的直流电，并通过电子元件进行稳压、滤波等处理，以满足电子设备的工作要求。
开关电源国标是为了规范开关电源的设计、制造和使用，以保证其安全性、可靠性和互换性。
根据国标的要求，开关电源可以根据输出功率的不同进行分类。
常见的有低功率开关电源、中功率开关电源和高功率开关电源。
低功率开关电源一般用于电子产品、通信设备等领域；中功率开关电源适用于工业自动化控制、医疗设备等方面；高功率开关电源主要用于电力系统、铁路、通信基站等大功率负载。
开关电源国标的特点主要包括以下几个方面。
首先是输入电压范围宽，可以适应不同国家和地区的电网标准。
其次是输出电压稳定，具有较好的稳压性能，可以满足电子设备对电压的要求。
此外，开关电源还具有高效率、小体积、轻重量等特点，适用于高密度集成电路和小型化电子设备。
同时，开关电源还具备过载保护、过压保护、过流保护等功能，以保证电子设备的安全运行。
开关电源国标在电源的设计、制造和使用方面都有详细的规定。
在设计制造方面，国标要求开关电源应具备防雷击、防静电、防干扰等能力，以确保其稳定可靠的工作。
在使用方面，国标规定了开关电源的电气参数、接线方式、安全要求等，以保证用户的安全使用。
开关电源国标的应用非常广泛。
在电子设备领域，开关电源被广泛应用于计算机、通信设备、家用电器等产品中。
在工业控制领域，开关电源被广泛应用于工业自动化控制系统、机器人、仪器仪表等设备中。
此外，开关电源还被应用于能源领域，用于太阳能发电系统、风能发电系统等。
开关电源国标是为了规范开关电源的设计、制造和使用，以确保其安全性和质量。
开关电源具有广泛的应用领域和重要的作用，对于现代电子设备和工业控制系统的正常运行至关重要。
高压感应式开关电源的原理
高压感应式开关电源的原理
高压感应式开关电源是一种利用高压感应法来实现电能的转换和控制的一种电源。
其原理是通过磁感应效应来实现能量的转换和传输。
高压感应式开关电源由三个主要部分组成：输入端（直流电源）、高压变压器和输出电路。
首先，输入端是直流电源，其作用是为整个电路提供直流电能。
直流电压经过整流和滤波等处理后，形成规整的直流电源。
接着，高压变压器是高压感应式开关电源的关键部件。
高压变压器主要由输入线圈和输出线圈构成。
输入线圈和输出线圈通过磁场耦合来实现能量的传输。
在工作过程中，输入线圈通过高频开关磁阻器与输入电源连接，产生高频振荡电流。
这个高频振荡电流通过输入线圈的磁铁芯传递到输出线圈上。
当输入线圈上的电流变化时，根据法拉第电磁感应定律，输出线圈上也会有相应的电流变化。
这是因为当输入线圈上的电流变化时，产生的磁场也会发生变化，进而感应到输出线圈上。
通过高频振荡电流的传递和磁感应效应的作用，输入端直流电源的电能会转换为高频交流电能，并通过高压变压器传递到输出端。
最后，输出电路将高压能量转化为所需要的电源输出形式。
输出电路由整流、滤波和稳压等部分组成。
输出电路的具体形式根据需要可以选择为直流输出、交流输出或者特定形式的波形输出。
总结来说，高压感应式开关电源主要通过磁感应效应和高频振荡电流的传递来实现电能的转换和控制。
通过高压变压器的作用，从输入端直流电源的电能转换为高频交流电能，并通过输出电路转化为所需要的电源输出形式。
高压感应式开关电源具有转换效率高、体积小、重量轻等优点，因此在工业生产、医疗设备、通信设备等领域得到广泛应用。
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高压开关电源概念及分类
一、概念
高压开关电源是利用现代电力电子技术，控制高压开关管开通和关断的时间比率，维持不乱输出电压的一种电源，高压开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。
高压开关电源和线性电源比拟，二者的本钱都跟着输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异。
线性电源本钱在某一输出功率点上，反而高于高压开关电源，这一点称为本钱反转点。
跟着电力电子技术的发展和立异，使得高压开关电源技术也在不断地立异，这一本钱反转点日益向低输出电力端移动，这为高压开关电源提供了广阔的发展空间。
高压开关电源高频化是其发展的方向，高频化使高压开关电源小型化，并使高压开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了高新技术产品的小型化、轻便化。
另外高压开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。
高压开关电源中应用的电力电子器件主要为二极管、IGBT和MOSFET。
SCR在高压开关电源输入整流电路及软启动电路中有少量应用，GTR驱动难题，高压开关频率低，逐渐被IGBT和MOSFET 取代。
二、3个前提
1、高压开关：电力电子器件工作在高压开关状态而不是线性状态
2、高频：电力电子器件工作在高频而不是接近工频的低频
3、直流：高压开关电源输出的是直流而不是交流
三、高压开关电源的分类：
人们在高压开关电源技术领域是边开发相关电力电子器件，边开发高压开关变频技术，两者相互促进推动着高压开关电源每年以超过两位数字的增长率向着轻、小、薄、低噪声、高可靠、抗干扰的方向发展。
高压开关电源可分为AC/DC 和DC/DC两大类，DC/DC变换器现已实现模块化，且设计技术及出产工艺在海内外均已成熟和尺度化，并已得到用户的认可，但AC/DC的模块化，因其自身的特性使得在模块化的进程中，碰到较为复杂的技术和工艺制造题目。
以下分别对两类高压开关电源的结构和特性作以阐述。
四、接地
高压开关电源比线性电源会产生更多的干扰，对共模干扰敏感的用电设备，应采取接地和屏蔽措施，按ICE1000、EN61000、FCC等EMC限制，高压开关电源均采取EMC电磁兼容措施，因此高压开关电源一般应带有EMC电磁兼容滤波器。
如利德华福技术的HA系列高压开关电源，将其FG端子接大地或接用户机壳，方能知足上述电磁兼容的要求。
五、保护电路
高压开关电源在设计中必需具有过流、过热、短路等保护功能，故在设计时应首选保护功能齐备的高压开关电源模块，并且其保护电路的技术参数应与用电设备的工作特性相匹配，以避免损坏用电设备或高压开关电源。
六、发展动向
高压开关电源的发展方向是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化。
因为高压开关电源轻、小、薄的枢纽技术是高频化，因此国外各大高压开关电源制造商都致力于同步开发新型高智能化的元器件，特别是改善二次整流器件的损耗，并在功率铁氧体（Mn?Zn)材料上加大科技立异，以进步在高频率和较大磁通密度（Bs)下获得高的磁机能，而电容器的小型化也是一项枢纽技术。
SMT技术的应用使得高压开关电源取得了长足的进展，在电路板两面布置元器件，以确保高压开关电源的轻、小、薄。
高压开关电源的高频化就必定对传统的PWM高压开关技术进行立异，实现ZVS、ZCS的软高压开关技术已成为高压开关电源的主流技术，并大幅进步了高压开关电源的工作效率。
对于高可靠性指标，美国的高压开关电源出产商通过降低运行电流，降低结温等措施以减少器件的应力，使得产品的可靠性大大进步。
模块化是高压高压开关电源发展的总体趋势，可以采用模块化电源组成分布式电源系统，可以设计成N＋1冗余电源系统，并实现并联方式的容量扩展。
针对高压开关电源运行噪声大这一缺点，若单独追求高频化其噪声也必将跟着增大，而采用部门谐振转换电路技术，在理论上即可实现高频化又可降低噪声，但部门谐振转换技术的实际应用仍存在着技术题目，故仍需在这一领域开展大量的工作，以使得该项技术得以实用化。
资料来源: /wk/1026.htm。