开关电源技术综述
开关电源 文献综述
文献综述引言21世纪我国通信、信息、家电和国防等领域的电源普遍采用高频开关电源，相控电源将逐渐被淘汰。
经过20多年的不断发展，开关电源技术有了重大的突破和进步。
新型功率器件的开发促进了开关电源的高频化，功率MUSFET 和IGBT 可使中小型开关电源工作频率达到400KH Z ，软开关技术使高频开关电源的实现有了可能，它不仅可以减少电源的体积和重量，而且提高了电源的效率；控制技术的发展以及专用控制芯片的生产，不仅使电源电路大幅度简化，而且使开关电源的动态性能和可靠性大大提高[1]。
开关电源的高频化是电源技术发展的创新技术，高频化带来的效益是使开关电源装置空前的小型化，并使开关电源进入更广泛的领域，特别是在高新领域的应用，推动到了高新技术产品的小型化、轻便化，另外开关电源的发展与应用在节约资源与保护环境方面都具有深远的意义[3]。
21世纪开关电源的发展技术追求和发展趋势可以概括为以下四个方面：①小型化、轻量化、高频化；②高可靠性；③低噪声；④采用计算机辅助设计和控制[4]。
主体开关电源的基本构成如图1[6]所示，其中DC/DC 变换器用于进行功率转换，是开关电源的核心部分，此外还有软启动、过流与过压保护等电路。
输出采样电路检测输出电压变化，并与基准电压进行比较，误差电压经过放大及脉宽调制（PWM ）电路，再经过驱动电路控制功率器件的占空比，从而达到调整输出电压大小的目的。
DC/DC 变换器有多种电路形式，常见的有工作波形为方波的PWM 变换器以及工作波形为准正弦波的谐振型变换器，在本设计中采用PWM变换器来控制功率器件的占空比。
本设计主要由四个部分组成：1）整流滤波电路；2）升压斩波电路；3）PWM 脉宽调制电路；4）按键显示电路。
1. 单相桥式整流滤波电路单相桥式整流滤波电路如图2[1]所示。
负载R L 未接入（开关S 断开）时的情况：设电容器两端初始电压为零，接入交流电源后，当v 2为正半周时，v 2通过D 1、D 3向电容器C 充电； v 2为负半周时，经D 2、D 4向电容器C 充电，充电时间常数为。
开关电源技术综述
开关电源技术综述作者：姜婷婷来源：《科学与财富》2015年第22期1. 开关电源技术及其发展历程1.1开关电源的定义开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源。
1.2开关电源背景技术-电力电子技术的发展开关电源依托于电力电子技术，而现代电力电子技术的发展方向，是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学，向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。
电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件，其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代，并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。
八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件，表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。
整流器时代大功率的工业用电由工频（50Hz）交流发电机提供，但是大约20%的电能是以直流形式消费的，其中最典型的是电解（有色金属和化工原料需要直流电解）、牵引（电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等）和直流传动（轧钢、造纸等）三大领域。
大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电。
逆变器时代七十年代出现了世界范围的能源危机，交流电机变频调速因节能效果显著而迅速发展。
变频调速的关键技术是将直流电逆变为0～100Hz的交流电。
在七十年代到八十年代，随着变频调速装置的普及，大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管（GTR）和门极可关断晶闸管（GT0）成为当时电力电子器件的主角。
类似的应用还包括高压直流输出，静止式无功功率动态补偿等。
这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变，但工作频率较低，仅局限在中低频范围内。
变频器时代进入八十年代，大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展，为现代电力电子技术的发展奠定了基础。
将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合，出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的问世，导致了中小功率电源向高频化发展，而后绝缘门极双极晶体管（IGBT）的出现，又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。
计算机开关电源技术.pptx
开关电源的工作流程
启动
整流与滤波
当接通电源后，控制电路开始工作，启动 开关管并控制其通断时间。
输入的交流电压经过整流电路转换成直流 电压，然后经过滤波电路进行平滑处理。
输出稳定直流电压
保护措施
经过开关管和变压器的处理，最终输出稳 定的直流电压。
当输出电压异常时，控制电路会采取保护 措施，如关闭开关管或调整开关管的通断 时间等，以保护电源和负载的安全。
电阻测量法
通过测量关键点的电阻来判断 故障部位。
替换法
用正常元件替换可能存在故障 的元件来判断故障部位。
06
开关电源技术的发展趋势与挑 战
高效率、高功率密度趋势
提高转换效率
通过优化电路设计、选用高效元器件 和先进的控制技术，降低开关电源自 身的能耗，提高能源利用效率。
减小体积和重量
采用高功率密度开关电源，减少设备 体积和重量，方便用户携带和使用。
损耗和电磁干扰。
软开关技术的优点
提高电源效率，减少电磁干扰，延 长开关管寿命。
软开关技术的应用
在高频开关电源中广泛应用，如通 信电源、服务器电源等。
多重化技术
01
02
03
多重化定义
通过多个单相或三相的开 关电源组合成一个多相的 开关电源，以提高电源的 功率密度和稳定性。
多重化技术的优点
提高电源的功率密度，减 小输出电压的纹波，提高 电源的稳定性。
智能化、模块化趋势
智能化控制
通过引入微处理器和传感器等智能化 技术，实现开关电源的远程监控、故 障诊断和自动保护等功能。
模块化设计
将开关电源模块化设计，方便用户根 据实际需求进行组合和扩展，提高产 品的灵活性和可维护性。
开关电源研究综述【文献综述】
文献综述电气工程及自动化开关电源研究综述摘要：文章对开关电源做了较为全面的介绍。
概括了开关电源的背景知识，定义，应用以及较为详细的分类情况。
然后对开关电源的分类以及发展的走势进行了展望。
关键词：开关电源控制电路电路设计1.引言随着电子技术的高速发展，电子系统的应用领域越来越广泛，电子设备的种类也越来越多，电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切。
任何电子设备都离不开可靠的电源，它们对电源的要求也越来越高。
电子设备的小型化和低成本使电源以轻、薄、小和高效率为发展方向。
在近半个多世纪的发展过程中，开关电源因具有体积小、重量轻、效率高、发热量低、性能稳定等优点而取代传统技术设计制造的连续工作的线性电源，并广泛应用于电子、电气设备中。
20世纪80年代，计算机全面实现了开关电源化，率先完成了计算机的电源换代。
20世纪90年代，开关电源在电子、电气设备以及家电领域得到了广泛的应用，开关电源技术进入快速发展期。
[1]开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。
[4]开关电源的工作过程相当容易理解，在线性电源中，让功率晶体管工作在线性模式，与线形电源不同的是，PWM开关电源是让功率晶体管工作在导通和关断的状态，在这两种状态中，加在功率晶体管上的伏-安乘积是很小的（在导通时，电压低，电流大；关断时，电压高，电流小）功率器件上的伏安乘积就是功率半导体器件上所产生的损耗。
[2-3]与线性电源相比，PWM开关电源更为效的工作过程是通过“斩波”，即把输入的直流电压斩成幅值等于输入电压幅值的脉冲电压来实现的。
脉冲的占空比由开关电源的控制器来调节。
一旦输入电压被斩成交流方波，其幅值就可以通过变压器来升高或降低。
通过增加变压器的二次绕组数就可以增加输出的电压组数。
最后这些交流波形经过整流滤波后就得到直流输出电压。
[8]开关电源可分为AC/DC和DC/DC两大类，也有AC/AC DC/AC 如逆变器DC/DC变换器现已实现模块化，且设计技术及生产工艺在国内外均已成熟和标准化，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，遇到较为复杂的技术和工艺制造问题。
开关电源设计毕业论文
开关电源设计毕业论文一、内容综述随着科技的飞速发展，开关电源设计已成为现代电子设备不可或缺的一环。
本文将带你走进开关电源设计的世界，一探其奥妙和实用之处。
在这里我们不仅仅是研究技术，更是在寻找实用性和性能之间的平衡。
我们所关心的不仅是理论数据，更是其在现实应用中的表现。
首先我们要了解开关电源设计的基本概念和原理，了解电源在电子设备中的角色和功能后，我们就会知道电源不仅仅是设备运行的能源供应者，更是整个设备稳定性的关键。
开关电源设计就是在这个基础上，通过技术和创新来提升电源的性能和效率。
1. 开关电源的背景和意义开关电源在我们的日常生活中可以说是无处不在，从家庭电器的使用到工业设备的运行，再到数据中心的高效运作，开关电源都是不可或缺的重要角色。
为什么我们会对开关电源的研究这么重视呢？这里面可是有深意的，听我慢慢道来。
2. 开关电源设计的研究现状和发展趋势开关电源设计在现代电子领域可是风头正劲的话题，大家都知道，开关电源是我们生活中电子产品的心脏，它不断地为我们身边的电子设备输送“能量”。
那么现在开关电源设计的研究现状是怎样的呢？随着科技的飞速发展，开关电源设计技术也在不断进步。
虽然传统的开关电源设计已经能满足一些基本需求，但随着人们对电子设备性能要求的提高，新的技术和方法也在不断涌现。
例如智能化、小型化、高效化已成为当下开关电源设计的重要方向。
3. 论文研究的目的、内容和方法首先写这篇论文的目的，就是想通过研究和设计开关电源，解决现实中遇到的一些问题，比如电源效率不高、稳定性不好等等。
毕竟开关电源在我们的日常生活中应用广泛，涉及到很多领域，比如计算机、通信、家电等等。
所以研究开关电源设计，不仅具有理论价值，还有很大的实际意义。
那么我们研究的内容是什么呢？简单来说就是分析开关电源的工作原理，研究其设计过程，然后设计出一个既实用又高效的开关电源。
在这个过程中，我们还要研究不同材料的选用、电路设计、散热方案等等。
开关电源综述报告
开关电源一、定义电源是电子设备中的一个重要组成部分，其性能的优劣直接影响着设备的工作质量，随着技术的不断革新，电源技术发生了巨大变化。
1.线性电源线性电源是先将交流电经过变压器降低电压幅值，再经过整流电路整流后，得到脉冲直流电，后经滤波得到带有微小波纹电压的直流电压。
要达到高精度的直流电压，必须经过稳压电路进行稳压。
2.开关电源开关电源是利用现代电力电子技术，采用功率半导体器件作为开关，通过控制开关晶体管开通和关断的时间比率（占空比），调整输出电压，维持输出稳定的一种电源。
它可以就是一个对不同输入电压进行变换和调整，以适应不同的负载要求。
其特点是电源工作在开/关状态，工作效率高，是一种比线性控制电源应用更广范的电源转换装置。
二、开关电源应用和分类开关电源的应用遍及各个行业和领域，例如：电子手表、MP3、MP4、手机、节能灯、LED灯、充电器、电源适配器、电脑、电视机、变频空调、UPS电源、电磁炉、电动摩托、电动汽车、动车组、逆变器、太阳能（风能）逆变站、高压直流电网等。
根据用途来分，电源产品可分为5大系列：AA系列——交流稳压电源；AB 系列——交流或电池输入，交流输出，又名UPS 电源；AD系列——交流变直流( 直流电源) ；ADA系列——将交流先变成直流，再将直流变为交流(净化电源) ；DD系列——直流变直流。
而传统的电源技术仅仅局限于AA系列和AD 系列两个方面。
三、电源技术的发展及现存问题1.电源技术的发展历程传统的晶体管串联调整稳压电源是连续控制的线性稳压电源。
这种传统稳压电源技术比较成熟，并且已有大量集成化的线性稳压电源模块，具有稳定性能好、输出纹波电压小、使用可靠等优点。
但其通常都需要体积大且笨重的工频变压器与体积和重量都很大的滤波器。
由于调整管工作在线性放大状态，为了保证输出电压稳定，其集电极与发射极之间必须承受较大的电压差，导致调整管功耗较大，电源效率很低，一般只有45%左右。
开关电源的技术现状及失效分析
开关电源的技术现状及失效分析开关电源是一种将输入电能转换为直流电能的电源装置，主要由开关管、变压器、电感器、电容器和控制电路等组成。
它具有体积小、效率高、可靠性好等优点，在现代电子设备中得到广泛应用。
本文将对开关电源的技术现状以及可能出现的故障进行分析。
一、开关电源的技术现状1.高频化：随着电子设备的发展，对开关电源的功率密度和效率提出了更高的要求。
为了满足这些需求，开关电源正朝着高频化方向发展。
高频开关电源可以减小变压器和电感器的体积，提高系统的功率密度和效率。
2.小型化：开关电源的体积越小越好，尤其对于便携式设备而言。
因此，研究人员在开关电源的设计中提出了很多小型化的技术，如采用表面贴装技术、集成电路技术等。
3.高效率：提高开关电源的效率可以减小功耗，提高使用寿命。
目前，很多高效率的开关电源方案被提出，如零电压开关(ZVS)和零电流开关(ZCS)技术等。
4.多功能集成：现代电子设备要求开关电源具备多种功能，如过压保护、过流保护、短路保护等。
因此，开关电源的设计需要考虑这些功能的集成，以提高系统的安全性和可靠性。
二、开关电源的失效分析1.元器件失效：在开关电源中，元器件的失效是常见的故障之一、主要包括开关管的损坏、变压器的短路、电容器的老化等。
这些故障可能导致开关电源无法正常工作或者导致输出电压波动。
2.过载、过压保护失效：开关电源的过载和过压保护是保证设备的安全运行的重要功能。
如果这些保护功能失效，开关电源就容易超负荷工作或者输出过高的电压，从而损坏设备或者威胁人身安全。
3.温度过高：开关电源在长时间高负载工作时，可能会产生较高的温度。
如果散热设计不良或者散热器失效，开关电源的温度可能会过高，导致元器件的老化、损坏或者短路。
4.控制电路故障：开关电源的工作需要控制电路的精确控制，如果控制电路失效，开关电源可能无法正常工作或者无法正确控制输出电压。
综上所述，开关电源作为一种重要的电源装置，在现代电子设备中得到广泛应用。
开关电源综述
开关电源综述一前言开关电源是采用功率半导体器件作为开关，控制开关的开通和关断的比率，以维持稳定输出电压的一种电源。
开关电源的基本拓扑机构如图1-1.图1-1 开关电源的基本机构随着电子技术的快速发展，电子设备的种类也越来越多。
任何电子设备都离不开电源。
传统的稳压电源是采用线性电源，这种电源技术比较成熟，具有稳定性好，可靠性高。
但是线性电源功耗大，转换效率低，为了稳定输出电压，常常需要大体积的变压器和散热装置，根本不能满足现代电子设备的要求。
与线性电源相比，开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制功率器件的构成,让功率器件工作在导通和关断两种状态,开关电源通过/斩波0,把输入电压斩成等于输入电压幅值的脉冲电压,输入电压被斩成交流方波后,其幅值可以通过变压器升高或降低,再经过整流!滤波后就可以得到直流输出电压" 由于功率器件导通时,电流很大,电压很小;关断时,电流很小,电压很大,功率器件的伏一安乘积很小,其功耗也就很小,散热器也随之减小,效率能到达70%以上"。
二正文1.开关电源的发展2.开关电源的分类开关电源的种类很多，可分为交流开关电源（AC/DC）和直流开关电源（DC/DC）.2.1交流开关电源交流开关电源也叫开关整流器,核心是AC/DC变换器,是将交流变换为直流,整流后又做了DC/DC变换"AC/DC变换器的功率电流是双向的,功率电流从电源流向负载称为“整流“,从负载流向电源称为“逆变"由于AC/DC变换器输入的是交流电,所以必须通过整流!滤波才能将电能进行转换,这就需要有一定规模的整流电路和滤波电路,由于整流和滤波元件要符合电磁兼容(EMC)的相关标准,使得AC/DC变换器的体积较大，因此AC/DC变换器在模块化的进程中,遇到了较为复杂的技术和工艺制造问题。
同时,AC/DC 变换器的电压，电流较大,电磁干扰(EMI)严重,使得开关电源的能耗较大,必须在开关电源上面附加比较复杂的控制电路,或者采用电源系统优化设计,才能使效率有所提高"2.2直流开关电源直流开关电源的核心是DC/DC变换器，DC/DC变换器的技术已经相当成熟，目前已经模块化。
开关电源总结
开关电源总结开关电源是一种广泛应用于电子设备中的高效能源转换装置。
它通过将输入电信号转换为高频信号并进行调制，然后进行变换、整流和滤波，最终输出所需的电压或电流。
开关电源因其高效、稳定、可靠的特点，在电子行业中得到了广泛应用。
本文将对开关电源的工作原理、优势和注意事项进行探讨。
一、工作原理开关电源的工作原理主要包括：输入滤波、整流、变压、调制、输出滤波与稳定等步骤。
首先，将市电通过输入滤波电路进行滤波处理，消除电网中的噪声和干扰。
然后，进行整流工作，将交流信号转化为直流信号。
接下来，通过变压器将直流电压变换为所需的电压级别，以满足不同设备对电力要求的不同。
在变压之后，利用调制技术将电信号转换为高频信号，并将其输出至开关管。
最后，在输出端进行滤波和稳定处理，以提供高质量的直流电源。
二、优势1. 高效性：开关电源采用高频调制技术，能够提高能源转换效率。
相比传统的线性电源，开关电源具有更低的功耗和能耗，从而能够更好地满足节能环保的要求。
2. 稳定性：开关电源通过反馈控制的方式，能够实时监测输出电压或电流，并根据需求进行调整，以保证输出能够稳定在预定范围内。
这种稳定性可以有效地避免电压和电流的波动对设备的损坏和工作质量的影响。
3. 尺寸小：开关电源采用了先进的电子元器件和高密度的电路设计，因此其体积相对较小。
这一点在电子设备越来越小型化的今天尤为重要。
尺寸小的开关电源可以更好地适应各种空间应用的需求。
4. 可靠性：开关电源由于采用了先进的技术和材料，具有较高的可靠性。
其在各种环境条件下均能正常工作，而且寿命长。
这使得开关电源在工业自动化、通讯设备、医疗器械等领域得到了广泛应用。
三、注意事项1. 散热：开关电源因为高效能，所以产生的热量较多。
因此，必须做好散热工作，确保开关电源的温度在正常范围内。
可以通过散热片、风扇等方式进行散热。
2. 电磁兼容：开关电源中会产生较强的电磁干扰，因此需要做好电磁兼容工作，以避免对其他设备产生干扰。
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。
软开关技术综述
软开关技术综述开关电源就是采用功率半导体器件作为开关元件，通过周期性通断开关，控制开元件的占空比来调整输出电压。
开关电源的构成框图如图1所示，它由输入电路、变换电路、输出电路和控制电路等组成。
功率变换是其核心部分，主要由开关电路和变压器组成。
为了满足高功率密度的要求，变换器需要工作在高频状态，开关晶体管要采用开关速度高、导通和关断时间短的晶体臂，最典型的功率开关晶体管有功率晶体管（CTR）、功率场效应管（MOSFET）和绝缘型双极型晶体管（IGBT）等3种。
控制方式分为脉宽调制、脉频调制、脉宽和频率混合调制等3种，其中最常用的是脉宽调制（PWM）方式。
从60年代开始得到发展和应用的DC－DC PWM功率变换技术是一种硬开关技术。
为了使开关电源在高频状态下也能高效率地运行，国内外电力电子界和电源技术界自70年代以来，不断研究开发高频软开关技术。
软开关和硬开关波形比较如图2所示。
从图可以看出，软开关的特点是功率器件在零电压条件下导通（或关断），在零电流条件下关断（或导通）。
与硬开关相比，软开关的功率器件在零电压、零电流条件下工作，功率器件开关损耗小。
与此同时，du/dt和di/dt大为下降，所以它能消除相应的电磁干扰（EMI）和射频干扰（RFI），提高了变换器的可靠性。
同时，为了减小变换器的体积和重量，必须实现高频化。
要提高开关频率，同时提高变换器的变换效率，就必须减小开关损耗。
减小开关损耗的途径就是实现开关管的软开关，因此软开关技术软开关技术已经成为是开关变换技术的一个重要的研究方向。
本文对软开关和硬开关的工作特性进行比较，并对软开关技术进行了详细阐述。
2 硬开关的工作特性是开关管开关时的电压和电流波形。
开关管不是理想器件，因此在开关管开关工作时，要产生开通损耗和关断损耗，统称为开关损耗（Switching Loss）。
开关频率越高，总的开关损耗越大，变换器的效率就越低。
开关损耗的存在限制了变换器开关频率的提高，从而限制了变换器的小型化和轻量化。
计算机开关电源技术
软开பைடு நூலகம்技术的优势
软开关技术的应用
在软开关电路中，通常采用谐振、准 谐振、零电压或零电流等方式实现软 开关，如LLC、LLC ZVS等。
软开关技术可以提高开关电源的效率 、减小电磁干扰、延长开关管寿命。
同步整流技术
同步整流定义
同步整流技术是指在开关电源中采用同步整流管代替整流二极管，以降低整流损耗和提高 效率。
开关电源技术的未来展望
更高效
更环保
更安全
更广泛的应用
随着电力电子技术的发展，开 关电源的效率已经非常高。未 来，随着新材料和新工艺的不 断发展，开关电源的效率将会 进一步提高。
随着环保意识的不断提高，开 发环保型的开关电源已经成为 未来的一个重要发展方向。例 如，开发具有更高能效、更低 噪音、更少废弃物的开关电源 等。
由于开关电源是电子设备的一 个重要组成部分，因此其安全 性至关重要。未来，将会更加 注重开关电源的安全性，例如 采用更安全的材料和设计更安 全的电路等。
随着计算机和电子设备的不断 发展，开关电源的应用范围将 会越来越广泛。例如，在新能 源汽车、智能家居、航空航天 等领域都会有广泛的应用。
THANKS
开关电源的组成结构
输入电路
整流电路
滤波电路
开关管与脉冲调制 器
变压器与输出电路
包括输入滤波器、保险 丝、电源开关等，用于 对输入的交流电进行滤 波、限流和保护。
采用桥式整流电路，将 输入的交流电整流为直 流电。
通过电容和电感的滤波 作用，将整流后的直流 电进行滤波，以减少纹 波和噪声。
开关管用于控制电源的 通断，脉冲调制器用于 产生高频脉冲信号控制 开关管的通断。
比值。
02
功率因数校正的意义
软开关技术综述
软开关技术综述1 引言开关电源就是采用功率半导体器件作为开关元件，通过周期性通断开关，控制开元件的占空比来调整输出电压。
开关电源的构成框图如图1所示，它由输入电路、变换电路、输出电路和控制电路等组成。
功率变换是其核心部分，主要由开关电路和变压器组成。
为了满足高功率密度的要求，变换器需要工作在高频状态，开关晶体管要采用开关速度高、导通和关断时间短的晶体臂，最典型的功率开关晶体管有功率晶体管（CTR）、功率场效应管（MOSFET）和绝缘型双极型晶体管（IGBT）等3种。
控制方式分为脉宽调制、脉频调制、脉宽和频率混合调制等3种，其中最常用的是脉宽调制（PWM）方式。
图1 开关电源构成框图从60年代开始得到发展和应用的DC－DC PWM功率变换技术是一种硬开关技术。
为了使开关电源在高频状态下也能高效率地运行，国内外电力电子界和电源技术界自70年代以来，不断研究开发高频软开关技术。
软开关和硬开关波形比较如图2所示。
图2 软开关和硬开关波形从图可以看出，软开关的特点是功率器件在零电压条件下导通（或关断），在零电流条件下关断（或导通）。
与硬开关相比，软开关的功率器件在零电压、零电流条件下工作，功率器件开关损耗小。
与此同时，du/dt和di/dt大为下降，所以它能消除相应的电磁干扰（EMI）和射频干扰（RFI），提高了变换器的可靠性。
同时，为了减小变换器的体积和重量，必须实现高频化。
要提高开关频率，同时提高变换器的变换效率，就必须减小开关损耗。
减小开关损耗的途径就是实现开关管的软开关，因此软开关技术软开关技术已经成为是开关变换技术的一个重要的研究方向。
本文对软开关和硬开关的工作特性进行比较，并对软开关技术进行了详细阐述。
2 硬开关的工作特性图3是开关管开关时的电压和电流波形。
开关管不是理想器件，因此在开关管开关工作时，要产生开通损耗和关断损耗，统称为开关损耗（Switching Loss）。
开关频率越高，总的开关损耗越大，变换器的效率就越低。
开关电源的控制方式综述
开关电源的控制方式综述
开关电源控制方式综述：
1. 磁力调节控制：利用外加磁场对调节量进行控制，在变压装置的内部产生一个变化的磁场。
此方式能够根据系统需要和环境变化而变更功率，由于控制简单方便，因此得到了广泛的应用。
2. 继电器控制：工作方式是控制负载输入是否有电入继电器，就能控制开关电源的输出是否开启。
3. 控制电压变化：通过对开关电源的电压输入进行控制，从而达到控制输出电压的目的。
4. 变频控制：变频技术可以使电机的转速根据需要进行变化，从而控制开关电源的输出。
5. 智能PID控制：采用微处理器技术，计算器获取实时输出数据，再综合考虑负载等，然后决定输出功率参数以及输出电压。
它有很好的控制稳定性，肯定能达到所需要的效果。
6. 端子控制：在控制制面，通常需要多个档位，所以可以通过改变电源线路的端子数量来改变输出功率，从而达到控制的目的，如改变全部端子的端子数量，将改变输出功率和电压。
7. 固定频率继电控制：其基本原理是通过控制一个固定的频率继电器，改变输出电压，从而控制开关电源的输出能力，达到控制的目的。
8. 微型控制器控制：可以利用智能电路，搭配传感器，实现对开关电源输出的控制。
此种控制方式具有效率高、响应快、精度高以及省电等优点。
9. 模拟型控制：可以利用与负载电流相反的电流来控制，当两个电流相等时表示控制完成，从而达到控制的效果。
这种方式的控制准确度较高，但是操作繁琐重复性高，控制速度较慢。
10. 档位控制：简单易操作，可以根据负载改变功率以及电压，因此是目前比较常用的控制方式之一。
开关电源文献综述
开关电源文献综述第一篇：开关电源文献综述开关电源---文献综述引言在计算机，电子仪表和通讯系统中应用极为广泛的开关电源，在近半个世纪的发展过程中，因具有轻小，高效等优点而逐渐取代传统技术制造的连续工作电源，成为电子电源中的主流产品。
人们在开关电源的技术领域里，一边开发相关电子技术，一边开发新型功率材料和元器件，两者相互促进推动着开关电源向轻小薄低噪声高可靠抗干扰方向发展，每年超过两位数的增长率。
开关电源分为AC/DC和DC/AC两大类。
主要应用于计算机，通讯办公室，控制设备，电子仪器等投资类产品及电视机，摄像机，VCD，电子游戏机等消费类产品。
目前全球开关电源制造商约500家。
据国外专家预计，世界开关电源的销量额将由1992年的84亿美元猛增至1999年得166亿美元，刺激开关电源市场进一步扩大并将继续推动开关电源技术进步的主要用户是计算机及外围设备，另外，快速发展的通讯及消费市场也正逐渐引起开关电源制造商的关注。
因此，研究开关电源是非常有必要的，对于我们以后的发展是很有帮助的。
因此，本文将围绕开关电源的高效性，可靠性，模块化，稳定性，低噪声，抗电磁干扰及应用等方面展开详细论述，论述是将借鉴近年来大量的文献，以此增加说服力。
正文开关电源的功率和效率问题为了使开关电源轻，小，薄，高频化（开关电源频率达兆赫级）是必然发展趋势。
而高频化有必然使传统的PWM开关功耗加大，效率降低，噪声也提高了，达不到高频，高效的预期效益，因此实现零电压导通，零电流关断软开关技术成为开关电源的主流。
采用软开关技术可使效率达到85%~88%。
开关电源是电源的发展方向，但是开关电源功率因数很低，它的输入电流波形严重畸变，所含谐波对电网有干扰，股提高功率因数，抑制谐波，减小对电网的干扰是重要的课题。
通常抑制谐波，改善功率因数的三种常用方法是串联谐振滤波器，并联谐振滤波器，升压式变换器。
其中有源式升压式变换器是提高功率因数的最好的方法。
开关电源技术
开关电源技术在现代电子技术领域，开关电源技术无疑是一项至关重要的核心技术。
它广泛应用于从消费电子设备到工业自动化系统的各个领域，为我们的生活和工作带来了巨大的便利。
那么，什么是开关电源技术呢？简单来说，开关电源是一种利用半导体器件（如晶体管、场效应管等）作为开关，通过控制开关的导通和关断时间来实现电能变换的电源。
与传统的线性电源相比，开关电源具有效率高、体积小、重量轻、输出电压范围宽等显著优点。
开关电源的工作原理其实并不复杂。
它主要由输入滤波电路、功率变换电路、控制电路和输出滤波电路等部分组成。
输入滤波电路用于滤除电网中的干扰和噪声，功率变换电路则是实现电能转换的核心部分，控制电路负责控制开关的导通和关断时间，以保证输出电压的稳定，输出滤波电路则用于平滑输出电压，减少纹波和噪声。
在开关电源中，控制电路的设计至关重要。
常见的控制方式有脉冲宽度调制（PWM）和脉冲频率调制（PFM）。
PWM 控制方式是通过固定开关频率，改变脉冲宽度来调节输出电压；而 PFM 控制方式则是通过改变开关频率来调节输出电压。
这两种控制方式各有优缺点，在实际应用中需要根据具体情况进行选择。
开关电源的效率是其一个重要的性能指标。
由于开关电源中的半导体器件在导通和关断时的损耗较小，因此其效率通常可以达到 80%以上，甚至高达 90%以上。
高效率不仅意味着能源的节约，还可以减少发热，提高电源的可靠性和稳定性。
为了进一步提高开关电源的性能，人们在电路设计和器件选择上不断进行创新和改进。
例如，采用软开关技术可以降低开关过程中的损耗，提高效率；使用同步整流技术可以提高输出电流能力，降低导通损耗；采用多相并联技术可以增大输出功率，减小输出纹波。
开关电源的应用领域非常广泛。
在消费电子领域，手机充电器、笔记本电脑电源适配器、平板电脑充电器等都采用了开关电源技术。
在工业领域，开关电源被广泛应用于自动化控制系统、通信设备、医疗设备等。
此外，在新能源领域，如太阳能光伏发电、风力发电等系统中，开关电源也发挥着重要的作用。
开关电源技术发展综述
开关电源技术发展综述开关电源技术是一种高效、可靠、节能的电源技术，已经成为现代电子设备中不可或缺的一部分。
随着科技的不断发展，开关电源技术也在不断地更新换代，从最初的线性电源到现在的高频开关电源，其技术水平不断提高，应用范围也越来越广泛。
开关电源技术的发展可以分为以下几个阶段：第一阶段：线性电源时代20世纪50年代至70年代初期，电子设备中主要采用的是线性电源。
线性电源的工作原理是将交流电转换为直流电，然后通过稳压电路将直流电稳定在所需的电压值。
线性电源的优点是稳定性好，但是效率低，体积大，重量重，成本高。
第二阶段：开关电源初期70年代中期，开关电源开始逐渐应用于电子设备中。
开关电源的工作原理是将输入的交流电转换为高频脉冲信号，然后通过变压器、整流电路和滤波电路将其转换为所需的直流电。
开关电源的优点是效率高，体积小，重量轻，成本低，但是稳定性不如线性电源。
第三阶段：高频开关电源时代80年代中期至今，高频开关电源逐渐成为主流。
高频开关电源的工作频率高达几十千赫兹，可以大大减小变压器和电容器的体积，从而实现高效、小型化、轻量化和高可靠性。
高频开关电源的应用范围也越来越广泛，包括计算机、通信、工业控制、医疗设备、汽车电子等领域。
未来发展趋势：未来，开关电源技术将继续向高效、小型化、轻量化、高可靠性和智能化方向发展。
其中，高效化是最主要的发展方向，因为高效率可以减少能源消耗，降低设备发热量，延长设备寿命，提高设备性能。
同时，智能化也是一个重要的发展方向，可以通过智能控制实现设备的自动化、远程监控和故障诊断，提高设备的可靠性和维护效率。
总之，开关电源技术的发展已经成为电子设备发展的重要推动力，未来将继续发挥重要作用，为人们的生活和工作带来更多的便利和效益。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
计算机开关电源变压供电的研究分析学院：电气信息工程学院专业：电气工程及其自动化班级：姓名：学号：指导老师：2020 年 10月开关电源技术综述摘要：本综述以开关电源为主题，结合计算机方面进一步了解开关电源的原理技术、在生活的实际应用、目前市场的竞争态势还有未来的发展状况。
开关模式电源又称交换式电源。
广义上来说，凡是主要组成部分是开关变换器，并且在转换时，利用PWM或者PFM技术通过闭环模式来控制开关变换器从而可以稳定输出电流或电压的，还具有保护与显示环节的电源就可以称之为开关电源。
当今社会科技水平日益提高，电力电子信息方面的技术飞速发展，开关电源已经被人们广泛应用于家用电脑计算机等各种领域。
其中，老旧版本的台式机电源越来越难以满足人们的需求，所以人们同时进行着开发相关电力电子器件和开关变频技术，使这两者能相互辅助、相互促进，从而使得开关电源的应用以每年超过两位数的速率增长。
电脑电源技术层面上向着小轻薄、抗干扰、低噪声、高可靠的方向发展。
This review takes switching power supply as the theme, combined with computer to further understand the principle and technology of switching power supply, practical application in life, current market competition situation and future development status. In a broad sense, the power supply with protection and display link can be called on-off power supply, which is mainly composed of switching converter, and uses PWM or PFM technology to control the switch converter through closed-loop mode, so as to stabilize the output current or voltage. Nowadays, the level of science and technology is increasing day by day, and the technology of power electronic information is developing rapidly. Switching power supply has been widely used in various fields such as home computers and computers. Among them, the old version of desktop power supply is more and more difficult to meet people's needs, so people are developing related power electronic devices and switching frequency conversion technology at the same time, so that the two can complement and promote each other, so that the application of switching power supply increases at a double-digit rate every year. The computer power supply technology is developing in the direction of small and thin, anti-interference, low noise and high reliability.一、历史发展一般用交流电源或者直流电源来作开关电源的输入端，而输出端多半是要直流电源的设备，例如个人计算机电脑，而开关电源就是在两者之间转换电流电压。
在1946年，人们成功创造了世界上第一台电子计算机，但是对于开关电源的研究和应用是从于20世纪50年代才开始。
回顾历史，为开关电源的研制与发展提供了理论基础的是美国于1955年首创的脉冲宽度调制技术(PWM)。
到60年代，人们关于开关电源下属包含的基本电路拓扑结构的认知已经逐渐成型。
相较于其他元件，其逐渐显露出小体积、轻质量和高效率的优点。
同时期的计算机也在硬件上开始了革新。
之后，开关电源正式进入快速发展时期，大规模集成电路计算机也开始广泛应用。
70年代，高频电力开关的发明使开关电源可以以20 kHz的频率工作，更加人性化的是开关变换时不再会产生刺耳的噪声。
到了20世纪80年代，技术又一次得到了突破，在中大功率直流电源中也得以使用原来仅能在于小功率场合适用的开关电源。
这段时期也是微型计算机新时代的来临。
转眼到了20世纪90年代，人们发展与完善了软开关控制技术，这标志着高频开关电源技术开发上的又取得了一个重大成果。
这一时期开关电源的工作频率已可达到500 kHz-1MHz。
由于实际生活运用中人们的各种需求需要提高电源的工作频率，所以相应的开关损耗随之增加。
但是软开关技术的出现有效的降低了损耗，使高频开关电源在频率越来越高的同时还能保持着高效率工作，从而带来巨大的经济效益。
计算机也是这一技术革新的受益者之一。
当下进入21世纪，随着数字与模拟电路技术、电子信息控制技术的发展以及在电力电子设备上的应用，高频开关电源正式进入数字时代，并且随着社会潮流发展的势头愈来愈迅猛。
现今的开关电源正在朝着高效化、微型化、大众化的道路走。
二、现状评测21世纪是电子信息化的时代，是产业数字化的时代。
依托于科技的快速发展，人们对电子产品的需求与依赖越来越大，而电源是这些电子设备的核心基础。
普通的线性电源功能受限，而开关电源具有高效率、小体积、低重量等各方面的优势。
目前，开关电源是当今电力电子信息产业飞速发展必不可少的一种电源选择，被广泛应用于以计算机为主导的各种电子设备，但其频率有待进一步提高。
所以高频开关电源应运而生。
开关电源设备能小型化轻量化，并且能进入更广泛的领域都要归功于高频开关电源的实际应用。
此外，开关电源的开发和应用对资源的节约和环境的保护也有着良好影响。
与线性电源不同，开关电源利用的晶体管的切换模式都有低耗散的特点，比较节省能源。
相反的，产生输出电压时，线性电源的晶体管在放大区工作，本身也会消耗电能。
而且因为开关电源工作频率比线性电源高，可以使用小尺寸的变压器，因此会更加轻巧。
而与之息息相关的计算机经过几十年的发展，已经从最开始一个庞然大物变成如今便携的体型，同时运行效率越来越快，功能种类越来越多。
能有这些变动，开关电源技术的进步也是功不可没的。
不过目前开关电源也有一些缺点，比如相较线性电源，它由于存在两套变换方式而在原理上更加复杂，另外开关电源还容易出现电磁干扰的问题。
这就需要我们继续加强技术的革新。
三、发展前景预测如大多数电子元件一样，向集成化方向发展是开关电源未来的主要趋势，那么对应的对技术的要求会越来越高。
但是这就需要人们在半导体器件和磁性材料方面有新的突破。
重大的科学创新与技术进步非一朝一夕之功，可能目前很难实现。
所以当下的研究重点将集中在开关电源效率的提高和体积重量的减小上面。
因此，工艺水平将在制造电源中占据越来越高的地位。
如今市场上开关电源中功率管多采用双极型晶体管，这样电源的开关频率能有几十千赫。
而采用MOSFET 的开关电源转化频率却是前者的数倍，可以达到几百千赫。
因此高速开关器件的运用能使开关频率有效地提高。
相对于计算机这种电子设备，人们当然希望它的工作变得稳定高效的同时外观上也能越来越轻便。
所以不难看出来，今后开关电源的发展方向和技术追求可以概括为小轻薄、高频率、高可靠、低噪声。
储能元件的大小决定着开关电源的体积重量。
因此要让开关电源小轻薄，其实就是减小储能元件的体积。
而在一定范围内，提高电源的开关频率，就能有效的减小储能元件的尺寸，而且还有着提高系统性能、抗干扰的作用。
所以我们说，开关电源的主要发展趋势之一就是高频化。
对比连续工作电源，开关电源使用的元器件数量要少很多。
而电源的寿命由电力电子器件的寿命掌控。
所以，从设计方面来看，我们需要尽可能使用较少的器件，提高电源的集成化程度，加强复杂电路的可靠性。
不过开关电源有一个重大的缺点就是噪声大。
单纯地追求高频化，噪声也会随之增大。
试想人们使用电脑时，虽然较以前的老式计算机更加方便快捷，但是伴随着的是巨大的噪声，这给我们日常生活与工作带来极大的不便。
为解决这一问题，就不得不提到部分谐振转换回路技术。
这项技术的运用在原理上可以提高频率的同时又能降低噪声。
所以，开关电源的又一发展方向就是将噪声影响尽可能地降低。
另外如今电脑市场的主要变革体现在人们绿色节约意识的提高，对于节能环保的需求增多。
目前计算机功能日益完备的同时也有着越来越高的损耗，所以要求电源的输出功率也越来越高。
而另一方面计算机各种核心部件都离不开电源的有效作用，电源的质量好坏直接影响了整机电脑工作是否安全稳定。
因此开发更加适应市场，技术更加完善的电源是势在必行的。
所以说开关电源的发展促进了计算机的革新，而将计算机融入到设备设计和控制之中又使开关电源能在有着最简单的形体结构同时又具有最佳的工作状况。
因而人们总讲，开关电源的发展与其它电力电子元件的发展密不可分。
发展新式器件、开发优质材料、设计改良元件的新结构，对于开关电源高频化小型化趋势始终起着重要的促进影响。
总的来说，在开关电源技术领域里，同时进行开发相关电力电子新的器件和提高开关变频技术水平，让这二者相辅相成，从而使得开关电源的使用以每年超过两位数的速率增长。
电子电源技术层面上向着小轻薄、高频率、低噪声、高可靠的方向发展，效益上朝着高收益、低成本、节能环保的目标前进。
小结当今社会科技水平日益提高，电力电子信息方面的技术飞速发展，高频化、数字化的开关电源已经被人们广泛应用于家用电脑计算机等各种领域。
本文综合叙述了开关电源的基本概念、发展历史、技术特点，并结合开关电源在计算机上的具体应用，展望了其在未来的研究方向与以后发展趋势。
所以为了更好地与时代接轨，提高理论学习与实践结合的水平，从小处入手就台式计算机与开关电源的实际应用做了一次设计报告。