高频开关电源的应用与发展.doc

《高频开关电源的应用与发展.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、高频开关电源的应用与发展OnApplicationandDevelopmentofHigh－frequencySMPS　1高频电源系统方框图　　高频开关整流器一般是先将交流电直接经二极管整流、滤波成直流电，再经过开关电源变换成高频交流电，通过高频变压器变压隔离后，由快速恢复二极管高频整流、电感电容滤波后输出，见图1。图12采用高频化有较高技术经济指标　　理论分析和实践经验表明，电器产品的体积重量与其供电频率的平方根成反比。所以当我们把频率从工频50Hz提高到20kHz时，用电设备的体积重量大体上降至工

2、频设计的（5～10）％。这正是开关电源实现变频带来明显效益的基本原因。逆变或整流焊机、通讯电源用浮充电源的开关式整流器，都是基于这一原理。　　那么，以同样的原理对传统的电镀、电解、电加工、浮充、电力合闸等各种直流电源加以类似的改造，使之更新换代为“开关变换类电源”，其主要材料可以节约90％或更高，还可节电30％或更多。由于功率电子器件工作频率上限的逐步提高，促使许多原来采用电子管的传统高频设备固态化，既可带来显著节能、节材的经济效益，更可体现技术含量的价值。3设计模块化——自由组合扩容互为备用提高安全

3、系数　　模块化有两方面的含义，其一是指功率器件的模块化，其二是指电源单元的模块化。实际上，由于频率的不断提高，致使引线寄生电感、寄生电容的影响愈加严重，对器件造成更大的应力（表现为过电压、过电流毛刺）。为了提高系统的可靠性，而把相关的部分做成模块。　　把开关器件的驱动、保护电路也装到功率模块中去，构成了“智能化”功率模块（IPM），这既缩小了整机的体积，又方便了整机设计和制造。　　多个独立的模块单元并联工作，采用均流技术，所有模块共同分担负载电流，一旦其中某个模块失效，其它模块再平均分担负载电流。这样

4、，不但提高了功率容量，在器件容量有限的情况下满足了大电流输出的要求，而且通过增加相对整个系统来说功率很小的冗余电源模块，便极大地提高了系统可靠性，即使万一出现单模块故障，也不会影响系统的正常工作，而且为修复提供了充分的时间。4高频开关电源产品规格　　(见表1、表2)表1功率500W～3000W型号SZ－500SZ－1000SZ－2000SZ－3000输出电压5～100V10～100V25～100V24～36V电流5～100A10～100A8～80A85～125A稳定度（％）1111输入电压（V）AC2

5、20AC220AC220AC220模块重量（kg）1.524.58表2功率5000W～20000W型号SZ－5000SZ－10000SZ－20000输出电压24～36V24～48V24～48V电流140～210A208～360A420～850A稳定度（％）111输入电压（V）AC380AC380AC380模块重量（kg）142040　　以上产品重量仅为传统产品重量的1/5～1/8。5国内外IGBT逆变焊机的发展情况　　IGBT逆变焊机具有动态特性好、体积小、重量轻、高效节能、节材、有利于焊接自动化等优

6、点。从70年代起，就受到国内外焊机界的高度重视。当今，许多工业国家，如美国、西欧等把“绝缘栅双极型晶体管”（IGBT）运用到焊机上，其各项指标均优于其他类型焊机，已形成规模，并占领了市场，成为焊机的发展方向。目前，我国进口的焊机，大多是这种焊机。　　根据有关统计，近年来我国每年的焊机销量以大约40％的速度递增，同时有关部门已决定淘汰老式焊机，IGBT逆变焊机以其优点，成为用户更新换代的首选产品。5．1原理框图　　见图2图25．2原理说明　　380（220）V交流电，经全桥整流成直流电源；通过IGBT逆

7、变器，形成20kHz的高频矩形波；再由高频变压器降压到几十伏通过快速恢复二极管整流、滤波成为直流焊接电源。5．3IGBT焊机主要优点：　　·动态特性好，焊接质量高　　·体积小，重量轻　　·噪音低　　·效率高，节能　　近几年来，我国也有许多厂家从事IGBT焊机的开发和生产。国产焊机与进口产品相比有价格较低的优势。但由于多方面的原因，目前国产的IGBT逆变焊机，在设计技术、制造工艺、元器件可靠性等方面都有不同程度的问题，使得故障率较高。到目前为止，还没有一个厂家的产品在广大用户心目中建立可靠的产品形象。可

8、以这样说，“谁能有突破，掌握高品质的产品，解决了国产IGBT焊机的可靠性问题，谁就可以占领这个市场”。　ZX7－400逆变弧焊整流器AT7－400直流弧焊发电机ZXG1－40硅整流弧焊机ZXG－400磁放大器整流器ZX5－400晶闸管整流器额定输出电流（A）400400400400400额定负载持续率60％60％60％60％60％输出空载电压（V）70～8060～9071.58063输入电压（V）3×3803×3803×3803×3803×380效率（％