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大功率直流电源的优势、组成和未来的发展趋势
来源: | 作者:dcspower | 发布时间: 2023-04-17 | 545 次浏览 | 分享到:

开关模式电源又称交换式电源、开关变换器,是一种高频化电能转换装置,是电源供应器的一种。其功能是将一个位准的电压,透过不同形式的架构转换为用户端所需求的电压或电流。


大功率直流电源的优势


大功率直流电源的输入多半是交流电源(例如市电)或是直流电源,而输出多半是需要直流电源的设备,例如个人电脑,而大功率直流电源就进行两者之间电压及电流的转换。


大功率直流电源不同于线性电源,大功率直流电源利用的切换晶体管多半是在全开模式(饱和区)及全闭模式(截止区)之间切换,这两个模式都有低耗散的特点,切换之间的转换会有较高的耗散,但时间很短,因此比较节省能源,产生废热较少。理想上,大功率直流电源本身是不会消耗电能的。电压稳压是透过调整晶体管导通及断路的时间来达到。相反的,线性电源在产生输出电压的过程中,晶体管工作在放大区,本身也会消耗电能。


大功率直流电源的优势、组成和未来的发展趋势


大功率直流电源的高转换效率是其一大优点,而且因为大功率直流电源工作频率高,可以使用小尺寸、轻重量的变压器,因此大功率直流电源也会比线性电源的尺寸要小,重量也会比较轻。


若电源的高效率、体积及重量是考虑重点时,大功率直流电源比线性电源要好。不过大功率直流电源比较复杂,内部晶体管会频繁切换,若切换电流尚加以处理,可能会产生噪声及电磁干扰影响其他设备,而且若大功率直流电源没有特别设计,其电源功率因数可能不高。


组成部分


大功率直流电源大致由主电路、控制电路、检测电路、辅助电源四大部份组成。


1主电路


冲击电流限幅:限制接通电源瞬间输入侧的冲击电流。


输入滤波器:其作用是过滤电网存在的杂波及阻碍本机产生的杂波反馈回电网。


整流与滤波:将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电。


逆变:将整流后的直流电变为高频交流电,这是高频大功率直流电源的核心部分。


输出整流与滤波:根据负载需要,提供稳定可靠的直流电源。


2控制电路


一方面从输出端取样,与设定值进行比较,然后去控制逆变器,改变其脉宽或脉频,使输出稳定,另一方面,根据测试电路提供的数据,经保护电路鉴别,提供控制电路对电源进行各种保护措施。


3检测电路


提供保护电路中正在运行中各种参数和各种仪表数据。


4辅助电源


实现电源的软件(远程)启动,为保护电路和控制电路(PWM等芯片)工作供电。


发展趋势


目前工程师在大功率直流电源技术领域是边开发相关电力电子器件,边开发开关变频技术,两者相互促进推动着大功率直流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。大功率直流电源可分为AC/DC和DC/DC两大类。


大功率直流电源正在走向大众化,微型化。大功率直流电源将逐步取代变压器在生活中的所有应用,低功率微型大功率直流电源的应用要首先体现在,数显表、智能电表、手机充电器等方面。现阶段国家在大力推广智能电网建设,对电能表的要求大幅提高,大功率直流电源将逐步取代变压器在电能表上面的应用。










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