DC-DC变换器的基本手段和分类
10页1、开关变换器和开关电源电源有如人体的心脏,是所有电设备的动力。标志电源特性的参数有功率、电压、频率、噪声及带负载时参数的变化等;在同一参数要求下,又有体积、重量、形态、效率、可靠性等指标。在有些情况下,一般电力要经过转换才能符合使用的需要。例如,交流转换成直流,高电压变成低电压等。按电力电子的习惯称谓,AC-DC(理解成AC转换成DC,其中AC表示交流电,DC表示直流电)称为整流(包括整流及离线式变换),DC-AC称为逆变,AC-AC称为交流-交流直接变频(同时也可以是变压),DC-DC称为直流-直流变换。为达到转换目的,手段是多样的。20世纪60年代前,研发了半导体器件,并以次器件为主实现这些转换。电力电子学科从此形成并有了近30年的迅速发展。所以,广义地说,凡半导体功率器件作为开关,将一种电源形态转变成为另一形态的主电路都叫做开关变换器电路;转变时用自动控制闭环稳定输出并有保护环节则称开关电源(Switching Power Supply)。开关电源主要组成部分是DC-DC变换器,因为它是转换的核心,涉及频率变换。目前DC-DC变换中所用的频率提高最快,它在提高频率中碰到的开关过程、
2、损失机制,为提高效率而采用的方法,也可作为其他转换方法参考。常见到离线式开关变换器(Off-line Switching Converter)名称,即AC-DC变换,也常称开关整流器;它不仅包含整流,而且整流后又做了DC-DC变换。所谓离线并不是变换器与市电线路无关的意思,只是变换器中因有高频变压器隔离,使输出的直流与市电隔离,所以称离线式开关变换器。稳压电源的分类及基本知识开关型交流稳压电源 它应用于高频脉宽调制技术,与一般开关电源的区别是它的输出量必须是与输入侧同上频、同相的交流电压。它的输出电压波型有准方波、梯型波、正弦波等,市场上的不间断电源(UPS)抽掉其中的蓄电源和充电器,就是一台开关型交流稳压电源的稳压性好,控制功能强,易于实现智能化,是非常具有前途的交流稳压电源。但因其电路复杂,价格较高,所以推广较慢。 二、直流稳定电源的种类及选用: 直流稳定电源按习惯可分为化学电源,线性稳定电源和开关型稳定电源,它们又分别具有各种不同类型: 化学电源 我们平常所用的干电池、铅酸蓄电池、镍镉、镍氢、锂离子电池均属于这一类,各有其优缺点。随着科学技术的发展,又产生了智能化电池;在充电电池
3、材料方面,美国研制 员发现锰的一种碘化物,用它可以制造出便宜、小巧、放电时间 ,多次充电后仍保持性能良好的环保型充电电池。 线性稳定电源 线性稳定电源有一个共同的特点就是它的功率器件调整管工作在线性区,靠调整管之间的电压降来稳定输出。由于调整管静态损耗大,需要安装一个很大的散热器给它散热。而且由于变压器工作在工频(50Hz)上,所以重量较大。 该类电源优点是稳定性高,纹波小,可靠性高,易做成多路,输出连续可调的成品。缺点是体积大、较笨重、效率相对较低。这类稳定电源又有很多种,从输出性质可分为稳压电源和稳流电源及集稳压、稳流于一身的稳压稳流(双稳)电源。从输出值来看可分定点输出电源、波段开关调整式和电位器连续可调式几种。从输出指示上可分指针指示型和数字显示式型等等。 开关型直流稳压电源 与线性稳压电源不同的一类稳电源就是开关型直流稳压电源,它的电路型式主要有单端反激式,单端正激式、半桥式、推挽式和全桥式。它和线性电源的根本区别在于它变压器不工作在工频而是工作在几十千赫兹到几兆赫兹。功能管不是工作在饱和及截止区即开关状态;开关电源因此而得名。 开关电源的优点是体积小,重量轻,稳定可靠;缺点
4、相对于线性电源来说纹波较大(一般1%VO(P-P),好的可做到十几mV(P-P)或更小)。它的功率可自几瓦几千瓦均有产品。价位为3元十几万元/瓦,下面就一般习惯分类介绍几种开关电源: 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. 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。 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。 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
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