電力電子報告_第1頁
電力電子報告_第2頁
電力電子報告_第3頁
電力電子報告_第4頁
電力電子報告_第5頁
已閱讀5頁,還剩14頁未讀, 繼續(xù)免費(fèi)閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡介

1、開關(guān)電源 1、導(dǎo)師介紹 2、開關(guān)電源介紹 3、電力電子技術(shù)在開關(guān)電源中的應(yīng)用 4、結(jié)語 專業(yè):電氣裝備信息化 學(xué)號:16451187196 姓名:邱偉1、導(dǎo)師介紹 導(dǎo)師 : 朱翔鷗教授 研究專業(yè)領(lǐng)域:低壓電器 主要研究方向: (1)低壓電器及其智能化 (2)低壓電器檢測 (3)風(fēng)電、光伏及白光LED的應(yīng)用 個人研究方向:大功率特種電源2、開關(guān)電源介紹 開關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù),控制開關(guān)管開通和關(guān)斷的時間比率,維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源,開關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制IC和MOSFET構(gòu)成。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新,使得開關(guān)電源技術(shù)也在不斷地創(chuàng)新。目前,開關(guān)電源以小型、輕量和

2、高效率的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用幾乎所有的電子設(shè)備,是當(dāng)今電子信息產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展不可缺少的一種電源方式。開關(guān)電源的分類 可以根據(jù)輸入和輸出的類型,將開關(guān)電源分為 DC/DC 和 AC/DC 變換器兩種??梢酝ㄟ^驅(qū)動方式的不同將開關(guān)電源分為自勵式和他勵式兩種??梢愿鶕?jù)控制方式的不同,將開關(guān)電源劃分為三種:一是脈沖寬度調(diào)制式(PWM);二是脈沖頻率調(diào)制式(PFM);三是脈沖寬度調(diào)制式和脈沖頻率調(diào)制式混合。依據(jù)電路組成可以將開關(guān)電源分為諧振型和非諧振型。 除了以上四種分類,還可以將開關(guān)電源分為單端正激式和單端反激式;推免式和降壓式、升壓式或者升降壓式等主要用途 開關(guān)電源產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化控制、軍工設(shè)備、科

3、研設(shè)備、LED照明、工控設(shè)備、通訊設(shè)備、電力設(shè)備、儀器儀表、醫(yī)療設(shè)備、半導(dǎo)體制冷制熱、空氣凈化器,電子冰箱,液晶顯示器,LED燈具,通訊設(shè)備,視聽產(chǎn)品,安防監(jiān)控,LED燈袋,電腦機(jī)箱,數(shù)碼產(chǎn)品和儀器類等領(lǐng)域。 基本組成 開關(guān)電源大致由主電路、控制電路、檢測電路、輔助電源四大部份組成。 1、主電路、主電路 沖擊電流限幅:限制接通電源瞬間輸入側(cè)的沖擊電流。 輸入濾波器:其作用是過濾電網(wǎng)存在的雜波及阻礙本機(jī)產(chǎn)生的雜波反饋回電網(wǎng)。 整流與濾波:將電網(wǎng)交流電源直接整流為較平滑的直流電。 逆變:將整流后的直流電變?yōu)楦哳l交流電,這是高頻開關(guān)電源的核心部分。 輸出整流與濾波:根據(jù)負(fù)載需要,提供穩(wěn)定可靠的直流電

4、源。2、控制電路、控制電路 一方面從輸出端取樣,與設(shè)定值進(jìn)行比較,然后去控制逆變器,改變其脈寬或脈頻,使輸出穩(wěn)定,另一方面,根據(jù)測試電路提供的數(shù)據(jù),經(jīng)保護(hù)電路鑒別,提供控制電路對電源進(jìn)行各種保護(hù)措施。3、檢測電路、檢測電路 提供保護(hù)電路中正在運(yùn)行中各種參數(shù)和各種儀表數(shù)據(jù)。4、輔助電源、輔助電源 實(shí)現(xiàn)電源的軟件(遠(yuǎn)程)啟動,為保護(hù)電路和控制電路(PWM等芯片)工作供電。工作原理 開關(guān)電源的工作過程相當(dāng)容易理解,在線性電源中,讓功率晶體管工作在線性模式,與線性電源不同的是,PWM開關(guān)電源是讓功率晶體管工作在導(dǎo)通和關(guān)斷的狀態(tài),在這兩種狀態(tài)中,加在功率晶體管上的伏-安乘積是很小的(在導(dǎo)通時,電壓低,電

5、流大;關(guān)斷時,電壓高,電流?。?功率器件上的伏安乘積就是功率半導(dǎo)體器件上所產(chǎn)生的損耗。與線性電源相比,PWM開關(guān)電源更為有效的工作過程是通過“斬波”,即把輸入的直流電壓斬成幅值等于輸入電壓幅值的脈沖電壓來實(shí)現(xiàn)的。脈沖的占空比由開關(guān)電源的控制器來調(diào)節(jié)。一旦輸入電壓被斬成交流方波,其幅值就可以通過變壓器來升高或降低。通過增加變壓器的二次繞組數(shù)就可以增加輸出的電壓值。最后這些交流波形經(jīng)過整流濾波后就得到直流輸出電壓。 控制器的主要目的是保持輸出電壓穩(wěn)定,其工作過程與線性形式的控制器很類似。也就是說控制器的功能塊、電壓參考和誤差放大器,可以設(shè)計成與線性調(diào)節(jié)器相同。他們的不同之處在于,誤差放大器的輸出(

6、誤差電壓)在驅(qū)動功率管之前要經(jīng)過一個電壓/脈沖寬度轉(zhuǎn)換單元。 開關(guān)電源有兩種主要的工作方式:正激式變換和升壓式變換。盡管它們各部分的布置差別很小,但是工作過程相差很大,在特定的應(yīng)用場合下各有優(yōu)點(diǎn)。工作條件1、開關(guān):電力電子器件工作在開關(guān)狀態(tài)而不是線性狀態(tài)2、高頻:電力電子器件工作在高頻而不是接近工頻的低頻3、直流:開關(guān)電源輸出的是直流而不是交流主要特點(diǎn)1、體積小、重量輕:由于沒有工頻變壓器,所以體積和重量只有線性電源的2030%。2、功耗小、效率高:功率晶體管工作在開關(guān)狀態(tài),所以晶體管上的功耗小,轉(zhuǎn) 化效率高,一般為6070%,而線性電電源只有3040%。工作模式 顧名思義,開關(guān)電源就是利用電

7、子開關(guān)器件(如晶體管、場效應(yīng)管、可控硅閘流管等),通過控制電路,使電子開關(guān)器件不停地“接通”和“關(guān)斷”,讓電子開關(guān)器件對輸入電壓進(jìn)行脈沖調(diào)制,從而實(shí)現(xiàn)DC/AC、DC/DC電壓變換,以及輸出電壓可調(diào)和自動穩(wěn)壓。 開關(guān)電源一般有三種工作模式:頻率、脈沖寬度固定模式,頻率固定、脈沖寬度可變模式,頻率、脈沖寬度可變模式。前一種工作模式多用于DC/AC逆變電源,或DC/DC電壓變換;后兩種工作模式多用于開關(guān)穩(wěn)壓電源。 另外,開關(guān)電源輸出電壓也有三種工作方式:直接輸出電壓方式、平均值輸出電壓方式、幅值輸出電壓方式。同樣,前一種工作方式多用于DC/AC逆變電源,或DC/DC電壓變換;后兩種工作方式多用于開

8、關(guān)穩(wěn)壓電源。 根據(jù)開關(guān)器件在電路中連接的方式,開關(guān)電源,大體上可分為:串聯(lián)式開關(guān)電源、并聯(lián)式開關(guān)電源、變壓器式開關(guān)電源等三大類。其中,變壓器式開關(guān)電源(后面簡稱變壓器開關(guān)電源)還可以進(jìn)一步分成:推挽式、半橋式、全橋式等多種;根據(jù)變壓器的激勵和輸出電壓的相位,又可以分成:正激式、反激式、單激式和雙激式等多種;如果從用途上來分,還可以分成更多種類。3、電力電子技術(shù)在開關(guān)電源中的應(yīng)用軟開關(guān)技術(shù)軟開關(guān)技術(shù) IGBT功率器件控制的PWM電源可以克服傳統(tǒng)大功率電源逆變主電路結(jié)構(gòu)的高耗能問題,使能耗降低30%-40%。軟開關(guān)技術(shù)采用諧振原理,克服傳統(tǒng)電路使用緩沖電路消除電壓尖峰和浪涌電流問題,從而使系統(tǒng)趨于

9、簡單,降低故障發(fā)生的可能性。傳統(tǒng)電路在開關(guān)啟動和關(guān)閉的瞬間會產(chǎn)生極大的電流和電壓,瞬間產(chǎn)生的電壓無法有效利用,從而增加能耗。諧振電路可以吸收高頻變壓器中電感以及電容等,降低晶體管等元件的壓力,從而提高電源的利用率和穩(wěn)定性。 同步整流技術(shù)同步整流技術(shù) 同步整流技術(shù)是在軟開關(guān)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升效率的技術(shù),它通過作整流開關(guān)二極管的金屬絕緣體-半導(dǎo)體管反接,適合用于低壓、大電流的電源上。同步電流通過零電壓開關(guān)和零電流開關(guān),它們驅(qū)動同步整流的脈沖信號與初始的脈沖信號聯(lián)動,將其上升沿超過原來的上升沿,降低延遲以實(shí)現(xiàn)金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管和零電壓開關(guān)方式??刂萍夹g(shù)控制技術(shù) 主電路的設(shè)計必須滿足開關(guān)變

10、換器的結(jié)構(gòu)不同、離散非線性的特點(diǎn),因此開關(guān)電源要使用多路控制。開關(guān)電源的動態(tài)性可以通過基因算法-BP算法、模糊控制、數(shù)機(jī)控制、微機(jī)控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)。MEMS技術(shù)發(fā)展使微機(jī)運(yùn)算的速度巨大提升,微機(jī)或者DSP應(yīng)用到大功率開關(guān)的數(shù)字模塊的實(shí)現(xiàn),更加促進(jìn)電源數(shù)字化和高效化的實(shí)現(xiàn)功率半導(dǎo)體功率半導(dǎo)體 MOSFET和IGBT半導(dǎo)體器件的研發(fā),使開關(guān)電源的高效利用能源的能力得到極大的飛躍,兩種晶體管的內(nèi)部電阻都很小,驅(qū)動功率需求低,最重要的是能耗及其小。結(jié)合同步整流技術(shù)和控制技術(shù),將高頻化開關(guān)電源的實(shí)現(xiàn)向前推進(jìn)了極大的一步。4、結(jié)語 電力電子技術(shù)在開關(guān)電源中的應(yīng)用會隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步轉(zhuǎn)向更加廣泛的應(yīng)用,高頻化、模塊化、智能化、節(jié)能化等必然成為其未來的應(yīng)用方向。高頻開關(guān)技術(shù)的應(yīng)用更是標(biāo)志著電力電子技術(shù)在開關(guān)電源上應(yīng)用的成熟,相信不遠(yuǎn)的未來,電力電子在開關(guān)電源中的應(yīng)用會進(jìn)一步的突破。問題與回答 控制IC:控制集成電路 輸入濾波器:主要用于對電磁環(huán)境要求較高的場合,防止變頻器工作時,變頻器輸入端對電網(wǎng)和其它設(shè)備產(chǎn)生的干擾。 電子冰箱:一種在制冷原理上與普通冰箱完全不同的產(chǎn)品,它以一塊40毫米見方、4毫米厚的半導(dǎo)體芯片

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論