什么是高频开关电源?

高频开关电源简介

小编了解所知高频开关电源(也称为开关型整流器SMR)通过MOSFET或IGBT的高频工作，开关频率一般控制在50-100kHz范围内，实现高效率和小型化。从20世纪60年代大量应用的线性调节器式直流稳压电源，由于它存在着以下诸多的缺点，如体积重量大，很难实现小型化、损 耗大、效率低、输出与输入之间有公共端，不易实现隔离，只能降压，不能升压，很难在输出大于5A的场合应用等，已开始被开关调节器式直 流稳压电源所取代。

到1989年，人们将SEPIC和Zeta也应用到了开关电源中，使开关电源所采用的DC/DC转换器，增加到6种 。到目前为止，通过DC/DC转换器的演化与级联，开关电源所采用的DC/DC转换器已经增加到了14种。用这14种DC/DC转换器作为开关电源的主要 组成部分，就可以设计出使用于不同场所、满足于不同性能要求和用途的、高性能、高功率密度的各种功率的开关电源。

                                 图1·高频开关电源系统图表

高频开关电源的组成

高频开关电源由以下几个部分组成：

1·主电路从交流电网输入、直流输出的全过程，包括：

输入滤波器：  其作用是将电网存在的杂波过滤，同时也阻碍本机产生的杂波反馈到公共电网。整流与滤波：  将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电，以供下一级变换。

逆变：  将整流后的直流电变为高频交流电，这是高频开关电源的核心部分，频率越高，体积、重量与输出功率之比越校 4、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，经与设定标准进行比较，然后去控制逆变器，改变其频率或脉宽，达到输出稳定，另一方面，根据测试电路提供的数据，经保护电路鉴别，提供控制电路对整机进行各种保护措施。

3·检测电路 除了提供保护电路中正在运行中各种参数外，还提供各种显示仪表数据。

4·辅助电源提供所有单一电路的不同要求电源。 开关控制稳压原理开关K以一定的时间间隔重复地接通和断开，在开关K接通时，输入电源E通过开关K和滤波电路提供给负载RL，在整个开关接通期间，电源E向负载提供能量；当开关K断开时，输入电源E便中断了能量的提供。可见，输入电源向负载提供能量是断续的，为使负载能得到连续的能量提供，开关稳压电源必须要有一套储能装置，在开关接通时将一部份能量储存起来，在开关断开时，向负载释放。

高频开关电源的特点

1 采用进口名牌元器件和国际先进的全桥逆变换流技术精密加工而成，使整机的性能稳定，质量更加可靠。 

2 整机具有过压，过流，超温，短路，缺相等自动保护报警功能和软启动功能。并可加装时间控制和计算机接口。 　　

3 直流输出波形为高频方波，纹波系数《1%，可提高镀数，拒绝钝化，增强镀层表面的光泽度和镀件暗角的钻芯度。并可减少原材料的损耗，达到电镀行业的各种特殊要求。 　　

4 SFG系列高频开关电源采用风冷式设计，安装方便。并配有远控装置，操作简单。可以带负载开关机，减少调节的烦琐程序。 　　

5.体积小、重量轻，整机运用了全方位的防腐工艺制作，增强了产品的防腐蚀能力，延长了使用寿命。 　　

6 高效，节能，工作效率达到90%以上，任意电压电流比始终成线性匹配。省去了传统整流器的调压器和主变的损耗，节能在35%以上，大大的减轻了电镀成本，实为表面处理行业最理智的选择。

                                   图2·高频开关充电原理

开关电源的发展和趋势

到目前，小编所知开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用于以电子计算机为主导的各种终端设备、通信设备等几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。目前市场上出售的开关电源中采用双极性晶体管制成的１００kHz、用ＭＯＳ－ＦＥＴ制成的５００kHz电源，虽已实用化，但其频率有待进一步提高。要提高开关频率，就要减少开关损耗，而要减少开关损耗，就需要有高速开关元器件。然而，开关速度提高后，会受电路中分布电感和电容或二极管中存储电荷的影响而产生浪涌或噪声。这样，不仅会影响周围电子设备，还会大大降低电源本身的可靠性。

其中，为防止随开关启-闭所发生的电压浪涌，可采用 R-C或L-C缓冲器，而对由二极管存储电荷所致的电流浪涌可采用非晶态等磁芯制成的磁缓冲器。不过，对1MHz以上的高频，要采用谐振电路，以使开关上的电压或通过开关的电流呈正弦波，这样既可减少开关损耗，同时也可控制浪涌的发生。这种开关方式称为谐振式开关。目前对这种开关电源的研究很活跃，因为采用这种方式不需要大幅度提高开关速度就可以在理论上把开关损耗降到零，而且噪声也小，可望成为开关电源高频化的一种主要方式。当前，世界上许多国家都在致力于数兆Hz的变换器的实用化研究。