高頻開(kāi)關(guān)電源(也稱(chēng)為開(kāi)關(guān)型整流器SMR)，通過(guò)MOSFET或IGBT的高頻工作，高效，節(jié)能，工作效率達(dá)到90%以上，實(shí)現(xiàn)高效率和小型化。

高頻開(kāi)關(guān)電源_高頻開(kāi)關(guān)電源 -定義

高頻開(kāi)關(guān)電源(也稱(chēng)為開(kāi)關(guān)型整流器SMR)通過(guò)MOSFET或IGBT的高頻工作，開(kāi)關(guān)頻率一般控制在50-100kHz范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)高效率和小型化。近幾年，開(kāi)關(guān)整流器的功率容量不斷擴(kuò)大，單機(jī)容量己從48V/12.5A、48V/20A擴(kuò)大到48V/200A、48V/400A。

高頻開(kāi)關(guān)電源是傳統(tǒng)整流器（硅整流器，可控硅整流器）的升級(jí)替代產(chǎn)品。高頻開(kāi)關(guān)電源以使用方便，體積小，效率高，工作穩(wěn)定，鍍層細(xì)致等絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)迅速占領(lǐng)市場(chǎng)。廣泛使用于電鍍，電解，氧化等表面處理行業(yè)，并得到新老客戶(hù)的一致好評(píng)。

高頻開(kāi)關(guān)電源_高頻開(kāi)關(guān)電源 -特點(diǎn)

1.體積小，重量輕，效率高
采用獨(dú)特的裝配結(jié)構(gòu)方式，納米技術(shù)的合理應(yīng)用，使產(chǎn)品小型化，輕量化，既節(jié)省了空間又提高了效率。
2.高頻脈沖電流輸出
適用于有色金屬及合金類(lèi)電鍍工藝需求，滲透力強(qiáng)，附著力好，可有效提高鍍層的沉積速度。
3.使用靈活，操作簡(jiǎn)單
輸出電壓電流任意可調(diào)．穩(wěn)壓穩(wěn)流靈活轉(zhuǎn)換．可根據(jù)電鍍工藝要求靈活設(shè)定。
4.保護(hù)功能齊全
具有輸入欠壓，過(guò)壓，缺相保護(hù)，輸出過(guò)流，過(guò)熱等多項(xiàng)保護(hù)功能，產(chǎn)品穩(wěn)定可靠?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu)采用風(fēng)道處理，電子元?dú)饧棵芊猓疁p少了外界環(huán)境對(duì)設(shè)備內(nèi)部元?dú)饧挠绊憽?br>5.可擴(kuò)展功能強(qiáng)
計(jì)時(shí)控制功能通訊功能（可增配4-20mA、0-5V、0-10V標(biāo)準(zhǔn)控制信號(hào)接口）。
軟啟動(dòng)功能電流積算功能（安培小時(shí)）。
6.型號(hào)齊全
輸出規(guī)格（輸出電壓．輸出電流）可選。
選配功能控制方式可選。

高頻開(kāi)關(guān)電源_高頻開(kāi)關(guān)電源 -組成及分類(lèi)

開(kāi)關(guān)電源具有體積小、效率高等一系列優(yōu)點(diǎn)，在各類(lèi)電子產(chǎn)品中得到廣泛的應(yīng)用。但由于開(kāi)關(guān)電源的控制電路比較復(fù)雜、輸出紋波電壓較高，所以開(kāi)關(guān)電源的應(yīng)用也受到一定的限制。
電子裝置小型輕量化的關(guān)鍵是供電電源的小型化，因此需要盡可能地降低電源電路中的損耗。開(kāi)關(guān)電源中的調(diào)整管工作于開(kāi)關(guān)狀態(tài)，必然存在開(kāi)關(guān)損耗，而且損耗的大小隨開(kāi)關(guān)頻率的提高而增加。另一方面，開(kāi)關(guān)電源中的變壓器、電抗器等磁性元件及電容元件的損耗，也隨頻率的提高而增加。
目前市場(chǎng)上開(kāi)關(guān)電源中功率管多采用雙極型晶體管，開(kāi)關(guān)頻率可達(dá)幾十kHz;采用MOSFET的開(kāi)關(guān)電源轉(zhuǎn)換頻率可達(dá)幾百kHz。為提高開(kāi)關(guān)頻率必須采用高速開(kāi)關(guān)器件。對(duì)于兆赫以上開(kāi)關(guān)頻率的電源可利用諧振電路，這種工作方式稱(chēng)為諧振開(kāi)關(guān)方式。它可以極大地提高開(kāi)關(guān)速度，原理上開(kāi)關(guān)損耗為零，噪聲也很小，這是提高開(kāi)關(guān)電源工作頻率的一種方式。采用諧振開(kāi)關(guān)方式的兆赫級(jí)變換器已經(jīng)實(shí)用化。
開(kāi)關(guān)電源的集成化與小型化已成為現(xiàn)實(shí)。然而，把功率開(kāi)關(guān)管與控制電路都集成在同一芯片上，必須解決電隔離和熱絕緣的問(wèn)題。

1開(kāi)關(guān)電源的基本構(gòu)成

開(kāi)關(guān)電源采用功率半導(dǎo)體器件作為開(kāi)關(guān)器件，通過(guò)周期性間斷工作，控制開(kāi)關(guān)器件的占空比來(lái)調(diào)整輸出電壓。開(kāi)關(guān)電源的基本構(gòu)成如圖1所示，其中DC/DC變換器進(jìn)行功率轉(zhuǎn)換，它是開(kāi)關(guān)電源的核心部分，此外還有起動(dòng)、過(guò)流與過(guò)壓保護(hù)、噪聲濾波等電路。輸出采樣電路(R1、R2)檢測(cè)輸出電壓變化，與基準(zhǔn)電壓Ur比較，誤差電壓經(jīng)過(guò)放大及脈寬調(diào)制(PWM)電路，再經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)電路控制功率器件的占空比，從而達(dá)到調(diào)整輸出電壓大小的目的。圖2是一種電路實(shí)現(xiàn)形式。
DC/DC變換器有多種電路形式，常用的有工作波形為方波的PWM變換器以及工作波形為準(zhǔn)正弦波的諧振型變換器。

對(duì)于串聯(lián)線(xiàn)性穩(wěn)壓電源，輸出對(duì)輸入的瞬態(tài)響應(yīng)特性主要由調(diào)整管的頻率特性決定。但對(duì)于開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電源，輸入的瞬態(tài)變化比較多地表現(xiàn)在輸出端。提高開(kāi)關(guān)頻率的同時(shí)，由于反饋放大器的頻率特性得到改善，開(kāi)關(guān)電源的瞬態(tài)響應(yīng)問(wèn)題也能得到改善。負(fù)載變化瞬態(tài)響應(yīng)主要由輸出端LC濾波器特性決定，所以可以利用提高開(kāi)關(guān)頻率、降低輸出濾波器LC乘積的方法來(lái)改善瞬態(tài)響應(yīng)特性。

2開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電源的分類(lèi)

開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電源的電路結(jié)構(gòu)有多種：
(1)按驅(qū)動(dòng)方式分，有自勵(lì)式和他勵(lì)式。
(2)按DC/DC變換器的工作方式分：①單端正勵(lì)式和反勵(lì)式、推挽式、半橋式、全橋式等;②降壓型、升壓型和升降壓型等。
(3)按電路組成分，有諧振型和非諧振型。
(4)按控制方式分：①脈沖寬度調(diào)制(PWM)式;②脈沖頻率調(diào)制(PFM)式;③PWM與PFM混合式。
(5)按電源是否隔離和反饋控制信號(hào)耦合方式分，有隔離式、非隔離式和變壓器耦合式、光電耦合式等。
以上這些方式的組合可構(gòu)成多種方式的開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電源。因此設(shè)計(jì)者需根據(jù)各種方式的特征進(jìn)行有效地組合，制作出滿(mǎn)足需要的高質(zhì)量開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電源。

高頻開(kāi)關(guān)電源_高頻開(kāi)關(guān)電源 -原理

主電路

控制電路

檢測(cè)電路

輔助電源

高頻開(kāi)關(guān)電源_高頻開(kāi)關(guān)電源 -開(kāi)關(guān)控制穩(wěn)壓原理

開(kāi)關(guān)K以一定的時(shí)間間隔重復(fù)地接通和斷開(kāi)，在開(kāi)關(guān)K接通時(shí)，輸入電源E通過(guò)開(kāi)關(guān)K和濾波電路提供給負(fù)載RL，在整個(gè)開(kāi)關(guān)接通期間，電源E向負(fù)載提供能量；當(dāng)開(kāi)關(guān)K斷開(kāi)時(shí)，輸入電源E便中斷了能量的提供?？梢?jiàn)，輸入電源向負(fù)載提供能量是斷續(xù)的，為使負(fù)載能得到連續(xù)的能量提供，開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源必須要有一套儲(chǔ)能裝置，在開(kāi)關(guān)接通時(shí)將一部份能量?jī)?chǔ)存起來(lái)，在開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，向負(fù)載釋放。圖中，由電感L、電容C2和二極管D組成的電路，就具有這種功能。電感L用以?xún)?chǔ)存能量，在開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，儲(chǔ)存在電感L中的能量通過(guò)二極管D釋放給負(fù)載，使負(fù)載得到連續(xù)而穩(wěn)定的能量，因二極管D使負(fù)載電流連續(xù)不斷，所以稱(chēng)為續(xù)流二極管。在AB間的電壓平均值EAB可用下式表示：
EAB=TON/T*E

式中TON為開(kāi)關(guān)每次接通的時(shí)間，T為開(kāi)關(guān)通斷的工作周期（即開(kāi)關(guān)接通時(shí)間TON和關(guān)斷時(shí)間TOFF之和）。
由式可知，改變開(kāi)關(guān)接通時(shí)間和工作周期的比例，AB間電壓的平均值也隨之改變，因此，隨著負(fù)載及輸入電源電壓的變化自動(dòng)調(diào)整TON和T的比例便能使輸出電壓V0維持不變。改變接通時(shí)間TON和工作周期比例亦即改變脈沖的占空比，這種方法稱(chēng)為“時(shí)間比率控制”（Time Ratio Control,縮寫(xiě)為T(mén)RC）。

高頻開(kāi)關(guān)電源_高頻開(kāi)關(guān)電源 -控制方式

按TRC控制原理，有三種方式：
一、脈沖寬度調(diào)制（Pulse Width Modulation,縮寫(xiě)為PWM）
開(kāi)關(guān)周期恒定，通過(guò)改變脈沖寬度來(lái)改變占空比的方式。
二、脈沖頻率調(diào)制（Pulse Frequency Modulation,縮寫(xiě)為PFM）
導(dǎo)通脈沖寬度恒定，通過(guò)改變開(kāi)關(guān)工作頻率來(lái)改變占空比的方式。
三、混合調(diào)制
導(dǎo)通脈沖寬度和開(kāi)關(guān)工作頻率均不固定，彼此都能改變的方式，它是以上二種方式的混合。

高頻開(kāi)關(guān)電源_高頻開(kāi)關(guān)電源 -主要功能

（1）通過(guò)MODEM和電話(huà)網(wǎng)與監(jiān)控中心通信，從通信口讀取高頻開(kāi)關(guān)電源的信息；

（2）測(cè)量模塊的輸出電流和電壓、直流母線(xiàn)電流和電壓、電源的輸出電流和電壓、電池充放電電流和電壓等；

（3）控制電源的輸出電流和穩(wěn)流，控制電源的開(kāi)關(guān)機(jī)等；

（4）控制高頻開(kāi)關(guān)電源實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池浮充、均充方式的自動(dòng)轉(zhuǎn)換；

（5）控制硅鏈的自動(dòng)或手動(dòng)投切，保證控制母線(xiàn)的穩(wěn)壓精度，進(jìn)而保證微機(jī)和晶體管保護(hù)用電的可靠性，防止造成保護(hù)誤動(dòng)；

（6）調(diào)節(jié)充電限流值和總輸出電流穩(wěn)流值；

（7）具有本地和遠(yuǎn)程控制方式，采用密碼允許或禁止方式操作，以增強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行可靠性。

高頻開(kāi)關(guān)電源_高頻開(kāi)關(guān)電源 -高頻開(kāi)關(guān)電源的分段線(xiàn)性PID

由于積分是滯后校正環(huán)節(jié)，而微分是超前校正環(huán)節(jié)，因此在控制誤差e(n)較大時(shí)，應(yīng)采用比例一微分(PD)調(diào)節(jié)(不用積分)，這樣可以改善系統(tǒng)的響應(yīng)快速性;而在控制誤差c(m)較小時(shí)，則應(yīng)采用比例一積分(PI)調(diào)節(jié)(不用微分)，這樣可以使系統(tǒng)具有較好的穩(wěn)定性，避免振蕩。
為此，設(shè)置了兩個(gè)誤差限△1和△2，并且△1>△2分段線(xiàn)性PID算法可以描述為：

變參數(shù)PID

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