高频开关电源

       高频开关电源，我们日常工作中也称高频开关电源整流模块(也称为开关型整流器SMR)，通过MOSFET或IGBT的高频工作，高效，节能，工作效率达到90%以上，实现高效率和小型化。

       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。近几年，开关整流器 的功率容量不断扩大，单机容量己从48V/10A、48V/20A扩大到48V90A/48V100A/48V200A、48V600A,甚至3000A

      高频开关电源是传统整流器（硅整流器 ，可控硅整流器）的升级替代产品。高频开关电源以使用方便，体积小，效率高，工作稳定，镀层细致等{jd1}的优势迅速占领市场。广泛使用于电镀，电解，氧化等表面处理行业，并得到新老客户的一致好评。

       开关电源具有体积小、效率高等一系列优点，在各类电子产品中得到广泛的应用。但由于开关电源的控制电路比较复杂、输出纹波电压较高，所以开关电源的应用也受到一定的限制。
       电子装置小型轻量化的关键是供电电源的小型化，因此需要尽可能地降低电源电路中的损耗。开关电源中的调整管工作于开关状态，必然存在开关损耗，而且损耗的大小随开关频率的提高而增加。另一方面，开关电源中的变压器、电抗器等磁性元件及电容元件的损耗，也随频率的提高而增加。
目前市场上开关电源中功率管多采用双极型晶体管，开关频率可达几十kHz;采用MOSFET的开关电源转换频率可达几百kHz。为提高开关频率必须采用高速开关器件。对于兆赫以上开关频率的电源可利用谐振电路，这种工作方式称为谐振开关方式。它可以极大地提高开关速度，原理上开关损耗为零，噪声也很小，这是提高开关电源工作频率的一种方式。采用谐振开关方式的兆赫级变换器已经实用化。
开关电源的集成化与小型化已成为现实。然而，把功率开关管与控制电路都集成在同一芯片上，必须解决电隔离和热绝缘的问题。 

 1、高频开关电源的基本构成
开关电源采用功率半导体器件作为开关器件，通过周期性间断工作，控制开关器件的占空比来调整输出电压。开关电源的基本构成如图1所示，其中DC/DC变换器进行功率转换，它是开关电源的核心部分，此外还有起动、过流与过压保护、噪声滤波等电路。输出采样电路(R1、R2)检测输出电压变化，与基准电压Ur比较，误差电压经过放大及脉宽调制(PWM)电路，再经过驱动电路控制功率器件的占空比，从而达到调整输出电压大小的目的。图2是一种电路实现形式。
DC/DC变换器有多种电路形式，常用的有工作波形为方波的PWM变换器以及工作波形为准正弦波的谐振型变换器。
 
对于串联线性稳压电源，输出对输入的瞬态响应特性主要由调整管的频率特性决定。但对于开关型稳压电源，输入的瞬态变化比较多地表现在输出端。提高开关频率的同时，由于反馈放大器的频率特性得到改善，开关电源的瞬态响应问题也能得到改善。负载变化瞬态响应主要由输出端LC滤波器特性决定，所以可以利用提高开关频率、降低输出滤波器LC乘积的方法来改善瞬态响应特性。
2、高频开关型稳压电源的分类
开关型稳压电源的电路结构有多种：
(1)按驱动方式分，有自励式和他励式。
(2)按DC/DC变换器的工作方式分：①单端正励式和反励式、推挽式、半桥式、全桥式等;②降压型、升压型和升降压型等。
(3)按电路组成分，有谐振型和非谐振型。
(4)按控制方式分：①脉冲宽度调制(PWM)式;②脉冲频率调制(PFM)式;③PWM与PFM混合式。
(5)按电源是否隔离和反馈控制信号耦合方式分，有隔离式、非隔离式和变压器耦合式、光电耦合式等。
以上这些方式的组合可构成多种方式的开关型稳压电源。因此设计者需根据各种方式的特征进行有效地组合，制作出满足需要的高质量开关型稳压电源。

3、主要功能/高频开关电源 

（1）通过MODEM和电话网与监控中心通信，从通信口读取高频开关电源的信息；

（2）测量模块的输出电流和电压、直流母线电流和电压、电源的输出电流和电压、电池充放电电流和电压等； 

（3）控制电源的输出电流和稳流，控制电源的开关机等；
（4）控制高频开关电源实现对蓄电池浮充、均充方式的自动转换；
（5）控制硅链的自动或手动投切，保证控制母线的稳压精度，进而保证微机和晶体管保护用电的可靠性，防止造成保护误动；
（6）调节充电限流值和总输出电流稳流值；
（7）具有本地和远程控制方式，采用密码允许或禁止方式操作，以增强系统运行可靠性。