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什么是大功率高频开关电源?
- 2020-05-22-

一、大功率开关电源的发展历程

20世纪80年代以前,作为线性稳压电源的更新换代产品,开关电源主要用于小功率场合,那时,中大功率直流电源仍然以晶闸管相控整流为主。

20世纪80年代起,绝缘栅晶体管IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)的出现打破了这一格局,与传统的晶闸管相控整流相比,频率更高,更易于驱动,具有突出的优点。

开关频率的提高可以使电源体积减小、重量减轻,但使得开关损耗增大,电源效率降低。为了解决这一问题,20世纪80年代,出现了准谐振技术的零电压开关电路和零电流开关电路,这种技术成为软开关技术。采用软开关技术,在理想情况下,可使得开关损耗为零,提高效率,使得电源进一步向体积小、重量轻、效率高、功率密度大的方向发展。

如今,大功率开关电源已广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热等领域。

二、大功率高频开关电源与传统可控硅整流电源的对比

名称

传统整流电源

常规开关电源

采用软开关高频开关电源

整流变压器

高频变压器

铁氧体

超微晶

功率元件

晶闸管

IGBT

IGBT

控制方式

移相触发

PWM调制

PWM调制

工作频率

50Hz

10~20KHz

10~25KHz

稳压精度

<5%

<1%

<1%

稳流精度

<5%

<1%

<1%

噪音

一般

一般

很小

典型工作效率

<80%低电压输出

86%

>91%

功率因数

≤0.9(未加补偿)

≥0.93

≥0.96

体积

较小

较小

重量

一般

较轻

三、大功率高频开关电源的使用场合

大功率高频开关电源随着技术的成熟和可靠性的提高,由于其效率高、体积小、功率因数高、模块化、性价比高等优点,已广泛应用在中大功率场合,尤其是在低电压、功率在500kW以内的应用,如电镀、阳极氧化、电解抛光、电解氟化氢制取氟气等应用要求的直流输出电压较低,通常在20V以内,采用高频开关电源的转换效率更高、更加省电,因此得到用户的青睐。另外,大功率开关电源也广泛应用在中小功率的负载,如水处理、电解水制氢、电解海水、电解盐水、蓄电池充电等,其性价比比可控硅电源高。

英特利公司持续致力于大功率高频开关电源的研发、制造、应用,博士、硕士技术团队,拥有超过15年的开发经验,对开关电源理解透彻、技术成熟、可靠性高、输出精度高,并通过了欧洲CE和美国UL认证,为国内外用户已提供10000台以上的IGBT大功率高频开关电源,出口到50多个国家,并与多家世界五百强企业合作。

 

四、大功率高频开关电源的工作原理

大功率高频开关电源的硬件电路主要由两部分组成:主电路和控制电路。其中主电路主要包括:整流电路、雷击浪涌及滤波电路、全桥高频逆变电路、超微晶高频变压器、次级全波整流电路等。

功率电路单元采用高频PWM变换技术,采用软开关技术,实现直流输出。控制部分以高性能数字信号处理器DSP为核心,以LCD触摸屏作为HMI人机交互接口,实时显示电源运行参数。


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