摘要:我国电子电力在迅速发展,电源开关控制技术应用广泛,在航空航天、计算机、自动化等领域都要应用到开关电源的控制技术。随着科技的发展和创新出现了开关电源的数字控制技术,为开关电源提供了新的设计途径和发展方向。开关电源技术的发展经历了硬开关技术、软开关技术、数字控制技术、复合结构技术等多个阶段的发展,每种发展技术都有不同的特点,正是这些开关电源的发展技术使得开关电源的控制得到了稳步发展。
关键词:开关电源;控制技术;探究与发展
前言
开关电源技术随着电子电力技术的发展应用广泛,是电子电力技术的重要组成部分。电子设备现在在追求小型化和高速化、智能化,为了能够促进电子设备的小型化和智能化发展,开关电源技术就要不断创新,满足应用需求。在发展的同时还应该注意环保。现在已经可以采用数控技术来代替传统的对开关电源的控制,还会采用一些全新的控制技术来解决问题,数字控制技术的开发时间短,优点更加突出。
1.开关电源的了解内容
1.1开关电源的概念
开关电源又叫做交换式电源、开关变换器,是一种高频化的电能转换器。开关电源的功能是将一种电压通过各种形式的架构转换,变成用户需要的电压或者电流,开关电源在我们日常生活中的用电上发挥的作用很大,能够改善不适合的电压或者电流,还能在一定程度上节约电力,对居民的生活用电安全也有一定保障。开电源技术是现在常用的技术,是当今电子信息行业飞速发展不可却少的技术,随着电力电子技术的发展和创新,使得开关电源技术也在不断的发展创新,逐渐向着新型技术迈进。开关电源就是电力电子器件工作在开关状态的电源,同时具备开关、高频和直流三个条件的电源才可以被称为开关电源。开关电源的控制形式有很多种,其中数字控制技术是很先进的开关电源控制技术,数字控制电源的控制核心是数字处理控制器。数字控制技术是通过一定的软件算法来控制整个电路的,硬开关技术和软开关技术也是常用的开关电源控制技术。因为电子电力技术的高速发展,使得电子电力设备与人们的生产生活更加密切,电子设备的运行和发展离不开开关电源控制技术。数字控制控制电源的优点是能够监控电源的内部状态,实现内部与外部的通信,可以将电源内部的状态情况反馈给整个电源系统,实现全面的监控和控制。开关电源具有功率转换效率高、稳压范围宽、重量轻等特点。开关电源经过发展已经改掉了过去体积大、携带不方便的缺点,传统的开关电源技术有很多不足,例如,功率变换技术不方便,开关损耗大等问题,但是经过开关电源控制技术的不断发展,这些情况已经得到了很大的改善,电源开关控制技术的缺点正在不断被克服。
1.2开关电源的发展和应用
电源开关控制技术的很多方面已经很成熟了,开关电源控制技术的发展前景也是一片光明,开关电源控制技术将会向着高频、高可靠性、高性能、低消耗、低噪声红灯方向发展,争取发展出最适合最优化的开关电源控制技术。电磁会对开关电源的工作产生影响,甚至还会影响开关电源附近其他设备的运行,对电子设备的正常工作带来了严重的影响。现在国外在开关电源控制技术发展上很发达的国家已经发展出了电磁兼容性的开关电源控制技术,现在电磁兼容性设计已经成为当下开关电源控制技术的热点讨论问题了,我国在电磁兼容性技术上的发展较晚,许多国外国家已经有了自己的电磁兼容性技术的规范和标准,我国正在逐渐跟上开关电源发展的脚步,相关部门也颁布了关于电源开关控制技术的发展的相关指令,也在电磁兼容性技术上加大了关注度和发展力度。电磁兼容性技术是让开关电源能够在电磁的环境下最大限度的发挥开关电源的发展优势,使开关电源在预期的电磁环境中实现电磁兼容。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆开关电源对功率器件的要求很高,如果功率器件的要求不能满足开关电源的要求那就不能抱枕开关电源技术的发展,使得开关电源技术不能很好的应用,对于电力电子技术的发展很不利。开关电源的功率器件要求耐压,电流大,导通电阻小,恢复的速度快。我国的开关电源技术虽然已经发展的很好了,起步晚但是发展速度还是很快的,但是仍然距离开关电源技术发达的国家有很远的距离,所以我国的开关电源技术还应该努力发展,加大创新力度,努力向开关电源技术发达的国家靠近,适当的借鉴开关电源技术发达国家的技术,去其糟粕,取其精华。在开关电源出现之前,很多控制设备的工作电源都是采用线性稳压电源。随着科学技术的逐渐发展,现在的电子设备都是体积很小的,这也就要求开关电源的设备体积不能太大,电子设备的发展也就是开关电源发展的助推力。
2.开关电源控制方法
2.1通过电压和电流控制
开关电源的控制方法往往是相关工作人员需要讨论的问题,不仅要发展开关电源的有效使用和未来发展。开关电源可以通过电压和电流进行控制,通过电压进行控制需要将变换器输出电压反馈信号和输出电压参考信号进行比较,然后得出输出电压的误差信号,通过一系列相关的计算算出相应的驱动信号,然后进行驱动电路,实现器件稳定的输出电压。数字电源电压的控制比较麻烦,但是数字电源电压控制的设计和分析都很简单,数字电源的电压控制容易受到输入电压阶跃等可变因素的影响,系统动态响应的速度比较慢。相对于电压来说电流内环整个系统就比较稳定。当输入电压或者负载跃变导致输出电压变化时,电感电流变化率相应发生变化,引起整个系统发生变化。,但是数字电源控制的电流控制的优点是很多的,数字平均电流控制技术具有峰值电流模式的优点,能够精确的监测出来输出电流,即使在电感电流断断续续的模式下,也能跟随输出电流。而且电流控制抗噪声干扰能力很强,可以适用于干扰较大的系统,这种抗干扰能力能够提高开关电源的工作效率,是很多其他控制方法所达不到的优点。但是数字评卷电流控制也有不足,不足是控制方式的设计和实现难度较大,并且平均电流控制的系统动态响应速度没有峰值电流控制的动态响应速度强。
2.2 开关电源控制技术的介绍
开关电源器件发展到一定程度后,就需要对产品的性能进行提高,创新开关电源的控制技术。当前开关电源的控制方法有软开关技术和功率因数校正技术等,每个技术都有它不同的优点,最好的发展就是将所有开关电源的优点结合起来,发展一种新型的开关电源控制技术,但是每项技术的发展都需要很长的时间,所以最好的方式就是在发展新技术的同时合理使用现有的技术,尽量避免技术的缺点被暴露出来,取长补短。软开关技术的优点就是可以降低功率器的开关消耗,功率器件在零电压或者零电流的条件下进行交流,降低变换器的体积和重量,降低系统的开关噪音,现在很多电子系统都是无噪声系统,但是很多电子产品在使用时间过长之后仍然还是会出现噪声情况,所以开关电源技术可以从最大限度减噪出发,发展新型的减噪效果最好的开关电源控制系统。现在开关电源出现的一个很大的问题就是开关的范围太狭窄了,所以拓宽开关方位是开关电源控制技术得到进一步发展的前提。
3.结语
开关电源技术的进步和集成电路还有设计技术的发展分不开,开关电源技术还需要创新,争取做到高智能化。每种开关电源控制技术都有它的优点和缺点,所以现阶段最应该做的就是发展创新新型开关电源控制技术,完善开关电源控制技术,为未来电子电力的发展助力。数字电源控制技术相对于模拟电源控制技术又很多优势,所以可以很好的利用数字电源控制的优势,避免它的缺点。
参考文献:
[1]张纯亚,何林,章治国. 开关电源技术发展综述[J]. 微电子学,2016-04-20
[2]李建仁. 开关电源数字控制技术进展[J]. 微电子学,2016-08-20
论文作者:姚慕晖
论文发表刊物:《基层建设》2018年第11期
论文发表时间:2018/6/7
标签:开关电源论文; 技术论文; 电压论文; 电流论文; 电源论文; 电磁论文; 变换器论文; 《基层建设》2018年第11期论文;