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高频开关变换器作用是什么?

2021年03月29日16:58 

高频开关整流器一般是先将交流电直接经二极管整流、滤波成直流电,再经过开关电源变换成高频交流电,通过高频变压器变压隔离后,由快速恢复二极管高频整流、电感电容滤波后输出.理论分析和实践经验表明,电器产品的体积重量与其供电频率的平方根成反比。所以当我们把频率从工频50Hz提高到20kHz时,用电设备的体积重量大体上降至工频设计的(5~10)%。这正是开关电源实现变频带来明显效益的基本原因。逆变或整流焊机、通讯电源用浮充电源的开关式整流器,都是基于这一原理。


那么,以同样的原理对传统的电镀、电解、电加工、浮充、电力合闸等各种直流电源加以类似的改造,使之更新换代为“开关变换类电源”,其主要材料可以节约90%或更高,还可节电30%或更多。


由于功率电子器件工作频率上限的逐步提高,促使许多原来采用电子管的传统高频设备固态化,既可带来显著节能、节材的经济效益,更可体现技术含量的价值。模块化有两方面的含义,其一是指功率器件的模块化,其二是指电源单元的模块化。实际上,由于频率的不断提高,致使引线寄生电感、寄生电容的影响愈加严重,对器件造成更大的应力(表现为过电压、过电流毛刺)。为了提高系统的可靠性,而把相关的部分做成模块。


把开关器件的驱动、保护电路也装到功率模块中去,构成了“智能化”功率模块(IPM),这既缩小了整机的体积,又方便了整机设计和制造。多个独立的模块单元并联工作,采用均流技术,所有模块共同分担负载电流,一旦其中某个模块失效,其它模块再平均分担负载电流。


这样,不但提高了功率容量,在器件容量有限的情况下满足了大电流输出的要求,而且通过增加相对整个系统来说功率很小的冗余电源模块,便极大地提高了系统可靠性,即使万一出现单模块故障,也不会影响系统的正常工作,而且为修复提供了充分的时间。

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