高频开关电源及其应用

目前我国各地的发电厂、水电站及500kV、220kV、110kV、35kV等各类变电站所使用的直流电源设备（包括供给断路器分合闸用，后备电池充电以及二次回路的仪器仪表，继电保护，控制应急灯照明等各类低压设备用电），大部分采用的是相控电源或磁饱和式电源，由于受工艺水平和器件特性的限制，上述电源长期以来处于低技术指标、维护保养难的状况。由于受变压器或晶闸管自身参数的限制，上述电源存在很多不足之处，诸如：初充电流、浮充电流不稳，系统纹波电压过高，控制特性不佳，不便于同计算机系统配接实现监控等。同时，目前充电设备与蓄电池并联运行，当电源纹波系数较大，浮充电压波动或偏低时，会出现蓄电池脉动充电、放电现象，造成蓄电池组或单体的过早损坏。除了很多技术指标方面的缺陷外，上述电源还存在体积庞大，效率不高，1＋1冗余投资大等不足之处，应该说已远远不能满足飞速发展的电力工程的需要，而以体积小、重量轻、效率高、输出纹波低、动态响应快、控制精度高、模块可叠加输出、N＋1冗余等为特点的高频开关电源逐步取代相控电源或磁饱和式电源已是大势所趋，特别是近十年来电力电子技术的迅猛发展以及功率器件制造技术的提高，更使高频开关电源的可靠性及适用面大大优于相控电源和磁饱和式电源，所以90年代以后，美国、德国等西方发达国家新建电厂和变电站的相关设备已全部采用高频开关电源，并完成了对旧有电源设备的改造。
　 所谓高频开关电源，广义地说，凡是利用功率半导体器件作为开关，将一种电源形态转变成为另一种电源形态的主电路都叫做开关转换器电路，利用高频脉宽调制(PWM)技术或高频脉冲频率调制(PFM)技术，在转变时通过对开关转换器的自动闭环控制来稳定输出电压，并具有保护与显示环节的，则称为高频开关电源。
现代高频开关电源技术所涉及的内容是十分复杂与广泛的，它横跨了三个学科：即微电子学的智能化专用集成电路芯片、快速高性能的功率半导体开关器件和磁性器件如变压器、电感器所用磁心材料及绕制工艺等。开关电源已经广泛地应用在国民经济和人类生活的各个领域，对开关电源使用的要求越来越严格。因而促使开关电源技术的发展速度越来越快