开关电源节能技术

【摘要】：本文研究的课题是开关电源的节能技术。开关电源的节能就是提高开关电源的效率。节能环保在当今越来越被人们所重视,对电能的合理利用也是非常重要的。开关电源的体积更小、效率更高、节能环保。目前,开关电源的应用越来越广泛,正向着高频化、小型化的方向发展,但也存在着能量的损耗。 本文介绍了开关电源的基础知识,包括开关电源的原理、发展状况、组成、特点、分类、基本电路结构,对开关电源的能耗进行分析。开关电源的主要能耗分为开关损耗、变压器损耗、整流损耗三种类型。降低开关电源的开关损耗的方法主要是软开关技术,理论上可以将开关电源的开关损耗降为零。降低开关电源的变压器损耗的主要方法是对开关电源的变压器进行改进,包括变压器磁性材料的选择、磁芯的结构、线圈的形状和绕制方法。降低开关电源的整流损耗的方法有同步整流技术、模块休眠技术。同步整流技术可以大幅降低开关电源在低电压情况下的整流损耗。模块休眠技术可以根据开关电源整流模块的输出功率自动调整整流模块的数量。 采用以上方法后,可以明显降低开关电源的损耗,提高开关电源的效率,实际应用中要根据情况综合应用,以适应节能环保的要求。 【关键词】：开关电源 节能 软开关 变压器 同步整流 模块休眠
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TN86
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 绪论9-11
• 1.1 论文背景和意义9
• 1.2 开关电源的节能9
• 1.3 国内外发展状况9-10
• 1.4 本文主要工作及论文组织10-11
• 2 开关电源介绍11-27
• 2.1 开关电源原理11
• 2.2 开关电源的发展11-12
• 2.3 开关电源的组成12-18
• 2.3.1 开关电源的功率器件13-17
• 2.3.1.1 半导体功率开关器件13
• 2.3.1.2 功率场效应管(MOSFET)13-15
• 2.3.1.3 绝缘栅双极晶体管(IGBT)15-17
• 2.3.2 其他器件17-18
• 2.4 开关电源的分类18-25
• 2.4.1 交流开关电源18
• 2.4.2 直流开关电源18-24
• 2.4.3 开关电源的电路结构24-25
• 2.5 开关电源的特点25
• 2.6 开关电源能耗分析25-27
• 2.6.1 功率密度25
• 2.6.2 开关电源的主要损耗25-27
• 3 降低开关损耗的方法27-41
• 3.1 开关损耗分析27-28
• 3.2 软开关技术28-41
• 3.2.1 软开关技术的原理28-29
• 3.2.2 软开关的分类29-31
• 3.2.3 零开关技术31-32
• 3.2.4 谐振变换器32-34
• 3.2.5 准谐振变换器34-35
• 3.2.6 多谐振变换器35
• 3.2.7 几种典型的软开关变换器35-41
• 4 降低变压器损耗的方法41-50
• 4.1 节能开关电源变压器的设计要求41-42
• 4.2 变压器损耗分析42-46
• 4.2.1 铜损耗42-43
• 4.2.2 铁损耗43-44
• 4.2.3 趋肤效应和邻近效应44-45
• 4.2.4 泄漏电感45-46
• 4.3 变压器的材料和结构46-48
• 4.3.1 磁芯材料46
• 4.3.2 磁芯结构46-48
• 4.3.3 线圈材料和形状48
• 4.4 新型节能变压器48-50
• 4.4.1 扁平变压器48
• 4.4.2 压电变压器48-49
• 4.4.3 薄膜变压器49
• 4.4.4 非晶、超微晶变压器49-50
• 5 降低整流损耗的方法50-57
• 5.1 整流损耗分析50-51
• 5.2 快速开关二极管介绍51
• 5.3 同步整流技术51-55
• 5.3.1 同步整流技术的优势51-52
• 5.3.2 同步整流技术的原理52-54
• 5.3.3 同步整流的驱动方式54-55
• 5.4 模块休眠技术55-57
• 5.4.1 开关电源模块休眠原理55-56
• 5.4.2 节能风险控制56-57
• 6 开关电源节能技术的应用57-60
• 6.1 计算机开关电源介绍57
• 6.2 节能优化方案57-60
• 7 结论60-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-63

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