电源技术的进展与电源管理的应用
一、引言
电能是目前人类生产和生活中最重要的一种能源形式。合理、高效、精确和方便地利用电能仍然是人类所面临的重大问题。采用电力电子技术的电源装置给电能的利用带来了革命。在世界范围内，用电总量中经过电力电子装置变换和调节的比例已经成为衡量用电水平的重要指标，目前全球范围内该指标的平均数为40%，据美国国家电力科学研究院预测，到2010年将达到80%。这对电源技术提出了新的挑战。
上世纪80年代，提出了电源制造中电力电子集成概念，明确了集成化是电力电子技术未来发展的方向，是解决电力电子技术发展面临障碍的最有希望的出路。电源集成电路逐步成为功率半导体器件中的主导器件，把电源技术推向了电源管理的新时代。电源管理集成电路分成电压调整器和接口电路两方面。正是因为这么多的集成电路(IC)进入电源领域，人们才更多地以电源管理来称呼现阶段的电源技术。
二、电源技术的进展
电源技术是一种应用功率半导体器件，综合电力变换技术、现代电子技术、自动控制技术的多学科的边缘交叉技术。随着科学技术的发展，电源技术又与现代控制理论、材料科学、电机工程、微电子技术等许多领域密切相关。目前电源技术已逐步发展成为一门多学科互相渗透的综合性技术学科。它对现代通讯、电子仪器、计算化、工业自动化、电力工程、国防及某些高新技术提供高质量、高效率、高可靠性的电源起着关键的作用。
上世纪40年代晶体管问世，随后不到十年，晶闸管在晶体管渐趋成熟的基础上问世，从而揭开了电源技术长足发展序幕。半个世纪以来，电源技术的发展不断创新。
1、高频变换是电源技术发展的主流
电源技术的精髓是电能变换。利用电能变换技术，将市电或电池等一次电源变换成适合各种用电对象的二次电源。开关电源在电源技术中占有重要地位，从20kHz发展到高稳定度、大容量、小体积、开关频率达兆赫兹的高频开关电源，为高频变换提供了物质基础，促进了电源技术的发展。高频化带来的最直接的好处是降低原材料消耗，电源装置小型化，提高功率密度，加快系统的功态响应，进一步提高电源装置的效率，有效抑制环境噪声污染，并使电源进入更广泛的领域，特别是高新技术领域，进一步扩展了它的应用范围。
2、新理论、新技术的指导
单管降压、升压电路、谐振变换、移相谐振、软开关PWM、零过渡PWM等电路拓扑理论；计算机辅助设计(CAD)、功率因数校正、有源箍位、并联均流、同步整流、高频磁放大器、高速编程、遥感遥控、微机监控等新技术，指导厂电源技术的发展。
3、新器件、新材料的支撑
晶闸管(SCR)、可关断晶闸管(GTO)、大功率晶体管(GTR)、绝缘栅双极型晶体管 (IGBT)、功率场效应晶体管(MOSFET)、智能ICBT(IPM)、MOS 栅控晶闸管(MCT)、静电感应晶体管(SIT)、超快恢复二极管、无感电容器、无感电阻器、新型铁氧体、非晶和微晶软磁合金、纳米晶软磁合金等元器件，装备厂现代电源技术、促进电源产品升级换代。并正在研究开发砷化镓(GaAs)、半导体金刚石、碳化硅(SiC)半导体材料。
4、控制的智能化
控制电路、驱动电路、保护电路采用集成组件。数字信号处理器DSP 的采用，实现控制全数字化。控制手段用微处理器和单片机组成的软件控制方式，达到了较高的智能化程度，并且进一步提高电源装置的可靠性。
5、电源电路的模块化、集成化
单片电源和模块电源取代整机电源，功率集成技术简化了电源的结构，已经在通讯、电力获得广泛应用，并且派生出新的供电体制――分布式供电，使集中供电单一体制走向多元化。电路集成的进一步发展是
做系统集成，将信息传输、控制与功率半导体器件全部集成在一起，增加了可靠性。
6、电源设备的标准规范
电源设备要进入市场，今天的市场已是超越局域融费全球的一体化市场，必须遵从能源、环境、电磁兼容、贸易协定等共同准则，电源设备要接受安全、 EMC、环境、质量体系等多种标准规范的论证。
三、电源管理应用
1、电源管理
电源技术的发展是以晶闸管 (可控硅)的发展作为基础的。 1979年发明了功率场效应晶体管 (MOSFET)，1986年生产了高压集成电路(HVTC)，也就是最早的电源集成电路(电源IC)。正是因为电源集成电路逐步成为功率半导体器件中的主导器件，把电源技术推向了电源管理的新时代。
电源管理半导体从所包含的器件来说，明确强调电源管理集成电路(电源管理IC，简称电源管理芯片)的位置和作用。电源管理半导体包括两部分，即电源管理集成电路和电源管理分立式半导体器件。
电源管理集成电路包括很多种类别，大致又分成电压调整和接口电路两方面。电压凋整器包含线性低压降稳压器(即LOD)，以及正、负输出系列电路，此外不有脉宽调制(PWM)型的开关型电路等。因技术进步，集成电路芯片内数字电路的物理尺寸越来越小，因而工作电源向低电压发展，一系列新型电压调整器应运而生。电源管理用接口电路主要有接口驱动器、马达驱动器、功率场效应晶体管(MOSFET)驱动器以及高电压/大电流的显示驱动器等等。
电源管理分立式半导体器件则包括一些传统的功率半导体器件，可将它分为两大类，一类包含整流器和晶闸管；另一类是三极管型，包含功率双极性晶体管，含有MOS结构的功率场效应晶体管(MOSFET)和绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等。
在某种程度上来说，正是因为电源管理IC的大量发展，功率半导体才改称为电源管理半导体。也正是因为这么多的集成电路 (IC)进入电源领域，人们才更多地以电源管理来称呼现阶段的电源技术。
2、电源管理IC分类
电源管理半导体本中的主导部分是电源管理IC，大致可归纳为下述8种。
2.1、AC/DC调制IC。内含低电压控制电路及高压开关晶体管。
2.2、 DC/DC调制IC。包括升压/降压调节器，以及电荷泵。
2.3、功率因数控制PFC预调制 IC。提供具有功率因数校正功能的电源输入电路。
2.4、脉冲调制或脉幅调制PWM/ PFM控制IC。为脉冲频率调制和/或脉冲宽度调制控制器，用于驱动外部开关。
2.5、线性调制IC(如线性低压降稳压器LDO等)。包括正向和负向调节器，以及低压降LDO调制管。
2.6、电池充电和管理IC。包括电池充电、保护及电量显示IC，以及可进行电池数据通讯“智能”电池 IC。
2.7、热插板控制IC(免除从工作系统中插入或拔除另一接口的影响)。
2.8、MOSFET或IGBT的驱动 IC。
在这些电源管理IC中，电压调节IC是发展最快、产量最大的一部分。各种电源管理IC基本上和一些相关的应用相联系，所以针对不同应用，还可以列出更多类型的器件。
3、电源管理的技术趋势
电源管理的技术趋势是高效能、低功耗、智能化。
提高效能涉及两个不同方面的内容：一方面想要保持能量转换的综合效率，同时还希望减小设备的尺寸；另一方面是保护尺寸不变，大幅度提高效能。
在交流/直流(AC/DC)变换中，低的通态电阻，符合计算机和电信应用中更加高效适配器和电源的需要。在电源电路设计方面，一般待机能耗已经降到1W以下，并可将电源效率提高至90%以上。要进一步降低现有待机能耗，则需要有新的IC制造工艺技术及在低功耗电路设计方面的突破。
越来越多的系统会需要多输出稳压器。例如带多输出和电源通路控制的锂离子充电电池，多输出 DC/DC转换器和具有动态可调输出电压的开关稳压器等。
电源管理IC的智能化，包括从电源控制到电量监测与电池管理。
4、电源管理IC应用领域
电源管理IC应用在便携式产品(手机、数码相机、笔记本电脑、MP3播放器、移动硬盘等)、数字消费类电子产品(高清晰度电视机、LCD电视机和面板、DVD播放机)、计算机、通信网络设备、工业设备和汽车电子。其中消费类电子产品是电源管理芯片的最大应用领域。
所有这些应用和产品都需要相应的电源管理技术才能充分发挥它们的功能。IC方案需要解决产品差异化，电源管理效率，产品尺寸极小型化以及产品功能多样化。
四、结论
当代许多高新技术均与电网的电压、电流、频率、相位和波形等基本参数的变换与控制相关。电源技术能够实现对这些参数的精确控制和高效率的处理，特别是能够实现大功率电能的频率变换，从而为多项高新技术的发展提供了有力的支持。电源集成电路的发展，把电源技术推向了电源管理的新时代。电源技术及其产业的进―步发展必将为大幅度节约电能、降低材料消耗以及提高生产效率提供重要的手段，并为现代生产和现代生活带来深远的影响。
电源招聘专家 我国是一个煤矿事故多发的国家，为进一步提高煤矿安全防护能力和应急救援水平，借鉴美国、澳大利亚、南非等国家成功的经验和做法，2010年，国家把建设煤矿井下避难硐室应用试点列入了煤矿安全改造项目重点支持方向。 为了满足井下复杂的运行环境及井下避难硐室对电池电源运行稳定、安全可靠、大电流输出等关键要求，研发了基于MAX17830的矿用电池电源管理系统。 1 总体技术方案 根据煤矿井下的环境及井下避难硐室对电池电源运行稳定、安全可靠、大电流输出等关键要求，结合磷酸铁锂电池的特性，采用MAX17830作为矿用电池管理系统的采集与保护芯片。 本矿用电池电源管理系统由五部分组成，分别为显示模块、管理模块、执行机构、电池组、防爆壳。整个电池电源管理系统共设有4对接线口：24 V直流输出端口、24 V直流充电端口、485通信端口和CAN通信端口[1-2]。 本矿用电池电源管理系统的工作流程如图1所示。 2 电池电源管理系统硬件设计 2.1 器件选择及布局 本矿用电池电源管理系统设计所采用的主要器件如表1所示。 按照器件的功能及电池管理系统的特点，对器件进行布局设计，器件布局情况如图2所示。 2.2 核心电路解析 2.2.1 MAX17830介绍 MAX17830芯片由美国的美信半导体公司生产，包含12路电压检测通道、12路平衡电路控制引脚及2路NTC温度传感器。在本电池电源管理系统中使用了8路电压检测通道、8路平衡电路控制引脚和2路NTC温度传感器。MAX17830采集8个单体电池的电压并使用IIC通信协议与CPU通信，将采集的数据发送给CPU，接受CPU的控制[3-4]。 2.2.2 电池电压采集与过充保护电路 此电路围绕着MAX17830而设计，负责整个电池组单体电池的电压采集、过充保护、平衡管理等，其电路设计的原理图如3所示。 3 电池电源管理系统软件设计 3.1 软件基本功能 为了保证电池电源系统的稳定，设计电池电源管理系统软件的基本功能如下[5]： （1）动态信息的采样，对单体电压、单体温度、电池组电流、电池组电压进行采样；（2）电管理，根据系统动态参数对充电过程、放电过程、短路情况进行报警、主动保护多级管理措施； （3）热管理，电池单体高于或低于指定界限时电池电源管理系统将采取保护措施并报警；（4）均衡管理，充、放电过程中可对单体电池持续有效地提供高达70 mA的均衡电流，每块单体电池设有一路均衡电路； （5）数据管理，使用CAN/485通信协议可实时读取、调用系统存储的数据及管理系统工作状态。详实记录过流、过压、过温等报警信息，作为系统诊断的依据； （6）电量评估，长时间精准剩余电量估计，实验室SoC估计精度在97%以上（-40 ℃～
电源技术的进展与电源管理的应用 一、引言 电能是目前人类生产和生活中最重要的一种能源形式。合理、高效、精确和方便地利用电能仍然是人类所面临的重大问题。采用电力电子技术的电源装置给电能的利用带来了革命。在世界范围内，用电总量中经过电力电子装置变换和调节的比例已经成为衡量用电水平的重要指标，目前全球范围内该指标的平均数为40%，据美国国家电力科学研究院预测，到2010年将达到80%。这对电源技术提出了新的挑战。 上世纪80年代，提出了电源制造中电力电子集成概念，明确了集成化是电力电子技术未来发展的方向，是解决电力电子技术发展面临障碍的最有希望的出路。电源集成电路逐步成为功率半导体器件中的主导器件，把电源技术推向了电源管理的新时代。电源管理集成电路分成电压调整器和接口电路两方面。正是因为这么多的集成电路(IC)进入电源领域，人们才更多地以电源管理来称呼现阶段的电源技术。 二、电源技术的进展 电源技术是一种应用功率半导体器件，综合电力变换技术、现代电子技术、自动控制技术的多学科的边缘交叉技术。随着科学技术的发展，电源技术又与现代控制理论、材料科学、电机工程、微电子技术等许多领域密切相关。目前电源技术已逐步发展成为一门多学科互相渗透的综合性技术学科。它对现代通讯、电子仪器、计算化、工业自动化、电力工程、国防及某些高新技术提供高质量、高效率、高可靠性的电源起着关键的作用。 上世纪40年代晶体管问世，随后不到十年，晶闸管在晶体管渐趋成熟的基础上问世，从而揭开了电源技术长足发展序幕。半个世纪以来，电源技术的发展不断创新。 1、高频变换是电源技术发展的主流
电源技术的精髓是电能变换。利用电能变换技术，将市电或电池等一次电源变换成适合各种用电对象的二次电源。开关电源在电源技术中占有重要地位，从20kHz发展到高稳定度、大容量、小体积、开关频率达兆赫兹的高频开关电源，为高频变换提供了物质基础，促进了电源技术的发展。高频化带来的最直接的好处是降低原材料消耗，电源装置小型化，提高功率密度，加快系统的功态响应，进一步提高电源装置的效率，有效抑制环境噪声污染，并使电源进入更广泛的领域，特别是高新技术领域，进一步扩展了它的应用范围。 2、新理论、新技术的指导 单管降压、升压电路、谐振变换、移相谐振、软开关PWM、零过渡PWM等电路拓扑理论；计算机辅助设计(CAD)、功率因数校正、有源箍位、并联均流、同步整流、高频磁放大器、高速编程、遥感遥控、微机监控等新技术，指导厂电源技术的发展。 3、新器件、新材料的支撑 晶闸管(SCR)、可关断晶闸管(GTO)、大功率晶体管(GTR)、绝缘栅双极型晶体管 (IGBT)、功率场效应晶体管(MOSFET)、智能ICBT(IPM)、MOS 栅控晶闸管(MCT)、静电感应晶体管(SIT)、超快恢复二极管、无感电容器、无感电阻器、新型铁氧体、非晶和微晶软磁合金、纳米晶软磁合金等元器件，装备厂现代电源技术、促进电源产品升级换代。并正在研究开发砷化镓(GaAs)、半导体金刚石、碳化硅(SiC)半导体材料。 4、控制的智能化 控制电路、驱动电路、保护电路采用集成组件。数字信号处理器DSP 的采用，实现控制全数字化。控制手段用微处理器和单片机组成的软件控制方式，达到了较高的智能化程度，并且进一步提高电源装置的可靠性。 5、电源电路的模块化、集成化 单片电源和模块电源取代整机电源，功率集成技术简化了电源的结构，已经在通讯、电力获得广泛应用，并且派生出新的供电体制――分布式供电，使集中供电单一体制走向多元化。电路集成的进一步发展是
DC/DC电源管理应用中的功率MOSFET的热分析方法 作者：Kandarp Pandya Vishay Siliconix公司 电子系统的小型化趋势对电子产业产生了一系列重要影响，其中，合理的热设计和优化的重要性与日俱增。现在的手持设备和便携式系统可以实现很高的功率重量比，其好处包括节省材料和降低总体成本。但是小型化是有代价的，尤其是对热管理而言。从一个紧凑的系统把热量散发出去，要比在大系统中完成此项任务的设计难度更大，这要求所有的系统设计师都对功率半导体器件的热行为有一定的了解。在很多系统中，MOSFET是核心的功率管理器件，而且MOSFET还容易受到各种应力的影响，因此了解功率MOSFET的发热行为显得尤其重要。 虽然在理论上可以用通用热分析软件来了解功率MOSFET的热行为，还是需要一定程度的器件专业知识，而除了MOSFET制造商自己，其他人对这些知识知之甚少。基于RC网络的行为模型是不够的，因为难以保持边界条件的独立性，也难于把不同层次的模型组合到一起。二维或半维仿真也有同样的局限，只有三维模型才可行。系统设计师需要的是专用软件，要求有功率建模功能，而不是供非专业用户使用的非常简单的软件。 当然根据它们各自的应用领域，这些工具的先进功能只能在封装、PCB级别发挥出来，或者是在外壳级别，但肯定不是在所有的级别。 ANSYS和其他有限元分析工具在分析MOSFET热行为时相当有效，但是需要很复杂的专业知识，而且它们的功能也要比应用所需的功能要多很多。这种多功能的工具不仅仅只是用来解决某类问题，例如电子、传热和机械问题。然而，软件的复杂程度使得只有专家才能使用这种建模功能。Flopack、Flotherm、Icepak和ISE等专用工具的好处是简化了创建模型和组合的过程。 在使用功率MOSFET时，系统级设计师需要了解这些器件的实际三维状况。MOSFET制造商拥有所有这些信息，但是如果把这些信息全部公开，就相当于公布了很多知识产权和技术秘密。因此，难题就在于既要以模型的方式提供这些信息，又不会透露器件的技术细节。 Vishay就利用这种方法开发了在线热仿真工具ThermaSim。设计所需的全部数据都被提取到复杂的模型中，然后设计者就可以直接利用模型，仿真各种应用和设计方案中的任何Vishay Siliconix的MOSFET。
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/2f14418372.html, 浅谈电源及电源变换技术的发展 作者：刘洁 来源：《科学与财富》2016年第10期 摘要：随着现代仪器设备及微电子技术的迅速发展，相继出现了相控型稳压电源、集成 化线性稳压电源、新型智能开关电源、UPS电源、太阳能电源和程控电源等，人们对电源的要求越来越高。同时，全球的节能需求和电子设备必须遵守的强制性能效规范要求，以及便携装置小型化功能趋势推动着电源朝着高电源效率、低待机功耗、高功率密度、高可靠性、高集成度和低成本的方向发展[1]。因此，从经济角度和科学研究角度上看，研究电源变换技术和控 制技术都是很有价值的。本文作者结合多年来的工作经验，对电源及电源变换技术的发展进行了研究，具有重要的参考意义。 关键词：电源；电源变换；发展 1电源与电源变换的类型 供电电源总体上分为交流电源和直流电源两大类。蓄电池属于直流电源，既可作为直流电源系统备用电源，又可作为启动动力电源，还可作为交流配电设备操作电源。由于供电电源不总是能直接满足用电设备的需求，这样就需要一个中间环节将供电电源转变成用电设备需要的电源，这个环节就是电源变换。目前发达国家的电源80%以上是通过变换后才应用的[2]。 电源变换有以下四种类型： （1）DC-DC变换，它将一种直流电能变换成另一种直流电能；（2）DC-AC变换，它将直流电能变换为交流电能，这种变流装置称为逆变器；（3）AC-DC变换，它将交流电能变换为直流电能；（4）AC-AC变换，它将一种交流电能变换为另一种交流电能。 2 电源与电源技术的现状 2.1 国内外电源的发展 国外电源的发展大致经历了4代：第一代为直流电机电源，耗能大、效率低；第二代为"自藕+硅整流"式直流电源，使用自藕变压器调节输入电压，再由大功率硅整流管整流，效率较低、精度、纹波等技术指标差；第三代为可控硅电源，效率较高、功率范围宽，是目前广泛使用的电源；第四代为开关型直流电源，体积小，精度、纹波系数高、可靠性高，是未来直流电机驱动和电镀电解行业的主体电源[3]。 我国的电源产业起步于1949年，历经几个发展阶段，已经发展到各行各业，如机械、邮电、铁路、电子、军工系统等都有电源开发与生产，还有大量国外产品公司进入我国，竞争逐步加剧[4]。
屏南县供电有限公司双电源（自备电源）管理办法 （试行） 第一条本办法对双回路供电、客户自备电源的安装以及投入运行的管理进行规定，适用于营业、用电检查受理客户申请双回路供电、安装自备电源以及投入运行的管理。 第二条供电所营业窗口负责受理客户双回路供电、安装自备电源的申请，营销部负责客户双回路供电、安装自备电源投入运行的管理。 第三条供电营业窗口按客户负荷重要性、用电容量和供电可能性，受理下列客户的双回路供电申请： （一）中断供电将会造成人身伤亡；造成环境严重污染；造成重要设备损坏，连续性生产企业长期不能恢复；造成重大的政治和社会影响的单位。 （二）重要科研单位、军工企业、医疗单位，电气化生活小区。 第四条因受电网供电条件限制，暂不可能向上列客户提供双回路供电，客户可以自备发电机组作为备用电源。 第五条营业窗口受理双回路供电或者自备发电机组 申请后，应在规定时限内通知勘测人员或用电检查人员现场勘测，双回路供电应由营销部会同生技、调度共同审查，经公司领导审批后方可实施。 第六条客户的保安电源由客户自行解决。
第七条公司应就双回路供电、自备发电机组投入运行的安全事项与用电客户签订双电源（自备电源）协议书，明确责任。协议书、副本由供电企业和用电客户各执一份。 第八条双电源（自备电源）的切换装置和接线要求。 （一）常、备用电源切换操作装置，原则上应安装于同一变电室内； （二）高压双电源供电的，电源侧的刀闸应尽量采用机械联锁装置。 （三）供电可靠性有特殊要求的，可采用电气闭锁，保证在任何情况下，只有一路电源投放运行而无误并列的可能。 （四）低压双电源供电的，应在双电源进线端（包括零线），装设四极双投刀闸，由此转换电源。如双电源的进户点距离过远，四极双投刀闸前的电源进线，应采用电缆，防止误接用电设备而造成电源倒送。 （五）自备发电机作为备用电源的，不得同时使用电网电源和自备发电机电源。如发电机装设地点较远，应采用电缆布线，严禁在双投刀闸前接用任何电器设备。如是高压供电客户，因受发电机容量限制，只能供给一部分车间或保安设备的，其线路应与由电网供电的线路严格分开架设，不得同杆架设或混接。两电源间应装设双投刀闸，由此转换电源。 第九条双电源（自备电源）的运行要求
电源管理系统要求： 一、运行环境： 海上石油钻井平台或母船 进线侧电源：3*380VAC 50Hz 出线侧电源：3*1000VAC 50Hz 二、系统需要实现的基本功能： 1、对进线侧输入电源进行冗余保护，可实现一路电源故障时，自动或手动切换到另一路电源；自动切换时间尽可能短； 2、出线侧电源由进线侧电源通过变压器升压获得，同时该变压器可用于对负载电机（约100KW）进行自耦降压启动，启动过程全程监控； 3、对出线侧负载进行正常的启动/停止、紧急停车等常规功能； 4、对进线侧和出线侧电源进行实时监控，监控内容包括：电压、电流、功耗、功率、相序、温度、计时、绝缘等； 5、电源管理系统在监测到第4条中的电压、电流等参数超过额定值时需要进行相应的声光报警或跳闸等执行动作； 6、关于整个电源管理系统的绝缘，由于负载设备通过出线侧电缆连接至海底工作，对绝缘的监测和安全控制是电源管理系统的重要环节，故要求： a、对上述绝缘参数进行实时、严密的监控和记录； b、依据相关海底电气绝缘标准，设置报警值、跳闸值，且监测到整个 电源管理系统及负载侧绝缘降低至相应的设定值时进行报警或跳闸 动作；
c、电源管理系统应有对上述绝缘的测试功能，可在电源管理系统、海 底设备和连接电缆合闸工作前进行绝缘测试，测试值低于报警值或 跳闸值时，整个电源管理系统不得启动； 7、人机界面采用触摸屏或其他数字仪表进行监测、操作及数据记录等； 8、整个系统设有相应的通讯端口，以便于对其进行远程监测和操作； 三、其他要求： 1、上述功能的实现必需达到稳定可靠，故障率低； 2、所有元器件的必须用进口国际知名品牌； 3、电源管理系统的其他设计参照符合使用环境的相关技术规范，上述内容中如有与相关国家和行业规范冲突之处，请及时沟通； 4、上述内容为基本要求，贵公司如有更优化、合理的建议，请及时沟通；
电源管理芯片工作原理和应用 本文主要是关于电源管理芯片的相关介绍，并着重对电源管理芯片进行了详尽的阐述。 电源管理芯片电源管理芯片（Power Management Integrated Circuits），是在电子设备系统中担负起对电能的变换、分配、检测及其他电能管理的职责的芯片。主要负责识别CPU供电幅值，产生相应的短矩波，推动后级电路进行功率输出。常用电源管理芯片有HIP6301、IS6537、RT9237、ADP3168、KA7500、TL494等。 基本类型 主要电源管理芯片有的是双列直插芯片，而有的是表面贴装式封装，其中HIP630x系列芯片是比较经典的电源管理芯片，由著名芯片设计公司Intersil设计。它支持两/三/四相供电，支持VRM9.0规范，电压输出范围是1.1V-1.85V，能为0.025V的间隔调整输出，开关频率高达80KHz，具有电源大、纹波小、内阻小等特点，能精密调整CPU供电电压。 应用范围 电源管理芯片的应用范围十分广泛，发展电源管理芯片对于提高整机性能具有重要意义，对电源管理芯片的选择与系统的需求直接相关，而数字电源管理芯片的发展还需跨越成本难关。 当今世界，人们的生活已是片刻也离不开电子设备。电源管理芯片在电子设备系统中担负起对电能的变换、分配、检测及其它电能管理的职责。电源管理芯片对电子系统而言是不可或缺的，其性能的优劣对整机的性能有着直接的影响。 提高性能 所有电子设备都有电源，但是不同的系统对电源的要求不同。为了发挥电子系统的最佳性能，需要选择最适合的电源管理方式。 首先，电子设备的核心是半导体芯片。而为了提高电路的密度，芯片的特征尺寸始终朝着减小的趋势发展，电场强度随距离的减小而线性增加，如果电源电压还是原来的5V，产生的电场强度足以把芯片击穿。所以，这样，电子系统对电源电压的要求就发生了变化，
凯宏矿业二选厂备用电源管理办法 负责人：刘立刚张亚年日常负责人：李童 一、概述 我公司二选厂装备了400V事故发电机二台，发电机额定功率为1200KW,由康明斯发动机（北京）有限公司出品，机组型号：DY1340A。输入/输出：10000V/400V。经升压变压器升压至10KV后接入高压供电系统。在市电中断供电的情况下，保证全厂及生活区用电。 二、管理规定 1、发电机房严禁非工作人员入内，严禁堆放杂物。应在机组和配电装置周围装设围栏并悬挂显著的标示牌。 2、管理人员和值班人员必须熟悉发电机的基本性能及操作，应由日常负责人进行例行性检查。 3、平时应检查电瓶电压，发电机的机油油位及冷却水水位是否正常，储备的柴油油量是否足够运行八小时。 4、发电机应每周空载试运行一次，每次10-15分钟。 5、柴油发电机组不可以低于25%的负荷运行超过30分钟，否则对柴油机的使用会造成不利的影响。 6、由电气负责人监督确定执行发电机保养工作，并保存完整的运行记录及保养记录。 7、保持发电机房的清洁，如有漏水、漏油现象应立即处理。 三、发电机启动的原则和流程 1、原则：当市电供电中断后，为保证车间生产系统安全、顺利停车，检修以及生活区用电，应立即启动发电机。 2、流程： ●接到上级通知停电或事故停电后，立刻检查电瓶电压、水温、机油 是否满足启动要求（电瓶电压一般在27-30V，水温15℃左右）并对发电机进行盘车不少于两圈，满足要求后启动发电机，但不可送电。 ●与35KV变电所联系停电后，记录高压总电量，分断所有负荷，包括 高压进线柜，并对高压进线柜电源侧进行验电、放电、装设接地线等安全技术措施。 ●做完安全技术措施后，确认无任何安全隐患时，对发电机变压器一 次侧与高压进线柜电源侧连接（电缆不可带力）。 ●连接完成后，检查进线柜内是否有遗漏工具或其它东西，确认无任 何异常时，通知35KV变电所人员做送电准备。 ●在35KV工作人员允许的情况下，发电机并机送电。待车间一切正常 后。通知35KV工作人员并合上35KV联络电源，方可对生活区送电。 四、发电机启动前应注意事项和规定 1、机组外观检查,查看机组有无漏油、漏水。周围有没有影响发电机组安全运行的杂物。
电源管理模块 手指康复机器人的数字电路部分需要直流电源供电，故电源管理模块首先采用的开关电源将220v 的交流电转换为直流电压，再利用低压线性稳压器为各个子模块供电。 为了避免模拟信号与数字信号地相互干扰，将交流电压转换为两个独立的直流电源，再分别为模拟电路和数字电路的电源供电。电源管理系统拓扑结构如下： 具体实现如下： ① +12V 转+8V 采用的是LM7808，这是一块三端集成的稳压电路，能够准确的降压到+8V 。电路两端的电容作用都为滤波，用来平滑电压与提高抗干扰能力。其中输出端并联220uF/25V 的电解电容，它自谐频率小，可以起到储能滤波的功能，消除低频干扰。但是由于大电容的电解电容自身存在一定的电感，对于高频信号以及脉冲干扰信号无法有效滤除，故并联一个或几个容值比较小的陶瓷电容，以达到滤除高频干扰信号的作用。 220V 交流电 12V 直流电源 LM2596S5 24V 直流电源 MRF 7808 NE555 LM117-3.3 7414 7474 ARM 外围电路 AD REF TLV5620 LT3080 LM358 WD5-24S5 直流电机电源 HCPL2630 TLP185 3.3 12 5 8 -8 24 5
②+12V转-8V采用NE555芯片，这是一款将模拟功能和逻辑功能很好的结合在一起的芯片，应用的范围十分广泛。 其内部结构如上，当NE555的第三脚输出高电平，通过D1向C1充电，电压可达11V。当NE555输出为低电平时，D1被C2反偏截止。C2向C3转移电荷，重复多次后C3电压达8V，相对地线则输出视为-8V ③+12V转+5V采用的是开关型集成稳压芯片LM2596，它内含固定频率振荡器,以及基准稳压器，并具备完善的保护电路、热关断电路、电流限制等。
数字电源管理技术及应用详解 本文介绍了数字电源的基本特点、数字电源相比于模拟电源的优势和数字电源管理的主要内容，也介绍了数字电源管理技术的应用。 新一代集成电路需要3.3V，1.8V甚至更低的电源电压，单个器件需要多路电压供电，而且电流的需求很大，电压也必须以正确的时序加到器件上。为这些器件供电的电压必须在电路板上（最好在距离这些器件近的地方）产生，以使压降最小和电压稳定。高性能的DC/DC 转换器适用于宽范围输入，既可作为隔离式电源，也可作为非隔离负载点转换器。因此，大多数板载电源系统已经采用DC/DC转换模块作为供电主体。但是，若缺少了电源管理电路，则无法构建一个完整、健全的电源系统。电源管理的内容包括：电源系统监控、定序和跟踪、监视和失效保护。电源管理器件在输入端处理共模抑制、起动限制、起动和关闭的控制，甚至功率因数校正等功能。配置在输出端的电源管理器件控制启动定序和输出电压调节，并为过欠压、过流情况提供相应的失效保图1电源管理器件在隔离型AC/DC电源系统中的应用护。所有相关功能电路均要求与主电路隔离。 图1所示为在隔离型AC/DC变换器中电源管理器件的主要应用。 专用的数字电源管理器件比通常采用的模拟电路或微控制器、可编程逻辑器件等方法在成本、开发周期和可靠性方面具有较大优势。新一代的数字电源管理器件内部集成了能够满足实时监控需求的快速ADC，使它能比通用微控制器的片外ADC更快地反映失效。监测数据通过I2C或PMBus总线传输给电源主控制器，用以实现精准的调压设置、故障保护等功能。内部的时钟可实现故障记录。对于多路输出的电源系统，数字电源主控制器实时地通过总线接口从各输出端的管理器件内读出各路输出的监测数据，实现了电源系统的全面监视。一旦
MAX1647电源管理电路设计详解 随着二极管泵浦全固态激光器相关技术的不断发展，它在工业、国防 科研、生物医学工程等领域的应用越来越广泛，对其输出功率、可靠性要求也 不断提高。作为二极管泵浦全固态激光器的重要组成部分的电源，其可靠性、 稳定性也就显得格外重要。二极管泵浦全固态激光器的电源功率较大，输出为 大电流、低电压，工作脉冲频率较高（可达1kHz），输出电流、电压的稳定性要求很高。微小的电流扰动将影响激光器的出光质量，不当的保护可能引起巨 大的损失。针对这些特点，我们选择功能强大的电源管理芯片MAX1647作为 整个系统控制的核心部分，设计出完全满足要求的大功率激光器电源。 MAX1647电源管理芯片介绍 MAX1647是MAXIM公司的新型电源管理芯片，其内部结构如 在MAX1647的电压调整环中，通过SMBUS总线，经内部10位DAC 设置预置电压，负载电压与预置电压通过GMV误差放大器进行比较放大后的 误差信号输出到CCV端口，然后送到一个由二选一电路组成的恒流/恒压自动 转换电路的一个端子上，其中由CCV端口输出的误差信号由内部钳位电路限 制在1/4到3/4参考电压之间的；与电压调整环工作原理相类似，被钳位的电 流误差信号由CCI端口送到自动转换电路的另一个端子上；利用PWM控制器，把电压/电流误差信号转换为脉宽调制信号，用以驱动两个N沟道MOSFET管，经同步整流、滤波器滤波后，得到所需的输出信号。 MAX1647的输出特性曲线如整体电路设计 整体电路设计框 MAX1647电源管理芯片是整个系统的控制核心部分，它完成恒流、恒 压及相互之间自动转换的功能。但MAX1647的最大输出4A，不足以达到设计
PART TEMP. RANGE BOARD TYPE MAX1630EVKIT-SO 0°C to +70°C Surface Mount MAX1631EVKIT-SO 0°C to +70°C Surface Mount MAX1632EVKIT-SO 0°C to +70°C Surface Mount 19-1211; Rev 0; 3/97 MAX1630/MAX1631/MAX1632 Evaluation Kits _______________General Description The MAX1630/MAX1631/MAX1632 evaluation kits (EV kits) each consist of one of three preassembled and tested evaluation boards (EV boards) that embody the standard application circuits. The MAX1630 and MAX1632 EV boards provide the triple-output 3.3V/5V/ 12V circuit, and the MAX1631 EV board provides the dual-output 3.3V/5V circuit. All three use the same PC board but have different components to accommodate different input voltage ranges. The main differences between the MAX1630 and MAX1632 EV boards are in the turns ratio (1:4 or 1:2.2) and in the location of the transformer connection (3.3V side or 5V side). Connecting the transformer to the 3.3V side allows lower input voltage. Connecting the transformer to the 5V side provides slightly better efficiency and lower stress voltages. These circuits are configured to deliver up to 3A of out- put current on each of the main PWM outputs with greater than 90% efficiency. The MAX1630/MAX1631/ MAX1632 EV kits can also be used to evaluate other output voltages. ____________________________Featur es Battery Range: 5.2V to 20V (MAX1630) 5.2V to 28V (MAX1631) 6.5V to 28V (MAX1632) Outputs: 3.3V at 3A 12V at 120mA 5V at 3A 5V at 30mA Keep-Alive 1:4 Transformer (MAX1630) 1:2.2 Transformer (MAX1632) Adjustable 2.5V to 5.5V Outputs (optional resistor divider) Precision 2.5V Reference Output Oscillator Sync Input Low-Noise Mode Control Input (SKIP ) Power-Good Monitor (RESET output) Fully Assembled and Tested ______________Or dering Information Common to All Thr ee EV Kits Maxim Integrated Products 1
很多用过和正在使用Windows Vista系统的朋友都知道，相比此前微软的操作系统，这一版本的电源管理功能更加强大，用户可根据实际需要，设置电源使用模式，让移动计算机用户在使用电池续航的情况下，依然能最大限度发挥功效。延长使用时间，保护电池寿命。而相比Vista版本，Windows 7操作系统的电源管理功能同样强大，不但继承了Vista系统的特色，还在细节上更加贴近用户的使用需求。并方便用户更快、更好的设置和调整电源属性。 本文基于Windows 7 beta版 + 中文语言包，翻译内容可能和英文原版略有差异，但步骤和选项相同。 1.全新设计的电池使用方案 为给使用电池续航的笔记本用户进一步节约能耗，在Windows 7系统中，为用户提供了包括已平衡、节能程序等多个电源使用计划和方案，同时，相比Windows Vista系统，还可快速通过电源查看选项，调整当前屏幕亮度和查看电池状态(如电源连接状态、充电状态、续航状态等)。 在默认情况下，Windows 7系统为用户提供的是已平衡使用方案。这一方案可使系统在使用电池续航的情况下，2分钟内自动灰阶显示器(通过降低亮度解决耗电)、5分钟后自动关闭显示、并在15分钟后自动将计算机进入休眠状态。同时，用户还可直接在电源选项中，对在使用电池模式和接通电源模式下，默认的屏幕亮度进行调整。 同时，节能程序计划和高性能计划的灰阶显示器、关闭显示器、进入睡眠状态设置，则分别会为用户提供如如下使用方案。 此外，用户若希望对电源使用方案，和相应功能进行详细设置，还可在Windows 7操作系统的控制面板选项中，进入电源设置选项，并通过自定义电源设置，对相应功能详细进行调整。 2.自定电源使用方案。 考虑到不同环境下，用户的实际使用需求，在Windows 7操作系统中，用户还可通过控制面板中电源选项，创建新的电源使用方案。在详细的功能设置列表中，过呢据实际需求对其进行调整。 在功能列表中，用户可分别对电池使用模式、硬盘耗电模式、无线适配器设置、睡眠时间、电源按钮和笔记本合盖后的状态进行调整。同时在创建过程中若出现失误，还可通过还原计划默认值选项进行恢复。 同时，在电源选项中。，用户也可对电源按钮进行定制，例如关机按钮、休眠按钮和关闭笔记本盖子后的状态。还可设置唤醒密码，为系统提供安全保护(唤醒密码默认为系统帐户密码)。
DC-DC 电源变换器的设计与制作综合实训技术报告 姓名：卜宗阳朱峰 学号：1004023106 1004023101 班级：电子1011班 指导老师：何强李从宏 提交日期：2011年12月28日
目录 第一章：概要 (3) 第二章: 技术要求、技术参数 (4) 第三章: 原理图设制 (6) 第四章: 元器件的选择 (7) 第五章: 封装、PCB板 (17) 第六章：应用范围、发展趋势 (21) 第七章：致谢 (22) 第八章：参考文献 (23) 第九章：附录 (25)
第一章：概要 DC-DC电源变换器将一个固定的直流电压变换为可变的直流电压，这种技术被应用于无轨电车，地铁列车，电动车的无级变速和控制，同时使上述控制获得加速平稳，快速响应的性能，并能同时收到节约电能的效果。开关电源以其效率高、功率密度高而在电源领域中占主要地位，为了以更低的功耗获得更高的速度和更加的性能，半导体器件正在向1V 工作电压发展，这也对DC/DC变换器提出了更高的要求。除了需要增添更多的功能外，还需要延长电池的寿命，并缩小系统体积。目前仍以PWM型DC/DC产品为主流产品。 DC-DC变换器是通信设备中最常用的功能电路之一，其质量和效率直接影响通信设备的正常运行。本设计采用功能完善的MC34063控制芯片，设计了DC-DC变换电路，完成从40V~3V的电压变换，为载波机提供了较为理想的直流电源。具有电路简单，调试方便的优点。 本设计对一种新颖的DC/DC变换器的设计和实现进行了论述，设计实现了输出为±12V/0.1A和3.6V/0.5A的集成DC/DC变换器MC34063。
DK106(BOM)-5V1A
功能描述 DK106芯片是专用小功率开关电源控制芯片，广泛用于电源适配器、LED电源、电磁炉、空调、DVD等小家电产品。 一、产品特点 ?采用双芯片设计，高压开关管采用双极型晶体管设计，以降低产品成本；控制电路采用大规模MOS数字电路设计,并采用E极驱动方式驱动双极型晶体芯片,以提高高压开关管的安全耐压值。内建自供电电路，不需要外部给芯片提供电源，有效的降低外部元件的数量及成本。 ?芯片内集成了高压恒流启动电路，无需外部加启动电阻。 ?内置过流保护电路，防过载保护电路，输出短路保护电路，温度保护电路及光藕失效保护电路。 ?内置斜坡补偿电路，保证在低电压及大功率输出时的电路稳定。 ?内置PWM振荡电路，并设有抖频功能，保证了良好的EMC特性。 ?内置变频功能，待机时自动降低工作频率，在满足欧洲绿色能源标准（<0.3W）同时，降低了输出电压的纹波。 ?内置高压保护，当输入母线电压高于保护电压时，芯片将自动关闭并进行延时重启。 ?内建斜坡电流驱动电路，降低了芯片的功耗并提高了电路的效率。 ?4KV防静电ESD测试。
二、功率范围 输入电压(85～264V ac ) (85～145V ac ) (180～264V ac ) 最大输出功率 6W 8W 8W 三、封装与引脚定义 引脚符号功能描述引 脚符号功能描述 1Gnd 接地引脚。1HV 2Gnd 接地引脚。2Nc 空脚或接地。3Fb 反馈控制端。3Fb 反馈控制端。4Vcc 供电引脚。 4Vcc 供电引脚。 5678 Collector 输出引脚，连接芯片内高压开关管Col-lector 端，与开关变压器相连。 7,8 Collector 输出引脚，连接芯片内高压开关管Col-lector 端，与开关变压器相连。 5,6GND 引脚接地。 四、内部电路框图
DC/DC变换器的发展与应用 周志敏 （莱芜钢铁集团公司动力部，山东莱芜271104） 摘要：介绍电压调整模块（VRM）技术、软开关技术和高频磁技术在DC/DC变换器中的应用，分析DC/DC变换器发展的关键技术，并探讨其发展的趋势。 关键词：电压调整模块；软开关；高频磁技术 1引言 直流-直流变换器（DC/DC）变换器广泛应用于远程及数据通讯、计算机、办公自动化设备、工业仪器仪表、军事、航天等领域，涉及到国民经济的各行各业。按额定功率的大小来划分，DC/DC可分为750W以上、750W～1W和1W以下3大类。进入20世纪90年代，DC/DC变换器在低功率范围内的增长率大幅度提高，其中6W～25WDC/DC变换器的增长率最高，这是因为它们大量用于直流测量和测试设备、计算机显示系统、计算机和军事通讯系统。由于微处理器的高速化，DC/DC 变换器由低功率向中功率方向发展是必然的趋势，所以251W～750W的DC/DC变换器的增长率也是较快的，这主要是它用于服务性的医疗和实验设备、工业控制设备、远程通讯设备、多路通信及发送设备，DC/DC变换器在远程和数字通讯领域有着广阔的应用前景。 DC/DC变换器将一个固定的直流电压变换为可变的直流电压,这种技术被 广泛应用于无轨电车、地铁、列车、电动车的无级变速和控制，同时使上述控制具有加速平稳、快速响应的性能,并同时收到节约电能的效果。用直流斩波器代替变阻器可节约20％～30％的电能。直流斩波器不仅能起到调压的作用(开关电源),同时还能起到有效抑制电网侧谐波电流噪声的作用。 DC/DC变换器现已商品化,模块采用高频PWM技术,开关频率在500kHz左右,功率密度为0.31W/cm3～1.22W/cm3。随着大规模集成电路的发展,要求电源模块实现小型化,因此就要不断提高开关频率和采用新的电路拓扑结构。目前，已有一些公司研制生产了采用零电流开关和零电压开关技术的二次电源模块,功率密
DC/DC变换器的发展与应用 1引言 直流-直流变换器（DC/DC ）变换器广泛应用于远程及数据通讯、计算机、办公自动化设备、工业仪器仪表、军事、航天等领域，涉及到国民经济的各行各业。按额定功率 的大小来划分，DC/DC可分为750W 以上、750W?1W 和1W 以下3大类。进入20世纪90年代，DC/DC 变换器在低功率范围内的增长率大幅度提高，其中6W?25WDC/DC变换器的增长率最高，这是因为它们 大量用于直流测量和测试设备、计算机显示系统、计算机和军事通讯系统。由于微处理器的高速化，DC/DC 变换器由低功率向中功率方向发展是必然的趋势，所以251W?750W的DC/DC变换器的增长率也是较快 的，这主要是它用于服务性的医疗和实验设备、工业控制设备、远程通讯设备、多路通信及发送设备，DC/DC 变换器在远程和数字通讯领域有着广阔的应用前景。 DC/DC变换器将一个固定的直流电压变换为可变的直流电压，这种技术被广泛应用于无轨电车、地铁、列车、电动车的无级变速和控制，同时使上述控制具有加速平稳、快速响应的性能，并同时收到节约电能的效果。用直流斩波器代替变阻器可节约20 %?30 %的电能。直流斩波器不仅能起到调压的作用（开关电源），同时还能起至用效抑制电网侧谐波电流噪声的作用。 DC/DC变换器现已商品化，模块采用高频PWM技术，开关频率在500kHz左右，功率密度为0.31W/cm3?1.22W/cm3。随着大规模集成电路的发展，要求电源模块实现小型化，因此就要不断提高开关频率和采用新的电路拓扑结构。目前，已有一些公司研制生产了采用零电流开关和零电压开关技术的二次电源模块，功率密度有较大幅度的提高。 电子产业的迅速发展极大地推动了开关电源的发展。高频小型化的开关电源及其技术已成为现代电 子设备供电系统的主流。在电子设备领域中，通常将整流器称为一次电源，而将DC/DC变换器称为二次电源。一次电源的作用是将单相或三相交流电网变换成标称值为48V的直流电源。目前，在电子设备中用的一次 电源中，传统的相控式稳压电源己被高频开关电源取代，高频开关电源（也称为开关型整流器SMR）通过MOSFET或IGBT实现高频工作，开关频率一般控制在50kHz?100kHz范围内，实现高效率和小型化。近几 年，开关整流器的功率容量不断扩大，单机容量己从48V/12.5A、48V/20A 扩大到48V/200A、48V/400A。 因为电子设备中所用的集成电路的种类繁多，其电源电压也各不相同，在电子供电系统中，采用高功率密度的高频DC/DC隔离电源模块，从中间母线电压（一般为48V直流）变换成所需的各种直流电压，可以大大减小损耗、方便维护，且安装和增容非常方便。一般都可直接装在标准控制板上，对二次电源的要求是高功率密度。因为电子设备容量的不断增加，其电源容量也将不断增加。 2电力电子器件 功率变换技术高速发展的基础是电力电子器件和控制技术的高速发展，在21世纪，电力电子器件将进入第4代即智能化时代，具有如下显著的特征。 2.1高性能化 高性能化主要包括高电压、大容量、降低导通电压低损耗、高速度和高可靠性等4个方面。如IGBT 的电流可达2kA?3kA、电压达到4kV?6kV，降低损耗是所有复合器件的发展目标。预计在21世纪IGBT、
附录3 英文资料 Power Management Techniques and Calculation Relevant Devices This application note applies to the following devices: C8051F000, C8051F001, C8051F002, C8051F005, C8051F006, C8051F010, C8051F011, C8051F012, C8051F012, C8051F015, C8051F016, and C8051F017. Introduction This application note discusses power management techniques and methods of calculating power in a Cygnet C8051F00x and C8051F01x Sock. Many applications will have strict power requirements, and there are several methods of lowering the rate of power consumption without sacrificing performance. Calculating the predicted power use is important to characterize the system?s power supply requirements. Key Points ? Supply volt age and system clock frequency strongly affect power consumption. ? Cygnet?s Sock?s feature power management modes: IDLE and STOP. ? Power use can be calculated as a function of system clock frequency, supply voltage, and enabled peripherals. Power Saving Methods CMOS digital logic device power consumption is affected by supply voltage and system clock (SYSCLK) frequency. These parameters can be adjusted to realize power savings, and are readily controlled by the designer. This section discusses these parameters and how they affect power usage. Reducing System Clock Frequency In CMOS digital logic devices, power consumption is directly proportional to system clock (SYSCLK) frequency: power=CV2?, where C is CMOS load capacitance, V is supply voltage, and ? is SYSCLK frequency. Equation 1.CMOS Power Equation The system clock on the C8051Fxxx family of devices can be derived from an internal oscillator or an external source. External sources may be a CMOS clock, RC circuit, capacitor, or crystal oscillator. For information on configuring oscillators, see applic ation note: “AN02 - Configuring the Internal and External Oscillators.” The internal oscillator can provide four SYSCLK frequencies: 2, 4, 8, and16 MHz. Many