影响开关电源效率的主要因素
* 合理选择开关电源IC有助于改善系统效率
效率是任何开关电源的基本指标，任何开关电源的设计考首先需要考虑的是效率优化，特别是便携式产品，因为高效率有助于延长电池的工作时间，消费者可以有更多时间享受便携产品的各种功能。开关电源设计中，为获得最高转换效率，工程师必须了解转换电路中产生损耗的机制，以寻求降低损耗的途径。另外，工程师还要熟悉开关电源器件的各种特点，以选择最合适的芯片来达到高效指标。
本文介绍了影响开关电源效率的基本因素，并提供了一些关于降低开关电源损耗的方法。
效率估计
能量转换系统必定存在效率损耗，因此，在实际应用中我们只能尽可能地获得接近100%的转换效率。目前市场上一些高质量开关电源的效率可以达到95%左右。图1所示电路的效率可以达到97%，但在轻载时效率有所降低。
开关电源的损耗大部分来自开关器件(MOSFET和二极管)，另外一部分损耗来自电感和电容。选择开关电源器件时，需要考虑控制器的架构和内部元件，以期获得高效指标。图1采用了多种方法来降低能量损耗，例如：同步整流，芯片内部集成低导通电阻的MOSFET，低静态电流和跳脉冲控制模式。
图1MAX1556降压控制器的应用电路
开关器件的损耗
MOSFET和二极管由于其自身特性，会大大降低系统效率。相关损耗主要分成两部分：传导损耗和开关损耗。简单地说，任何电流回路都存在损耗电阻，造成能量损耗。MOSFET 和二极管是开关元件，导通时电流流过MOSFET或二极管，会有导通压降。由于MOSFET 只有在导通时才有电流流过，MOSFET的传导损耗与其导通电阻、占空比和导通时的电流有关：
PCONDMOSFET = IMOSFETONavg 2 ×RDSON ×D
式1中，IMOSFETONavg是MOSFET在导通时的平均电流。MOSFET的传导损耗的起因是导通电阻，导通电阻通常非常小。二极管的传导损耗则取决于自身的导通压降(VF)，
导通压降相对较大。因此，二极管与MOSFET相比会引入更大的传导损耗。二极管的传导损耗由导通电流、导通压降、导通时间决定。MOSFET关断时，二极管导通，二极管的传导损耗可以由以下公式计算：
PCONDDIODE = IDIODEONavg ×VF×(1-D)
IDIODEONavg是二极管导通时的平均电流。从公式可以看出，导通时间越长，相关的传导损耗越大。降压电路中，输出电压越低，二极管的导通时间越长，相应的传导损耗也越大。
由于开关损耗是由开关的非理想状态引起的，很难估算MOSFET和二极管的开关损耗，器件从完全导通到完全关闭或从完全关闭到完全导通需要一定时间，在这个过程中会产生能量损耗。图2所示MOSFET的漏源电压和漏源电流的关系图可以很好地解释MOSFET的开关损耗，从上半部分波形可以看出，在MOSFET的开关过程中，由于对MOSFET的电容充电、放电，其电流和电压不能突变。图中，VDS降到最终状态(=ID×RDSON)之前，满负荷电流将流过MOSFET。相反，关断时，VDS在MOSFET电流下降到零值之前逐渐上升到关断状态的最终值。开关过程中，电压和电流的交叠部分即为造成开关损耗的来源，从图2
可以清楚地看到这一点。
图2开关损耗发生在MOSFET通断期间的过渡过程
开关过渡时间与频率无关，因此开关频率越高开关损耗也越大。这一点很容易理解，开关周期变短时，MOSFET的开关过渡时间所占比例会大大增加，从而增大开关损耗。
与MOSFET相同，二极管也存在开关损耗。这个损耗很大程度上取决于二极管的反向恢复时间，发生在二极管从正向导通到反向截止的转换过程。当反向电压加在二级管两端时，电流会对二极管充电，产生反向电流尖峰(IRRPEAK)，从而造成V × I能量损耗，因为反向电流和反向电压同时存在于二极管。图3给出了二极管在反向恢复时的示意图。
图3反向电压加在二级管时由于正向电流造成的累积电荷的释放形成了电流尖峰
了解了二极管的反向特性，可以由下式估算二极管的开关损耗：
PSWDIODE ≈ 0.5×VREVERSE×IRRPE AK×tRR2×fs
VREVERSE是二极管的反向偏置电压，IRRPEAK是反向电流，tRR2是从反向电流峰值到恢复电流为正的时间。对于降压电路，当MOSFET导通的时候，Vin为二极管的反向偏置电压。
基于上述讨论，减小开关器件损耗的直接途径是：选择低导通电阻、可快速切换的MOSFET；选择低导通压降、快速恢复的二极管。通常，增加芯片尺寸和漏源极击穿电压，有助于降低导通电阻。因此，选择MOSFET时需要在尺寸和效率之间进行权衡。另外，由于MOSFET 的正温度特性，当芯片温度升高时，导通电阻会相应增大。必须采用适当的热管理方案保持较低的结温，使导通电阻不会过大。导通电阻和栅源偏置电压成反比，因此，推荐使用足够大的栅极电压，使MOSFET充分导通，该方案也会增大栅极驱动损耗。而且，开关控制器件本身通常无法产生较高的栅极驱动电压，除非芯片提供有自举电路，或采用外部栅极驱动。MOSFET的开关损耗取决于寄生电容，较大的寄生电容需要较长的充电时间，使开关转换变缓，损耗更多的能量。米勒电容通常反比于MOSFET的传导电容或栅-漏电容，在开关过程中对转换时间起决定作用。米勒电容的充电电荷定义为QGD，为了快速切换MOSFET，要求尽可能低的米勒电容。一般来说，MOSFET的电容和芯片尺寸成反比，因此必须折衷考虑开关损耗和传导损耗，同时也要谨慎选择电路的开关频率。
对于二极管，必须降低导通压降，以降低由此产生的损耗。对于小尺寸、额定电压较低的二极管，导通压降一般在0.7V～1.5V之间。二极管的尺寸、工艺和耐压等级都会影响导通压降和反向恢复时间。额定电压较高的大尺寸二极管通常具有较高VF的和tRR，这会造成比较大的损耗。高速应用中的开关二极管一般以速度划分，速度越高，反向恢复时间越短。快恢复二极管的tRR为几百纳秒，而超高速快恢复二极管的tRR为几十纳秒。PN结二极管的导通压降较大，适合大电流、高压工作场合，通常用于大功率系统。低功率或便携产品中，即使经过优化选择的导通压降和tRR二极管仍会带来较大的损耗。
低功耗应用中，替代快恢复二极管的一种选择是肖特基二极管，这种二极管的恢复时间几乎可以忽略，反向恢复电压也只有普通二极管的一半，但它的工作电压远远低于快恢复二极管。考虑到这些特点，肖特基二极管被广泛用于低功耗设计，在低占空比时可以降低开关二极管的损耗。
公式
在一些低压应用中，即便是具有较低压降的肖特基二极管，所产生的传导损耗也无法接受。比如，在输出为1.5V的电路中，肖特基二极管的0.5V导通压降会产生33%的能量损耗。为了解决这一问题，可以选择低导通电阻的MOSFET实现同步控制架构。图1电路用MOSFET取代二极管，它与另外一个MOSFET同步工作，所以在交替切换的过程中，保证只有一个导通。由此，二极管的高导通压降问题被转换成MOSFET的导通电阻和压降，取代了二极管的传导损耗。当然，同步整流也会带来其它影响，例如：增加了系统设计的复杂度、成本，特别是在大电流应用中，这种架构不见得比异步方案更优越，因为MOSFET传导损耗的提升与电流的平方成正比。另外，我们还要考虑同步整流中栅极驱动引入的能量损耗。
以上讨论了MOSFET和二极管对开关电源效率的影响。合理选择开关器件有助于改善效率，但这并非唯一的优化开关电源设计的渠道。从下面的讨论可以看到，电感、电容引入的损耗也是设计高效开关电源所面临的问题。
电感损耗
电感功耗包括线圈损耗和磁芯损耗，线圈损耗归结于线圈的直流电阻(DCR)，磁芯损耗归结于电感的磁特性。对一个固定的电感值，电感尺寸较小时，为了保持相同匝数必须减小线圈的横截面积，因此导致DCR增大；对于给定的电感尺寸，小电感值允许减小DCR。已知DCR和平均电感电流Ilavq，电感的电阻损耗可以用下式估算。
PLdcr = ILavg 2×DCR
磁芯损耗并不像传导损耗那样容易估算。它由磁滞、涡流损耗组成，直接影响铁芯的交变磁通。开关电源中，尽管平均直流电流流过电感，由于通过电感的开关电压的变化产生的纹波电流导致磁芯周期性的磁通变化。磁滞损耗源于每个交流周期中磁芯偶极子的重新排列所消耗的功率，正比于频率和磁通密度。
电容损耗
与理想的电容模型相反，电容元件的实际物理特性导致了几种损耗。电容在电源电路中主要起稳压、滤除输入/输出噪声的作用(图4)，电容的这些损耗降低了开关电源的效率。这些损耗可以通过三种现象描述：等效串联电阻损耗、漏电流损耗和电介质损耗。电容的阻性损耗显而易见。既然电流在每个开关周期流入、流出电容，电容固有的电阻(Rc)将造成一定功耗。漏电流损耗(RL)是由于电容绝缘材料的电阻导致较小电流流过电容而产生的功率损耗。电介质损耗(RD)比较复杂，由于电容两端施加了交流电压，电容电场发生变化，从而使电介质分子极化造成功率损耗。
图4电容损耗模型一般简化为一个等效串联电阻
开关电源IC的折衷选择
合理选择开关电源IC有助于改善系统效率，特别需要考虑IC封装、设计和控制架构。功率开关集成到IC内部时可以省去繁琐的MOSFET或二极管选择，而且使电路更加紧凑，由于降低了线路损耗和寄生效应，可以在一定程度上提高效率。IC规格中值得注意的一项指标是静态电流(IQ)，它是维持电路工作所需的电流。重载情况下(大于一倍或两倍的静态电流)，IQ对效率的影响并不明显，因为负载电流远大于IQ，而随着负载电流的降低，效率有下降的趋势，因为IQ对应的功率占总功率的比例提高。对于便携产品或电池供电产品，
无疑选择具有极低IQ的电源IC比较理想，有些IC则通过不同的工作模式(例如：休眠模式或低功耗关断模式)来降低IQ。
开关电源的控制架构是影响开关电源效率的关键因素之一。图1所示同步整流架构中，由于采用低导通电阻的MOSFET取代了功耗较大的开关二极管，可有效改善效率指标。另一种常见的DC-DC控制结构是在轻载时进入跳脉冲工作模式，与单纯的PWM开关操作(在重载和轻载时均采用固定的开关频率)不同，跳脉冲模式下转换器工作在跳跃的开关周期，可以节省不必要的开关操作。跳脉冲模式下，在一段较长时间内电感放电，将能量从电感传递给负载，以维持输出电压。但是，跳脉冲模式会产生额外的输出噪声，这些噪声由于分布在不同频率，很难滤除。先进的开关电源IC会合理利用两者的优势：重载时采用恒定PWM 频率；轻载时采用跳脉冲模式，图1所示IC即提供了这样的工作模式。
优化开关电源效率
开关电源因其高效率指标得到广泛应用，但其效率仍然受开关电路的一些固有损耗的制约。设计开关电源时，需要仔细研究造成开关电源损耗的来源，合理选择器件，从而充分利用开关电源的高效优势。
如何提高开关电源效率电阻的大小会有何影响 课程介绍本课程主要讲的是自举电容首次充电电路的分析和搭建。 上节课我们讲到了MOS管前的这个电阻，当一个12V的电压过来充电的话，电阻两端就会有一个18V的压降。如果这个压降比较大，而电阻阻值比较小的话，那么这个电阻的功率就会特别的大。电阻功率一大就容易发热，不符合我们低功耗设计的一个规范和需求，同时开关电源整个的效率都被大大降低了。 要使得开关电源效率很高，那么电路中每个点的功耗都不能太大，所以这里消耗了这么大的电流是不行的。因此我们要把该电阻加的特别大，而加到多少比较合适呢？理论上来说是越大越合适，因为流过电阻的电流变小了，我们的设计方向就是这个电流越小越好。但是如果电阻上了MΩ级，30V通过这个电阻对电容进行充电，充电的时间就特别长。我们希望的Buck电路启动时间不会太长。电容的经验充电电流一般都是1-2mA的电流，这样充到10V的时间比较快，所以这个电阻取20KΩ是比较合适的。 学习获得： 通过这个课程你可以： 掌握开关电源电感计算； 学会前级驱动电路的设计与分析； 了解自举电容自举电容首次充电电路的分析和搭建，分析电路不足并引出电流环和电压环； 电路的调试； 适宜学习人群： 1、如果你还是学生，正厌倦于枯燥的课堂理论课程，想得到电子技术研发的实战经验； 2、如果你即将毕业或已经毕业，想积累一些设计研发经验凭此在激烈竞争的就业大军中脱颖而出，找到一份属于自己理想的高薪工作； 3、如果你已经工作，却苦恼于技能提升缓慢，在公司得不到加薪和快速升迁； 4、如果你厌倦于当前所从事的工作，想快速成为一名电子研发工程师从事令人羡慕的研
高效率开关电源设计实例--10W同步整流B u c k变换器 以下设计实例中，包含了各种技巧来提高开关电源的总体效率。有源钳位和元损吸收电路的设计主 要依靠经验来完成的，所以不在这里介绍。 采用新技术时必须小心，因为很多是有专利的，可能需要直接付专利费给专利持有人，或在购买每 一片控制IC芯片时，支付附加费用。在将这些电源引入生产前，请注意这个问题。 10W同步整流Buck变换器 应用 此设计实例是PWM设计实例1的再设计，它包括了如何设计同步整流器(板载的10W降压Buck 变换器)。 在设计同步整流开关电源时，必须仔细选择控制IC。为了效率最高和体积最小，一般同步控制器在 系统性能上各有千秋，使得控制器只是在供应商提到的应用场合中性能较好。很多运行性能的微妙 之处不能确定，除非认真读过数据手册。例如，每当作者试图设计一个同步整流变换器，并试图使 用现成买来的IC芯片时，3／4设计会被丢弃。这是因为买来的芯片功能或工作模式往往无法改变。 更不用说，当发现现成方案不能满足需求时，是令人沮丧的(见图20的电路图)。 设计指标 输入电压范围： DC+10～+14V 输出电压： DC+5.0V 额定输出电流： 2.0A 过电流限制： 3.0A 输出纹波电压： +30mV(峰峰值) 输出调整：±1％ 最大工作温度： +40℃ “黑箱”预估值 输出功率： +5.0V*2A=10.0W(最大) 输入功率： Pout/估计效率=10.0W／0.90=11.1W 功率开关损耗 (11.1W-10W) * 0．5=0.5W 续流二极管损耗： (1l.lW-10W)*0.5=0.5W 输入平均电流 低输入电压时 11.1W／10V=1.1lA 高输入电压时： 11.1W／14V=0．8A 估计峰值电流： 1．4Iout(rated)=1．4×2．0A=2．8A 设计工作频率为300kHz。
影响加热炉热效率的因素及对策 摘要：21世纪随着石油开采工程的不断深入，全国的各大油田也得到了不断的发展。由于新疆冬季的特殊气候条件，气温低，持续时间长，在原油的输送过程中需要进行中间加热，这就需要大量的加热炉。笔者通过分析加热炉在运行中存在的一系列问题和影响加热炉热效率的因素，提出了提高加热炉运行热效率的技术对策，并介绍了几种提高运行热效率的途径和具体措施，指出了影响热效率的关键因素以及提高热效率的可行性，并在此基础上就进一步提高加热炉热效率提出了建议和改进措施。 关键词：加热炉热效率对策 引言：众所周知，原油在运输和加工过程中，必须要使用加热炉加工。因此，加热炉成为了石油领域中无法取代的重要能源机器，但是由于加热炉在加热原油的过程中很大一部分的热能都散发了出去，并没有应用于加热原油上。所以，找到提高加热炉热效率的方法成为了整个热能领域亟待解决的问题，考虑到加热炉是将原油运输中不可或缺的一道工序，也是至关重要的一项设备，找到影响加热炉热效率的因素，提出解决问题的方法，是整个石油行业需要解决的问题。 一、影响加热炉效率的主要因素 1.加热炉受热面积灰结垢一直是困扰加热炉运行的主要因素，受热面积灰结垢一旦形成，它所造成的负面影响将是持久的及递增的。同时应保证燃料燃烧充分。因为，排烟热损失主要由排烟温度和烟气量决定，烟气量取决于加热炉的过剩空气系数，提高热效率的途径主要是通过降低过剩空气系数或排烟温度来实现。所以，在过剩空气系数和排烟温度增高时，加热炉热效率都将降低。 2.加热炉运行控制中由于多种原因致使运行工况控制不好，包括风门调节不当，供风过大；运行负荷低于设计值；燃料品质不好造成腐蚀和积灰；供风系统操作不当；燃烧器选型问题等，这些问题导致的直接结果是加热炉排烟气氧含量和过剩空气系数普遍偏高。通过调查发现，企业中加热炉烟气中的平均氧含量普遍都高于标准的指标，平均排烟温度也高于标准温度。过高的烟气氧含量导致炉内的过剩空气较多，这样会造成排烟温度偏高，烟气带走的热量越多，对热效率的影响也就越大。过大的过量空气系数还会加速炉管的氧化，促使氮氧化物增加，给环境造成不利的影响，影响炉管使用寿命 3.余热回收系统设备状况的好坏也会影响加热炉的热效率。时刻了解设备的腐蚀状况，加以预防。余热回收系统设备腐蚀主要是硫酸露点腐蚀造成，在该系统低温烟气段普遍存在，系统中的蒸馏装置前置空气预热器因为腐蚀容易泄漏，造成热损失。 4.炉壁散热损失超标仍然是一个不可忽视的因素。通过观察炉膛内部发现，部分炉子炉膛衬里脱落严重，炉壁表面温度普遍高于规定的标准温度，造成这种
薛正举 (河北金牛旭阳热电车间) 摘要：锅炉的热效率表明锅炉设备的完善程度和运行管理的水平。通过计算公司1#锅炉“煤改气”后的热效率，来分析了影响其热效率的主要因素，并讨论了提高锅炉热效率的方法。 关键词：燃气锅炉、热效率 锅炉的热效率是指燃料送入的热量中锅炉有效利用的热量所占的百分数。它是锅炉的重要技术经济指标，它表明锅炉设备的完善程度和运行管理的水平。通过计算本公司1#锅炉的热效率，来分析了影响其热效率的主要因素，并讨论了提高锅炉热效率的方法，同时，也简单论述了其他减少热损失的措施。 一、燃气锅炉热效率的计算 在燃气锅炉相对燃煤锅炉，燃料燃烧程度要高很多，热损失相对比较少，燃气锅炉比燃煤锅炉的热效率要高。以下取公司1#燃气锅炉（煤改气锅炉）在2011年9月15日至17日的运行数据。通过正平衡法来计算1#锅炉的热效率。 正平衡法用被锅炉利用的热量与燃料所能放出的全部热量之比来计算热效率的方法叫正平衡法，又叫直接测量法。正平衡热效率的计算公式可用下式表示：热效率 = 锅炉蒸发量X（蒸汽焓-给水焓） 燃料消耗量X燃料低位发热量 吨蒸汽耗气量 33 注明：煤气量是由生产部提供，蒸汽产量是锅炉统计。 煤气热值计算
注明：煤气成分明细是由质管部气象色谱仪分析得出，每天分析6次，取平均值。焦炉煤气热值计算公式如下： Qd(KJ/m3) = (Q 1×A 1 + Q 2 ×A 2 + Q 3 ×A 3 + Q 4 ×A 4 )/100 式中： Q 1、Q 2 、Q 3 、Q 4 ——各可燃成份的发热值，千焦/米3。 即，H 2 = 12797， CH 4 = 36533， CO = 12640， CmHn = 71180 A 1、A 2 、A 3 、A 4 ——各可燃成分在煤气中的百分数。 过热蒸汽热值计算 过热蒸汽热值从熵焓图上查出。 锅炉给水的热值 现在锅炉用除盐水水温平均44℃，是由锅炉自备蒸汽加热除氧。自备蒸汽未统计在锅炉产气量内。 水44℃时的热值是 kJ/kg 锅炉效率 锅炉效率={蒸汽热值（kJ/kg）-给水的热值（kJ/kg）}X1000 煤气热值(kJ/m3)X吨蒸汽耗气量（m3/t）
开关电源和线性电源的优点和缺点对比 开关电源是相对线性电源而言的，线性电源是利用功率半导体器件的线性工作区，通过调节线性阻抗来达到调节输出的目的；而开关电源是利用功率半导体器件的饱和区通过调整他的开通时间或频率来达到调节输出的目的。 其优点是： 1、效率较高，体积小。由于开关电源的电压控制是利用功率半导体器件的饱和区通过调整他的开通时间或频率达到的，所以就不存在铁损和铜损，元器件的损耗可以忽略不计，比较变压器而言效率较高；由于它只有元器件和电路板，因而体积就会很小，重量也较轻。 2、电压输入范围宽。一般可达到160V-270之间。 但它的缺点更是它致命的： 1、开关电源看着小巧，功率和磁心变压器以及控制方式有关，电磁干扰大，纹波系数大。尤其有音频、视频的范畴内，对电磁干扰非常敏感，在音频表现为音色不纯厚，可能会有丝丝声；在视频表现为，图像可能会有细小的纹波，不细腻。 2、设计复杂，维护维修不方便。往往越是复杂的设备出现的问题的可能性就越大，而且开关电源一旦出现问题，一般非专业人士是维修不了的，找别人维修，费用又太高，还不如废弃掉。 3、体积小是开关电源的优点，但设计不好就成为它的缺点了。为了追求更小，一大把元器件挤在一个小壳子里,散热不好,我们以前用的当中也出现过外壳变形的现象。 4、开关电源的元器件在选择上也不是很规范,这是国产开关电源的通病。国家有关质检部门检验市场上的开关电源发现，有过半数的不合格，这其中还包括进口开关电源。
5、最大的一点就是抗雷击能力非常低。在监控系统中，遭遇雷击的可能也非常大，主要表现为从电源串入，直接雷击的可能性非常小。一旦220V的电压突然变高，开关电源在瞬间就被烧毁。前段时间的一个监控系统中，在一个雷过后，监控总闸跳了，再合上闸后，大部分摄像机还正常工作，一部分监视器显示无视频信号。经检查发现，无视频信号的全部都是开关电源（施工时有的地方安装不方便，就用了开关电源），最后又在摄像机杆上安装上了电源箱，换上了变压器电源。 变压器电源（也就是线性电源）也有以下几个优缺点： 其缺点是： 1、效率低。由于变压器是一个“电——磁——电”的转换过程，避免不了存在铁损和铜损，效率低。 2、输入范围窄。一般只有200V—240V之间吧，小于这个范围，输出电压不够，大于这个范围，变压器可能就会烧毁。这个电压范围绝大多数的场合是够用的，不必去过多的考虑。再者变压器体积较开关电源大，笨重。 优点： 1、线性的看着笨重，功率完全取决于变压器和调整管，效率虽低但是不会引入额外的干扰，也就是说电磁干扰小，纹波系数很低，可忽略不计。对于监控来说，没有比这个优点还要好的了，图像质量的好坏与电源的关系非常大。尤其对于小幅值的模拟信号（音频源和视频源等）对电源的要求非常高，所以一些发烧音响中的电源都采用变压器而不用开关电源。 2、稳压率高、设计简单，维修维护非常方便，出现故障，稍懂电子的技术人员就能维修，维修成本比开关电源少得多。
以反激式电源为例, 其工作损耗主要表现为:MOSFET导通损耗(I*I*Rdston*fs),MOSFET寄生电容损耗 (C*V*V*fs/2),开关交叠损耗,PWM控制器及其启动电阻损耗,输出整流管损耗,箝位保护电路损耗,反馈电路损耗等.其中前三个损耗与频率成正比关系. 在待机状态,主电路电流较小,MOSFET导通时间ton很小,电路工作在DCM模式,故相关的导通损耗,次级整流管损耗等较小,此时损耗主要由寄生电容损耗和开关交叠损耗和启动电阻损耗构成. 根据上面分析可知,减小/关断启动电阻,降低开关频率,减小开关次数,都可减小待机损耗,提高待机效率.具体的方法有:降低时钟频率;由高频工作模式切换至低频工作模式,如准谐振模式(Quasi Resonant,QR)切换至脉宽调制(Pulse Width Modulation,PWM), 脉宽调制切换至脉冲频率调制(Pulse Frequency Modulation, PFM);间隙工作模式(Burst Mode). 1)减小、关断启动电阻 对于反激式电源,启动后控制芯片由辅助绕组供电,启动电阻上压降为300V左右.设启动电阻取值为47kΩ,消耗功率将近2W.要改善待机效率,必须在启动后将该电阻通道切断.现在一般的IC内部都有专门的启动电路,在电源启动后,可关闭启动电阻.若控制器没有专门启动电路,也可在启动电阻串接电容,其启动后的损耗可逐渐下降至零.缺点是电源不能自重启,只有断开输入电压,使电容放电后才能再次启动电路.而下图所示的启动电路,则可避免以上问题,而且该电路功耗仅为0.03W.不过电路增加了复杂度和成本. 2)降低开关工作频率 3)切换工作模式 1)QRPWM 对于工作在高频工作模式的开关电源,在待机时切换至低频工作模式可减小待机损耗.例如,
高效率开关电源设计实 例 文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]
高效率开关电源设计实例--10W同步整流B u c k变换器 以下设计实例中，包含了各种技巧来提高开关电源的总体效率。有源钳位和元损吸收电路的设计主要依靠经验来完成的，所以不在这里介绍。 采用新技术时必须小心，因为很多是有专利的，可能需要直接付专利费给专利持有人，或在购买每一片控制IC芯片时，支付附加费用。在将这些电源引入生产前，请注意这个问题。 10W同步整流Buck变换器 应用 此设计实例是PWM设计实例1的再设计，它包括了如何设计同步整流器()。 在设计同步整流开关电源时，必须仔细选择控制IC。为了效率最高和体积最小，一般同步控制器在系统性能上各有千秋，使得控制器只是在供应商提到的应用场合中性能较好。很多运行性能的微妙之处不能确定，除非认真读过数据手册。例如，每当作者试图设计一个同步整流变换器，并试图使用现成买来的IC芯片时，3／4设计会被丢弃。这是因为买来的芯片功能或工作模式往往无法改变。更不用说，当发现现成方案不能满足需求时，是令人沮丧的(见图20的电路图)。 设计指标 输入电压范围： DC+10～+14V 输出电压： DC+ 额定输出电流： 过电流限制： 输出纹波电压： +30mV(峰峰值) 输出调整：±1％ 最大工作温度： +40℃ “黑箱”预估值 输出功率： +*2A=(最大) 输入功率： Pout/估计效率=／= 功率开关损耗* 0．5= 续流二极管损耗：*= 输入平均电流 低输入电压时／10V= 高输入电压时：／14V=0．8A 估计峰值电流： 1．4Iout(rated)=1．4×2．0A=2．8A 设计工作频率为300kHz。
工程热力学思考题答案集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-
第九章气体动力循环 1、从热力学理论看为什么混合加热理想循环的热效率随压缩比ε和定容增压比λ的增大而提高，随定压预胀比ρ的增大而降低？ 答：因为随着压缩比ε和定容增压比λ的增大循环平均吸热温度提高，而循环平均放热温度不变，故混合加热循环的热效率随压缩比ε和定容增压比λ的增大而提高。混合加热循环的热效率随定压预胀比ρ的增大而减低，这时因为定容线比定压线陡，故加大定压加热份额造成循环平均吸热温度增大不如循环平均放热温度增大快，故热效率反而降低。2、从内燃机循环的分析、比较发现各种理想循环在加热前都有绝热压缩过程，这是否是必然的？ 答：不是必然的，例如斯特林循环就没有绝热压缩过程。对于一般的内燃机来说，工质在气缸内压缩，由于内燃机的转速非常高，压缩过程在极短时间内完成，缸内又没有很好的冷却设备，所以一般都认为缸内进行的是绝热压缩。 3、卡诺定理指出两个热源之间工作的热机以卡诺机的热效率最高，为什么斯特林循环的热效率可以和卡诺循环的热效率一样？ 答：卡诺定理的内容是：在相同温度的高温热源和相同温度的低温热源之间工作的一切可逆循环，其热效率都相同，与可逆循环的种类无关， 与采用哪一种工质无关。定理二：在温度同为T 1的热源和同为T 2 的冷源 间工作的一切不可逆循环，其热效率必小于可逆循环。由这两条定理知，在两个恒温热源间，卡诺循环比一切不可逆循环的效率都高，但是
斯特林循环也可以做到可逆循环，因此斯特林循环的热效率可以和卡诺循环一样高。 4、根据卡诺定理和卡诺循环，热源温度越高，循环热效率越大，燃气轮机装置工作为什么要用二次冷却空气与高温燃气混合，使混合气体降低温度，再进入燃气轮机？ 答：这是因为高温燃气的温度过高，燃气轮机的叶片无法承受这么高的温度，所以为了保护燃气轮机要将燃气降低温度后再引入装置工作。同时加入大量二次空气，大大增加了燃气的流量，这可以增加燃气轮机的做功量。 5、卡诺定理指出热源温度越高循环热效率越高。定压加热理想循环的循环增温比τ高，循环的最高温度就越高，但为什么定压加热理想循环的热效率与循环增温比τ无关而取决于增压比π 答：提高循环增温比，可以有效的提高循环的平均吸热温度，但同时也提高了循环的平均放热温度，吸热和放热均为定压过程，这两方面的作用相互抵消，因此热效率与循环增温比无关。但是提高增压比，p 不变， 1 提高，即循环平均吸热温度提高，因此循环的热即平均放热温度不变，p 2 效率提高。 6、以活塞式内燃机和定压加热燃气轮机装置为例，总结分析动力循环的一般方法。 答：分析动力循环的一般方法：首先，应用“空气标准假设”把实际问题抽象概括成内可逆理论循环，分析该理论循环，找出影响循环热效率
提高开关电源效率的电路技术 熊猫电子集团公司岳云 引言 随着半导体技术的不断进步，信号处理和信息处理电路的高密度集成化取得了长足的进步，系统LSI研发和推广活动也开展得如火如荼。与此同时，对为这些系统LSI供电的电源电路本身也提出了高功率密度的要求。目前使用的电源几乎都是开关电源，其小型化的基本方法便是提高开关电源的开关频率。从另一个方面来说，如果电源的功耗增加，则对于电源的小型化是极为不利的。尤其随着近来信息处理设备用量的激增，从节能的角度考虑，人们对于降低功耗（亦即提高电源的效率）给予了很大的关注。 本文将从电路和系统的层面上对开关电源效率指标的改善进行一些粗浅的分析。 提高开关电源效率的常见方法 开关电源的功耗包括由半导体开关、磁性元件和布线等的寄生电阻所产生的固定损耗以及进行开关操作时的开关损耗。对于固定损耗，由于它主要取决于元件自身的特性，因此需要通过元件技术的改进来予以抑制。在磁性元件方面，对于兼顾了集肤效应和邻近导线效应的低损耗绕线方法的研究由来已久。为了降低源自变压器漏感的开关浪涌所引起的开关损耗，人们开发出了具有浪涌能量再生功能的缓冲电路等新型电路技术。以下是提高开关电源效率的电路和系统方法： （1）ZVS（零电压开关）、ZCS（零电流开关）等利用谐振开关来降低开关损耗的方法。 （2）运用以有源箝位电路为代表的边缘谐振（Edge Resonance）来降低开关损耗。 （3）通过延展开关元件的导通时间以抑制峰值电流的方法来减少固定损耗。 （4）在低电压大电流的场合通过改善同步整流电路的方法来减少固定损耗。 （5）利用转换器的并联结构来减少固定损耗。 其中，第一种方法对于降低开关损耗极为有效，但问题是因峰值电流和峰值电压所导致的固定损耗将会增加。第二种方法是为解决该问题而开发的有源缓冲器（Active Snubber），是一种极为实用的ZVS方式；但是，由轻负载条件下的无功电流所引发的效率下降问题却是其一大缺陷。第三种方法中，采用抽头电感器（Tap Inductor）的方式是比较有效的，它能够应付由漏感所引起的浪涌现象。关于第四种方法，两段式结构是实现同步整流电路高效工作的方法之一，它采用接近0.5的固定时间比率（Time Ratio），并由前段的转换器来进行
影响熔铝炉热效率的因素探讨 文/上海埃鲁秘工业炉制造有限公司/刘荣章 能源是制约国民经济发展的命脉，世界各国都在积极制定适合本国国情的能源发展战略。尤其是在目前国际油价持续攀升以及地球气候不断变暖的大背景下，开展“节能减排”工作至关重要。我国政府在“十一五”规划中，明确要求能源发展要“坚持开发节约并重、节约优先”的政策，制定了“十一五”期间每百万元GDP产值的能耗降低20%的战略目标。为此，各行各业都有必要针对本行业的特点大力开展节能降耗的工作。 一、引言 能源是制约国民经济发展的命脉，世界各国都在积极制定适合本国国情的能源发展战略。尤其是在目前国际油价持续攀升以及地球气候不断变暖的大背景下，开展“节能减排”工作至关重要。我国政府在“十一五”规划中，明确要求能源发展要“坚持开发节约并重、节约优先”的政策，制定了“十一五”期间每百万元GDP产值的能耗降低20%的战略目标。为此，各行各业都有必要针对本行业的特点大力开展节能降耗的工作。 近五十年来，铝已成为世界上最为广泛应用的金属之一。在建筑业上，由于铝在空气中的稳定性和阳极处理后的极佳外观而受到广泛应用；在航空及国防军工部门，铝合金材料是许多关键零部件的主要加工原料；汽车、集装箱运输、日常用品、家用电器、机械设备等领域都大量使用铝及铝合金。与之相关的熔铝炉成为上述企业必不可少的加热设备，粗略估计全国各种容量的熔铝炉数量在上万台。尽管铝的熔点温度低（660C），但是铝的熔化潜热和比热容大，熔铝所需的能耗较高。因此，提高熔铝炉热效率，减少能源消耗，降低污染物和温室气体的排放是实现国家能源战略目标的具体举措之一。 熔铝炉主要有反射炉、感应炉、电阻炉等形式。反射炉使用的燃料主要有天然气、煤气、重油等。本文结合生产实际，重点探讨影响燃用天然气的熔铝炉热效率因素，提出熔铝炉优化设计方案和运行策略。其中部分内容对提高感应炉、电阻炉的热效率也是有益的。 二、影响热效率的因素分析 理论上熔化1t铝耗电能320kWh或天然气约32.3Nm3。若将炉体升温、热量泄漏、燃烧不完全等计入，目前实际能耗为理论值的2-3倍，甚至更多。可见，提高熔铝炉热效率的潜力很大。 众所周知，送入炉膛的热量等于送入炉内物料的吸热量以及各种热损失之和。其中，送入炉膛的热量包括燃料的化学热（发热量）和物理热（显热焓）以及空气和物料的物理热（显热焓）；各种热损失主要包括排烟热损失（排烟显热焓）、不完全燃烧损失、炉壁散热损失等；如果是固体燃料则还包括灰渣热损失等。针对燃烧天然气的熔铝炉，提高其热效率主要措施是降低排烟温度、减少炉壁散
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影响锅炉热效率的主要因素包括排烟损失和不完全燃烧损失，因此应从这两方面对锅炉进行调整：（一）减少排烟损失 （1）控制适当的空气过剩系数； （2）强化对流传热。 （二）强化燃烧，以减少不完全燃烧损失 （1）合理设计，改造炉膛形状； （2）组织二次风，加强气流的混合和扰动； （3）要有足够的炉膛容积。 排烟热损失，固体未完全燃烧热损失在锅炉各项热损失中所占比重较大，实际运行中其变化也较大，因此尽力降低这两项损失是提高锅炉热效率的关键。 1.减少排烟热损失 1)阻止受热面结焦和积灰 由于溶渣和灰的传热系数较小，锅炉受热面结焦积灰会增加受热面的热阻，同样大的锅炉受热面积，如果结焦积灰，传给工质的热量将大幅度减小，会提高炉内和各段烟温，从而使排烟温度升高，运行中，合理调整风，粉配合，调整风速风率，避免煤粉刷墙，防止炉膛局部温度过高，均可有效的防止飞灰粘结
到受热面上形成结焦，运行中应定期进行受热面吹灰和及时除渣，可减轻和防止积灰，结焦，保持排烟温度正常。 2)合适当运行煤粉燃烧器 大容量锅炉的燃烧器一次风喷口沿炉膛高度布置有数层，当锅炉减负荷或变工况运行时，合理的投停不同层次的燃烧器，会对排烟温度有所影响，在锅炉各运行参数正常的情况下，一般应投用下层燃烧器，以降低炉膛出口温度和排烟温度。 3)注意给水温度的影响 锅炉给水温度降低会使省煤器传热温差增大，省煤器吸热量将增加，在燃料量不变时排烟温度会降低，但在保持锅炉蒸发量不变时，蒸发受热面所需热量增大，就需增加燃料量，使锅炉各部烟温回升，这样排烟温度受给水温度下降和燃料量增加两方面影响，一般情况下保持锅炉负荷不变，排烟温度会降低但利用降低给水温度来降低排烟温度不可取，会因汽机抽汽量减小使电厂热经济性降低。 4)防止进入锅炉风量过大 锅炉生成烟气量的大小，主要取决于炉内过量空气系数及锅炉的漏风量，锅炉安装和检修质量高，可以减少漏风量，但是送入炉膛有组织的总风量却和锅炉燃料燃烧有直接关系，在满足燃烧正常的条件下，应尽量减少送入锅炉的过剩空气量，过大的过量空气系数，既不利于锅炉燃烧，也会增加排烟量使锅炉效率降低，正确监视分析锅炉氧量表和风压表，是合理配风的基础。 2.减少固体未完全燃烧热损失 1)合理调整煤粉细度
影响锅炉效率的因素及处理 一、锅炉热效率(%) 1、可能存在问题的原因 1.1排烟温度高。1.2吹灰器投入率低。1.3灰渣可燃物大。1.4锅炉氧量过大或过小。1.5散热损失大。1.6空气预热器漏风率大。1.7煤粉粗。1.8汽水品质差。1.9设备存在缺陷，被迫降参数运行。…… 2、解决问题的措施 2.1降低排烟温度。2.2及时消除吹灰器缺陷，提高吹灰器投入率。2.3降低飞灰可燃物、炉渣可燃物。2.4控制锅炉氧量。2.5降低散热损失。2.6降低空气预热器漏风率。2.7控制煤粉细度合格。2.8提高汽水品质。2.9根据情况，调整锅炉受热面的布置。2.10必要时改造燃烧器，使之适合燃烧煤种。…… 二、锅炉排烟温度(℃) 1、可能存在问题的原因 1.1炉膛火焰中心位置上移，排烟温度升高 1.1.1投入上层燃烧器多，层间配风不合理。 1.1.2上层给煤机给煤量过大。 1.1.3燃烧器摆角位置发生偏移，造成火焰中心位置上移。 1.1.4燃烧器辅助风门开度与指令有偏差，氧气不足，煤粉燃烧推迟。 1.1.5一次风机出口风压高，风速过大，进入炉膛的煤粉燃烧位置上移。 1.1.6锅炉本体漏风，炉膛出口过剩空气系数大。 1.1.7煤粉过粗，着火及燃烧反应速度慢。 1.1.8煤质挥发分低、灰分高、水分高，着火困难，燃
烧推迟。 1.1.9磨煤机出口温度低，使进入炉膛的风粉混合物温度降低，燃烧延迟。 1.2因锅炉“四管泄漏”进行堵管，造成过热器、再热器或省煤器传热面积减少。 1.3送风温度高。1.4烟气露点温度高。1.5吹灰设备投入不正常。1.6受热面结焦、积灰。1.7空气预热器堵灰，换热效率下降。1.8水质控制不严，受热面内部结垢。1.9给水温度低。…… 2、解决问题的措施 2.1运行措施 2.1.1机组负荷变化，及时调整风量和制粉系统运行方式，保持最合适的炉内过剩空气系数。 2.1.2及时调整炉底水封槽进水阀，保证水封槽合适的水位。 2.1.3煤质发生变化，及时调整燃烧，保证燃烧完全和炉膛火焰中心适当。 2.1.4定期进行受热面吹灰和除渣，保持受热面清洁。 2.1.5保持合适的烟气流速，减少尾部受热面积灰。 2.1.6每班检查燃烧器辅助风门开度情况，保证燃烧有足够氧气。 2.1.7提高给水温度。 2.2日常维护及试验 2.2.1进行燃烧优化调整试验，确定不同煤质下经济煤粉细度。 2.2.2定期测试煤粉细度，发现异常及时调整处理。 2.2.3定期进行空气预热器漏风试验，及时消除空气预热器漏风。 2.2.4经常检查炉膛看火孔、炉墙、炉底水封，发现问题及时封堵，减少锅炉本体漏风。 2.2.5加强吹灰器的日常维护，严密监视吹灰器电动机电流，对吹灰器枪管弯曲及经常卡在炉内等缺陷及时进行处理，保证吹灰器投入率在95%以上。
试说明线性电源试说明线性电源、、相控电源相控电源、、开关电源有什么不同有什么不同？？开关电源有何优点开关电源有何优点？？ 答复： 都是直流电 按要求不同使用不同 ,线性电源最好 他输出的是线性直流电,可以用在要求高的场合,开关电源次之,他是由很高的开关速度的变压器和开关管,特点是重量小,容量大,输出质量高,相控电原用在要求不高,电流特大的场合 线性电源，开关电源区别 线性电源的调整管工作在放大状态，因而发热量大，效率低（35%左右），需要加体积庞大的散热片，而且还需要同样也是大体积的工频变压器，当要制作多组电压输出时变压器会更庞大。 开关电源的调整管工作在饱和和截至状态，因而发热量小，效率高（75％以上）而且省掉了大体积的变压器。但开关电源输出的直流上面会叠加较大的纹波（50mV at 5V output typical），在输出端并接稳压二极管可以改善，另外由于开关管工作是会产生很大的尖峰脉冲干扰，也需要在电路中串连磁珠加以改善。相对而言线性电源就没有以上缺陷，它的纹波可以做的很小（5mV 以下）。 对于电源效率和安装体积有要求的地方用开关电源为佳，对于电磁干扰和电源纯净性有要求的地方（例如电容漏电检测）多选用线性电源。另外当电路中需要作隔离的时候现在多数用DC－DC 来做对隔离部分供电（DC-DC 从其工作原理上来说就是开关电源）。还有，开关电源中用到的高频变压器可能绕制起来比较麻烦 开关电源和线性电源在内部结构上是完全不一样的，开关电源顾名思义有开关动作，它利用变占空比或变频的方法实现不同的电压，实现较为复杂，最大的优点是高效率，一般在90％以上，缺点是文波和开关噪声较大，适用于对文波和噪声要求不高的场合；而线性电源没有开关动作，属于连续模拟控制，内部结构相
开关电源频率提升的极限 1、器件的限制 对于一个开关管来说，在实际应用中，不是给个驱动就开，驱动撤掉就关了。它有开通延迟时间 ，对应的波形如下： （tdon），上升时间（tr），关断延迟时间（tdoff），下降时间tf 通俗的讲，开关管开通关断不是瞬间完成的，需要一定的时间，开关管本身的开关时间就限制了开关频率的提升。 以答主以前在台达实习，台达用在3kW的逆变器上的一款英飞凌600V的coolmos为例。看看这些具 体的开关时间是多少 那么对于这个mos管来说，它的极限开关频率(在这种极限情况下，mos管刚开通就关断) fs=1/(16+12+83+5)ns=8.6MHz，当然，在实际应用中，由于要调节占空比，不可能让开关管一开通就 关断，所以实际的极限频率是远低于8.6MHz的，所以器件本身的开关速度是限制开关频率的一个因素。 2、开关损耗 当然，随着器件的进步，开关管开关的速度越来越快，尤其是在低压小功率场合，如果仅考虑器件本身的开关速度，开关频率可以run得非常高，但实际并没有，限制就在开关损耗上面。 下面给出开关管实际开通的时候对应的波形图
可以看到，开关管每开通一次，开关管DS的电压（Vds）和流过开关管的电流（Id）会存在交叠时间，从而造成开通损耗，关断亦然。假设每次开关管每开关一次产生的能量损耗是一定的，记为Esw，那么开关管的开关损耗功率就为Psw=Esw*fs，显然，开关频率越高，开关损耗越大。5M开关频率下开关损
耗比500K要大10倍，这对于重视效率的开关电源来说，显然是不可接受的。所以，开关损耗是限制开关频率的第二因素。 3、软开关的困难 题主提到了软开关，没错，软开关确实是解决开关损耗的有力手段。而在各种研究软开关的paper上， 提出了无数种让人眼花缭乱的软开关方案，似乎软开关能解决一切问题。但是实际工程应用和理论分析 不同，实际工程追求的是低成本，高效率，高可靠性，那些需要添加一堆辅助电路，或者要非常精确控 制的软开关方案在实际工程中其实都是不太被看好的，所以即使到现在，在工业界最常应用软开关的拓 扑也只要移相全桥和一些谐振的拓扑（比如LLC），至于题主提到的flyback,没错，我也听说过有准谐 振的flyback（但没研究过），但即使有类似的方案，对于能不能真正工程应用，题主也需要从我上面提到的几个问题去考量一下。 ps2 对于小功率高频电源，现在class E非常火，我觉得它火的原因就是电路简单，所以才能被工业界 接受，题主有兴趣可以去研究下。 4、高频化带来的一系列问题 假设上面的一系列问题都解决了，真正做到高频化还需要解决一系列工程上的问题，比如在高频下，电 路的寄生参数往往会严重影响电源的性能（如变压器原副边的寄生电容，变压器的漏感，PCB布线之间的寄生电感和寄生电容等等），造成一系列电压电流波形震荡和EMI的问题，如何消除寄生参数的影响，甚至进一步地，如何利用寄生参数为电路服务，都是有待研究的问题。 ps，对于高频化应用的实际工程应用的问题，还有很重要的一块是高频驱动电路的设计，@桂涵东实验室这块做得比较好，可以邀请他来回答下。 当然，随着新器件（SiC, GaN）的兴起，开关电源高频化的研究方兴未艾，开关电源的高频化一定是趋势，而且有望给电力电子带来又一次革命。让我们拭目以待。 类似于在微电子产业中著名的摩尔定律，从1970年开始，电力电子变换器的功率密度大约每十年增加 一倍。这和功率半导体发展的轨迹密切相关，受益于硅器件封装和沟道结构不断的发展，开关频率已经 推到了兆赫兹级别，被动元件的体积不断减小，变换器提高了功率密度，但是高开关频率带来的高开关 损耗、高磁芯损耗使得整个系统损耗大幅增加，散热系统也随之增加，所以现在阻碍电力电子变换器功 率密度进一步提高的技术屏障在散热系统和高频电磁设计，以及先进的功率集成和封装技术。为了维持 这个功率密度的发展速度，很多电力电子前沿研究已经转移到散热基板研究，被动元件集成等方面的研究，所以题主你明白我的意思了吗？就算你现在把开关频率提到很高，功率密度也是被这些因素制约的。下面我稍微展开来说下： 1.开关损耗 开关损耗确实是限制因素之一，但是氮化镓器件的推出已经让开关损耗在1-3Mhz这个范围内变得可以 接受，我下面附一张图片，这是三家公司推出的650V的GaN device，可以看出最好的管子开通损耗已经4uJ，关断损耗在8uJ(测试条件在400V, 12A)，还有一家叫RFMD的公司，其650V的管子基本可 以和Transphorm平齐。而同电压电流等级的硅器件很多管子都还在以mJ为单位。
影响锅炉热效率的主要因素 一、排烟热损失 排烟热损失指烟气离开锅炉末级受热面时带走的部分热量，是锅炉最主要的热损失。排烟热损失主要取决于排烟温度和过量空气系数的大小。 1、排烟温度 锅炉排烟温度越高,热损失越大。造成排烟温度高的主要原因有:受热面积灰或结垢，影响传热效果;炉膛或烟道漏风严重，增加烟气带走的热量。 （1）传热损失:当受热面积灰、结渣和结垢时，会使传热减弱，辐射吸热量减少，排烟温度升高，造成排烟热损失增大。 （2）漏风损失:锅炉运行中炉膛和烟风道处于微负压状态，因此在炉门、看火门、炉墙或烟道等不严密部位就会有空气漏入炉膛和烟道中，增加烟气带走的热损失。同时，锅炉漏风造成炉膛温度降低、排烟热损失增加、锅炉热效率降低。 2、过量空气系数 锅炉漏风、送引风、配风不合理等都会造成过量空气系数偏大。这不仅增大了排烟热损失，造成炉膛温度降低，也增大了其他热损失。 二、化学不完全燃烧热损失 化学不完全燃烧热损失指燃烧过程中产生的可燃气体未完全燃烧而随烟气排走所造成的热损失。主要受空气过剩系数的影响，空气过剩系数过小，燃烧由于氧气量不足导致化学不完全燃烧热损失增大;空气过剩系数过大，燃烧则由于炉膛温度降低，同样导致化学不完全燃烧热损失增大。 三、机械不完全燃烧热损失 机械不完全燃烧热损失指固体炭颗粒在炉内未完全燃烧即随飞灰和炉渣一同排出炉外而造成的热损失，由飞灰不完全燃烧热损失和炉渣不完全燃烧热损失两部分组成。机械不完全燃烧热损失反映了煤炭燃烧的完全程度，是判断锅炉热效率的重要指标。造成机械不完全燃烧热损失的原因很多，主要有以下几点。 1、燃料中因水分过大或挥发分过低均会延缓着火，以至于燃烧结束时煤炭颗粒还未完全燃烬;煤炭颗粒过大也会导致固体炭不完全燃烧。 2、煤层过厚或者进煤速度过快，煤炭在炉膛内来不及完全燃烧；风煤配比不合适，不能提供适合煤炭充分燃烧的空气量。 3、炉膛温度偏低，不能维持良好的燃烧。 四、表面散热损失 锅炉运行中，由于保温材料并非完全绝热，锅炉的介质和工质的热量通过炉墙、烟风道、架构、汽水管道的外表面散发出来，这部分散失的热量即表面散热损失。表面散热大小主要是由锅炉外壁相对面积及外壁温度所决定的。 五、灰渣物理热损失 灰渣物理热损失指炉渣排出炉外带走的热量损失。燃料中灰分过大以及固体碳未完全燃烧都会增加灰渣物理热损失。
开关电源如何提高效率 1.增大高压电容容量. 2.加强变压器制作工艺,减小漏感. 3.增大分压取样电阻阻值, 4.增大LED供电电阻值, 5.减少输入热敏电阻阻值. 以上是在实际中得到的经验,希望对你有所帮助. 谢谢,1.增加高压电容能提高整机的电压调节率,对率效没有改善.2.3.4.5对待机功耗有提高.我以前做过试验. 初级绕组的吸收电路由RCD改成TVS+DIODE方式应该有一点作用 为什么在做电源的时候应用反激电路比正激电路多呢？ 这该问题要从它的电路特点来比较：反激式：适用于200W以下的小功率供电，而小功率电子产品，在日常应用较为普及。开关管截止时，向次级输送能量，电路简单、元件数量较少、成本相对较低、输出电路中虽然用到滤波电感，但要求却不高（一般采用定值取值，而不必进行计算）。正激式：开关管导通时传输能量，适合于200W以上的供电电路。它的高频变压器传输效率高于反激式，可使变压器体积更小、输出纹波较反激式小，但要计算滤波电感的参数，正激式的缺点：开关损耗大于反激式、噪声大于反激式、元件数目比反激式多。200W以上的电子产品在日常使用较少，反激式适用于200W以下的小功率供电，而小功率电子产品，在日常应用较为普及，这也就是反激式用量多余正激式的原因。 关于反激式开关电源效率的问题 我要做一个12V输入，3.3V/800mA,5V/600mA,8V/800mA三路输出的电源，以前选的是LM2588，做的电源效率大概有75％左右。现在想提高到80％以上。 大家知道有没有和2588功能相近，效率更高的芯片，2588给的典型值是80％左右。 如果想提高效率，还有什么好办法没？ 50W,10A电流也不是很大,首选反激.简单,5V 85%的效率肯定得用同步整流了.TEA1532+TEA1761就可以了. 随便一个200V管子做反激，如便宜的不能再便宜的IRF630 640 加同步整流，做到90%没问题. 主要是尽量把漏感压下去，漏感是硬开关反激的第一祸水。 接此方案作5V输出是可到90% 5V/10A反击用40A SBD效率作到85几乎不可能, 就是次级用同步整流也很难! 我觉得yuyan讲的是经验之谈,输出电压不高的大电流反激的变压器较难设计得很好.
36 加热炉转化效率的高低直接决定着设备所提供的热有效率，而且在一定程度上还能为企业节省一定的开支。在实际运行中，由于设备排烟热的损失、加热炉内部的损耗使得加热炉的转化效率受到了不同程度的影响。本文通过对影响加热炉热效率的几种因素的分析，提出有效的节能减排方案，为安全生产提供一定的借鉴。 1 轻烃预分馏装置原理及运行中存在的问题 轻烃预分馏装置主是通过混合物中气相及液相的回流，让液、气两相能够形成逆向，并完成多级接触，在相平衡关系及热能驱动的约束下，能使得易挥发组分（轻组分）不断从液相往气相中转移，而难挥发组分却由气相向液相中迁移，这样也能让混合物能够不断的进行分离，这也是轻烃预分馏装置的精馏原理。 轻烃预分馏装置在实际运行中所存在的问题有几点，首先，在轻烃预分馏的过程中有许多的干扰因素存在，尤其是能量和物物料等不同方面对其的干扰尤为频繁和明显。特别是在精馏过程中，分馏装置所塔顶和塔底温度的变化、物料组成的改变等都会让其平稳性受到直接的影响。其次，由于轻烃预分馏装置是由多精馏塔进行串联后运行的一种工艺过程，精馏塔之间很自然的就形成一种上下游的工艺关系，其下游的精馏工艺会直接受到上游工艺的影响，让其精馏效率难以提高。因此需对工业加热炉设备进行改进，以在降低能耗的基础上提高效率。 2 影响加热炉效率因素分析2.1 排烟温度 排烟温度是影响加热炉效率的一大因素，排烟热损失主要表现在两方面：一是排烟温度不能得到有效控制所致，若排烟温度过高，则加热炉所产生的热量被烟气带走的就较多，进而使热效率偏低，严重的话会造成炉管炸裂，烟道被损坏等不良现象，给正常的生产带来一定的影响，而排烟温度过低的话从经济层面来考虑也是不科学的；二是排烟容积超过许可范围。 2.2 炉膛温度 炉膛温度主要指的是烟气离开辐射室的温度，也就是 炉膛内的烟气温度，它是确保加热炉得以安全运行的重要指标。为了能准确测出炉膛内的实际温度，通常在加热炉炉膛部位安装有多个热电偶，已实现对炉膛温度的实时测量。在工作中可通过改变燃料在炉膛内的燃烧状况等方式，来使炉膛温度处于可控范围内。 2.3 炉出口温度 由于一段炉所采取的是二段转化工艺，使得其出口温度为687.5℃，低于正常水平，因此转化反应主要集中在二段炉内，在一段炉内只进行催化转化即可。通过相关数据显示，主装置运行负荷在90%以下时，如果将一段炉的出口温度设置在680℃，二段炉出口温度设置在958℃，则会造成天然气的消耗量增大，不仅会造成资源的浪费，而且也会对环境造成一定的影响。所以，主装置在此负荷状态运行时操作人员应对一段炉的出口温度进行必要的调整，以增加氧气的加入量。 2.4 炉膛负压 操作人员通过对炉膛负压实行监管与控制可确保炉内燃料的充分燃烧，提高运行效率，减低不安全隐患的发生。如若炉膛内负压超过正常范围时，则不仅会使燃料不能彻底燃烧，进而造成加热炉熄火等不良现象，而且也会造成排烟热损失加剧现象的发生，而炉膛负压过低的haunted，又会发生回火现象，给工作人员的生命安全造成严重的威胁。因此在实际工作中应按照加热炉的特征，并结合排烟温度等要素，合理调节烟道挡板开度，将炉膛负压控制在合适范围内，确保设备的安全运行。 2.5 烟气氧含量 烟气氧含量的高低与加热炉的热效率有着密不可分的联系。烟气氧含量低，则燃料不能得以全部燃烧，造成资源的浪费加剧，而烟气氧含量高，则热转化效率低。过剩空气系数大则入炉的空气量会急剧增加，造成炉膛温度不能满足实际所需，再加之炉膛温度的传热效能受阻，烟道部位会带走大量的热量。此外，加热炉的进料速度以及炉体密实性等因素也会对加热炉的转化效率造成应的影响。 影响加热炉热效率的因素分析及优化措施 牟崴 新疆华澳能源化工股份有限公司 新疆 克拉玛依 834000 摘要：加热炉是轻烃预分馏装置使用过程中非常重要的设备之一，加热炉转化效率的高低直接关系着设备的热有效率。影响加热炉转化效率的因素是多方面的，其中设备排烟热的损失、加热炉本身热量的损耗等都会对其造成不同程度的影响。通过对加热炉进行优化设计，可以提高加热炉的转化率，为节能生产提供可靠的保障。 关键词：加热炉 热效应 影响因素 优化 Influential factors and optimization of heating efficiency of furnace Mou Wei Xinjiang Cathay Energy Chemical Co.， Ltd.，Karamay 834000，China Abstract：Heating furnace is the key equipment of the hydrocarbon pre-fractionation unit，whose conversion efficiency affects the heat efficiency of the equipment.Many factors contribute to the conversion of the furnace，which involve heat loss of smoke and heat furnace itself.The optimization of the furnace can improve the conversion of furnace and provide guarantee for energy-saving production. Key words：furnace；thermal effect；influential factor；optimization （下转第57页）