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1.概述
完成不同端口的测试，且具备回馈能力，使测试更加便捷环保
双向电源：即可作为电源输出额定电压电流功率亦可作为负载吸收电能
回馈式负载：将吸收的电能逆变转化为AC交流电给其他耗电设备供电使用
源载系统：能实现电源负载功能一键切换的一体机。
2.大功率开关电源测试需求
交流电通过整流滤波后，变成含有一定脉动成份的直流电压，该电压进人高频变换器被转换成所需电压值的方波，最后再将这个方波电压整流滤波变为
3.测试方法
常规测试方法：电源+负载设备体积大，测试环境要求高，操作难度大，测试成本高。
4.新型测试方法：
IT6000B回馈式源载系统，采用高功率密度设计（单个模块18kw@3U），集合双向设计，回馈式负载于一体，高达95%的回馈效率。
一键切换双向电源及回馈负载，在试验室中，一台设备能完成完整的回馈式双向电源功能，也能实现完整的回馈式负载功能，操作更加灵活便捷也减少了测试设备占地。
在当负载使用时回馈效率近95%，显著节约测试耗电。
IT6000C双向可编程直流电源，可以发出功率也能吸收功率，实现双象限无缝切换，可有效吸收反向电动势，超高的效率大大降低实验室环境温度，有效降低散热风扇带来的风噪。
艾德克斯全新的IT6000系列电源具有IT6000B回馈式源载系统、IT6000C 双向可编程直流电源、IT6000D大功率可编程直流电源等3个系列，电压高达2250V，功率最大可扩展到1152kW，采用全新的数字量并机，光纤通讯设计，可实现并机自校准，高速数据传输等功能，可广泛应用于新能源、大功率充电桩模块，充电机，动力电池，BMS测试的开发和运用等多个领域。
5.结尾
希望本篇文章对大家能够有一定的帮助。
高压大功率开关电源的研制发布时间：2021-05-17T11:12:41.000Z 来源：《科学与技术》2021年4期作者：邢变丽[导读] 文中针对一种厚膜混合集成高压大功率开关电源电路进行了电路原理邢变丽陕西华经微电子股份有限公司，西安 710065）摘要：文中针对一种厚膜混合集成高压大功率开关电源电路进行了电路原理、产品特点理论分析，并进一步论证高压开关电源在调试过程中出现的问题及解决方案，同时也对行业特点及其发展方向进行了相关探讨。
关键词：高压大功率开关电源；厚膜混合集成电路；1 概述随着军事斗争的复杂化，军用电子工业核心关键元器件供给形式日益严重。
尤其是军工领域实现关键元器件 “自主可控，国产替代”，已经上升到国家战略层面。
在国产化替代的大背景下，厚膜混合集成电路DC/DC变换器，是我公司研制的国产化设计的电源新品，该电源的主要功能是将输入电压16～40V转化成稳定输出电压28V，输出电流4.5A的电源，同时具有欠压、过压、过流、短路等功能，为整机系统提供稳定的电源。
2设计原理该产品采用有源钳位正激式DC/DC的拓扑结构，由输入滤波电路、功率变换电路、整流滤波电路、PWM控制电路、取样和反馈稳压电路、辅助电源供电电路和保护电路。
其电路原理图如图1所示：图1 电路原理图该产品由有源钳位控制芯片U1产生PWM脉冲波形，初级开关管、钳位管实现零电压开通与关断（ZVS）降低开关损耗；次级采用肖特基二极管整流技术；选择综合考虑开关损耗和导通损耗兼顾开关管和整流管。
通过合理布局减少开关管和整流管开关损耗。
对主电路采取变压器或输出电感反馈供电的方式减少电路自身损耗，提高电源模块整体工作可靠性。
通过变压器输出电感参数设计和电路参数精确设计更好的实现MOSFET的ZVS开关。
过程经过以上几项措施将变换器效率提升到88%左右，以满足效率技术指标。
3热设计和工艺设计该产品的输出功率高达125W，为了使产品的热量及时散发出去和防止产品的在做随机振动的试验过程中，基片出现裂缝等问题，将该产品的基板分为三部分，输入回路，控制电路和输出回路；输入和输出回路采用导热性更好的氧化铍作为基板，开关管、整流管、续流管再流焊在上面，再将基板再流焊到外壳底座上，产品热传导途径为：芯片到基板，基板自身、基板到底座、底座自身，达到快速散热的目的。
文献综述电气工程及其自动化大功率开关电源的设计开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源。
开关电源已经应用于各种电子设备中，正是开关电源广阔的应用前景，为开关电源技术发展提供了强大的动力。
本文是对所搜集资料的梳理，以期对开关电源有一个全面的了解。
一、开关电源的分类开关电源种类繁多，按工作性质分，可分为“硬开关”和“软开关”两种。
所谓硬开关，是指电子脉冲、外加控制信号强行对电子开关进行“通”和“断”，而与电子开关自身流过的电流以及两端施加的电压无关。
显然，开关在接通和关断期间是有电流、电压存在的，因此这种工作方式是有损耗的。
但是它比其它变换电源的控制形式简单得多，成本也低，所以硬开关在很多地方仍然在应用，如脉宽调制(Pulse Width Modulation，PWM)器就属于硬开关。
目前，很多开关电源都用PWM来控制。
另一类叫做软开关，电子开关在零电压下导通，在零电流下关断。
可见，电子开关是在“零状态”下工作的，所以理论上它的损耗为零，软开关对浪涌电压、脉冲尖峰电压的抑制能力很强，其工作频率可以提高到5MHz以上，开关电源的重量和体积则可以进行更大的改变。
为了实现零电压“通”和零电流“断”，我们常采用谐振的方法。
利用谐振电路可实现正弦波振荡，当振荡到零时，电子开关导通，称之为零电压导通(Zero Voltage Switching，ZVS)。
同样，流过电子开关的电流振荡到零时，电子开关关断，称之为零电流关断(Zero Current Switching，ZCS)。
总之，电子开关具有零电压导通、零电流关断的外部条件，这种变换器称为准谐振变换器。
它是在脉宽调制器上附加谐振网络而形成的，固定电子开关导通时间，通过调整振荡频率，最终使电路产生谐振，从而获得准谐振变换器的模式。
准谐振变换器开关电源的输出电压不随输入电压的变化而变化，它的输出电流也不随用电负载的变化而变化，这种开关电源的主变换器依靠开关频率来稳定输出参数，称之为调频开关电源。
大功率开关电源设计1. 引言大功率开关电源是一种能够稳定输出高功率电能的电源系统。
它在工业、通信、医疗等领域得到广泛应用。
本文将介绍大功率开关电源的设计原理、关键性能指标和具体设计步骤。
2. 设计原理大功率开关电源的设计原理基于切换电路的工作方式。
开关电源通过快速开关电路的状态，控制输入电压在输出端之间的传递。
这种工作方式能够实现高效能的电能转换和稳定的输出。
3. 关键性能指标大功率开关电源的性能主要体现在以下几个关键指标上：3.1 输出功率输出功率指的是开关电源可以稳定输出的最大功率。
设计大功率开关电源时，需要根据具体应用需求确定所需的输出功率。
3.2 效率效率是指输入功率与输出功率之间的比值。
大功率开关电源的设计需考虑如何提高电能的转化效率，以达到节能的目的。
3.3 稳定性稳定性是指开关电源在不同输入电压、负载变化等工况下输出电压的波动程度。
大功率开关电源应具备良好的稳定性，以确保输出电压的可靠性和稳定性。
3.4 输出电压纹波输出电压纹波是指输出电压在工作周期内的变化量。
较小的输出电压纹波意味着电源输出更加稳定，能够满足特定应用的要求。
3.5 开关频率开关频率是指开关电源进行切换的速率。
高频开关电源具有更高的效率和较小的元件体积，但也带来了更大的电磁干扰和更高的开关成本。
4. 设计步骤设计大功率开关电源的步骤如下：4.1 确定输出功率和电压根据实际应用需求，确定所需的输出功率和电压。
4.2 选择变换器拓扑结构根据设计要求和特定应用，选择合适的变换器拓扑结构，如Boost、Buck、Buck-Boost等。
4.3 计算元件参数根据选定的拓扑结构和设计要求，计算出所需的元件参数，包括电感、电容、开关管等。
4.4 电路仿真与验证使用相关电路仿真软件对设计的电路进行验证和优化，确保其满足设计要求和性能指标。
4.5 PCB布局和布线将设计好的电路布局在PCB上，并进行合理的布线，避免信号干扰和功率损耗。
电源与节能技术大功率高频开关电源节能技术的运用与研究常宝平（兖州煤业榆林能化有限公司，陕西榆林电源是设备运行的重要动力来源，随着人们对电力资源需求的提升，电源优化逐渐向节能环保的方向发展。
大功率高频开关电源作为稳压电源中的典型，如何通过技术实现节能目的是技术人员需要关注的重点。
基于此情况，重点围绕大功率高频开关电源节能技术的运用开展研究，并结合现阶段行业现状，提出运用绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT）逆变整流方式与数字化管控技术强化电源节能效益的理念，有效处理传统可控硅电源运用过程中的低效问题。
目前，此类电源已经被广泛运用在电子铜箔等生产工作中，成为电子信息可减少资源消耗，帮助企业提高经济效益，大功率高频开关电源；节能技术；电源优化Application and Research of Energy-Saving Technology of High-Power and High-Frequency Switching Power SupplyCHANG Baoping(Yanzhou Coal Industry Yulin Chemical Co., Ltd., Yulin左右，而输。
此外，传统可控硅整～0.85，会带来资源浪费，加大设备运行成本。
尤其是在负载电压较小的环境下，功率会进一步降低。
通过大功率高频开关电源的使用，可有效解决以上问题。
目前，此类电源生产和相关技术研究已经成为开关电源发展交流输电电压通过整流电路后会进一步提升， kHz 的能量通过滤波器完成滤波操作，最终得到可以达到标准的输出电压。
该过程中，将信局部维修更换的目的，减少对周围零件的影响。
在此基础上，技术人员可以直接通过使用自动均流管控技术强化开关电源的运行效果。
与传统的技术相比，自动均流控制技术的应用，这也是我国现阶段大功率高频开关电源使用均流控制技术的主要原因为有效解决单元并联过程中的均流问题，还能使用可变电源虚拟的形式进行电压反馈，高效完成输出管控工作，有效提升设备的多场景适应能力。
摘要开关电源具有效率高、体积小、重量轻等显著特点。
目前世界各国都有广泛的应用，特别是对大容量高频开关电源的研究和开发已成为当今电力电子学的主要研究领域，并派生了很多新的研究方向。
本文的主要内容就是研制一种高性能、大功率直流开关电源。
本文详细分析了高性能、大功率直流开关电源的工作原理，并提出了主电路和控制电路的详细设计方案。
在此基础上，完成了整个系统的硬件电路设计和软件程序的编制，并对电源装置的硬件和软件进行了调试和修改。
在分析原理的基础上，本文从三相桥式不控整流、全桥变换器、高频变压器、滤波电路等环节对该系统的主电路进行了阐述，同时探讨了该电源系统实现大功率的解决方案，即采用多个电源模块并联运行。
本文还探讨了多个电源模块并联运行时的自动均流技术，并详细介绍了基于平均值的自动均流电路。
在电压调节环节上，详细分析了基于UC3825控制芯片的PWM控制电路。
本文研制的直流开关电源具有输出电压可调、输出电流大、纹波小等特点，而且还具有换档、远程控制等功能。
实验结果表明它基本达到设计要求，从而验证了理论分析的正确性，具有广阔的应用前景。
关键词:DC-DC变换器，开关电源，均流，高频变压器，PWM控制目录摘要 .............................................. 错误!未定义书签。
ABSTRACT ........................................... 错误!未定义书签。
第1章绪论 ........................................ 错误!未定义书签。
开关电源的发展及国外现状........................ 错误!未定义书签。
国内开关电源的发展及现状........................ 错误!未定义书签。
第2章系统的整体分析和选择 ........................ 错误!未定义书签。
工程师技术：基于SG3525的大功率开关电源的研制
引言
随着电子技术的高速发展，电子设备的种类与日俱增。
任何电子设备都离不开可靠的供电电源，对电源供电质量的要求也越来越高，而开关电源在效率、重量、体积等方面相对于传统的晶体管线性电源具有显着优势。
正是由于开关电源的这些特点，它在新兴的电子设备中得到广泛应用，已逐渐取代了连续控制式的线性电源。
功率主电路
图1 功率主电路原理图
本电源模块采用半桥式功率逆变电路。
如图1所示，三相交流电经EMI滤波器滤波，大大减少了交流电源输入的电磁干扰，同时防止开关电源产生的谐波串扰到输入电源端。
再经过桥式整流电路、滤波电路变成直流电压加在P、N两点间。
P、N之间接入一个小容量、高耐压的无感电容，起到高频滤波的作用。
半桥式功率变换电路与全桥式功率变换电路类似，只是其中两个功率开关器件改由两个容量相等的电容C1和C2代替。
在实际应用中为了提高电容的容量以及耐压程度，C1和C2往往采用由多个等值电容并联组成的电容组。
C1、C2的容量选值应尽可能大，以减小输出电压的纹波系数和低频振荡。
由于对体积和重量的限制，C1和C2的值不可能无限大，为使输出电压的纹波达到规定的要求，该电容值有一个计算公式,即：
式中，IL为输出负载电流，VL为输出负载电压，VM为输入交流电压幅。
1 《电源技术》课程设计 题目:大功率开关电源的研究 2 摘要：本论文结合开关电源发展的现状，分析和研究了开关电源在高频和大
功率情况下的实现方案，并对高频大功率开关电源的主电路和控制电路进行了理论设计和参数估算。 关键词：开关电源 移相全桥 零电压开关-脉宽调制 电磁兼容
目 录 第一章 开关电源发展状况............................................. 3 1.1 新型高频功率半导体器件 ...................................... 3 1.2 软开关技术 .................................................. 3 1.3 控制技术 .................................................... 4 1.4 有源功率因数校正技术 ........................................ 4 1.5 分布电源技术、并联均流技术 .................................. 4 1.6 电源智能化技术和系统的集成化技术 ............................ 5 第二章 开关电源方案基本工作原理.................................... 6 第三章 全桥变换器的工作原理........................................ 7 第四章 开关电源主电路的设计........................................ 8 4.1高频变压器的设计............................................. 8 4.2输入整流滤波电路设计......................................... 8 4.3输出整流滤波电路设计......................................... 9 第五章 开关电源控制电路的设计..................................... 10 5.1移相PWM控制芯片UC3879的特性............................... 10 5.2驱动电路设计................................................ 10 5.3反馈电路设计................................................ 11 5.4保护电路的设计.............................................. 12 参考文献........................................................... 13 3
第一章 开关电源发展状况 开关电源的前身是线性稳压电源。各种电子装置、许多电气控制设备的工作电源都是直流电源。在开关电源出现之前，这些装置的工作电源都采用线性稳压电源。由于计算机等电子装置的集成度不断增加，功能越来越强，它们的体积却越来越小。因此，迫切需要体积小、重量轻、效率高、性能好的新型电源，这就成了开关电源技术发展的强大动力。 新型电力电子器件的发展给开关电源的发展提供了物质条件。开关频率的提高有助于开关电源的体积减小、重量减轻。早期的开关电源的开关频率仅为数千赫兹，随着开关器件以及磁性材料性能的不断改进，开关频率也逐步提高。但当开关频率达到10KHz左右时，变压器、电感等磁性元件发出的噪声就变得很刺耳。为了减小噪声，在20世纪70年代，开关频率终于突破了人耳听觉极限20KHz，这一变化甚至被称为“20KHz革命”。后来随着电力MOSFET的应用，开关电源的开关频率进一步提高，使得电源体积更小，重量更轻，功率密度更进一步提高。 由于和线性稳压电源相比，开关电源在绝大多数性能指标上都具有很大的优势。因此，目前除了对直流输出电压的纹波要求极高的场合以外，开关电源已经全面取代了线性稳压电源。计算机、电视机、各种电子仪器的电源几乎都已是开关电源一统天下。目前推动开关电源性能和质量不断提高的主要技术是：
1.1 新型高频功率半导体器件 如功率MOSFET和IGBT已完全可代替功率晶体管和中小电流的晶闸管，使开关电源工作频率可达到400KHz(AC-DC开关变换器)和1MHZ(DC-DC)开关变换器，实现开关电源高频化有了可能。超快恢复功率二极管和MOSFET同步整流技术的开发，也为研制高效低电压输出(≤3V)的开关电源创造了条件。2
1.2 软开关技术 PWM开关电源按硬开关模式工作(开/关过程中，电压下降/上升/下降波形有交叠)，因而开关损耗大。开关电源高频化可以缩小体积重量，但开关损耗却更大了(功耗与频率成正比)。为此必须研究开关电压/电流波形不交叠的技术，即所谓零电压(ZVS)/零电流(ZCS)开关技术，或称软开关技术(相对于PWM硬开关 4
技术而言)。90年代中期，30A/48V开关整流器模块采用移相全桥(Phase-shifted Full bridge)ZVS-PWM技术后，重量比用PWM技术的同类产品，重量下降40％。软开关技术的开发和应用提高了开关电源的效率，据说，最近国外小功率DC-DC开关电源模块(48/12V)总功率可达到96％；48/5V DC-DC开关电源模块的效率可达到92-93％。20世纪末，国内生产的50-100A输出、全桥移相ZVZCS-PWM开关电源模块的效率超过93％。
1.3 控制技术 电流型控制及多环控制(Multi-loop control)已得到较普遍应用；电荷控制 (Charge control)，一周期控制(One-cycle control)，数字信号处理器(DSP)控制等技术的开发及相应专用集成控制芯片的研制，使开关电源动态性能有很大提高，电路也大幅度简化。
1.4 有源功率因数校正技术 由于输入端有整流元件和滤波电容，单相AC-DC开关电源及一大类整流电源供电的电子设备，其电网侧(输入端)功率因数仅为0.65。用有源功率校正技术 (Active Power Factor Correction)，简称APFC，可提高到0.95-0.99，既治理了电网的谐波“污染”，又提高了开关电源的整体效率。单相APFC是DC-DC开关变换器拓扑和功率因数控制技术的具体应用，而三相APFC则是三相PWM整流开关拓扑和功率因数控制技术的结合。
1.5 分布电源技术、并联均流技术 分布电源技术(Distributeb Power Technique)是将250-425/48V DC-DC变换器产生的48V母线(Distributed Bus)电压，供电给负载板(Board)，再通过板上(On board)若干个并联的薄型(Low Profile)DC-DC变换器，将48V变换为负载所需的3.3-5V电压。一般，DC-DC变换器的功率密度达100W/in3、效率90％，并且应当是可并联的3(Parallelable)。分布电源系统适合于用超高速集成电路(Very High Speed IC-VHSIC)组成的大型工作站(如图像处理站)、大型数字电子交换系统等，其优点是：可降低48V母线上的电流和电压降；容易实现N+1冗余(Redundancy)，提高了系统可靠性；易于扩增负载容量；散热好；瞬态响应好；减少电解电容器数量；可实现DC-DC变换器组件模块化(Modularity)；易于使用 5
插件连接；可在线(On line)更换失效模块等。 1.6 电源智能化技术和系统的集成化技术 开关电源微处理器监控、电源系统内部通信、电源系统智能化技术以及电力电子系统的集成化与封装技术等。开关电源相关技术的研究正处于迅速发展阶段，上述各项技术的应用，尤其是开发高功率密度、高效率、高性能、高可靠性以及智能化电源系统，仍然是今后开关电源技术的发展方向。 下面几个方面是开关电源发展的永恒方向： （1）小型化、轻量化和高频化 开关电源的体积、重量主要由储能元件(磁性元件和电容)决定，因此，开关电源 的小型化实质上就是尽可能减小储能元件的体积。在一定范围内，开关频率的提高，不仅能有效地减小电容、电感以及变压器的尺寸，而且还可抑制干扰、改善电源系统的动态性能。因此，高频化是开关电源的主要发展方向。 （2）高效率和高可靠 开关电源使用的元器件大大少于连续工作电源，因此提高了可靠性。电容、光电 耦合器以及功率MOS等元器件的寿命决定开关电源的寿命。因此，要尽可能采用较少的元器件，提高集成度。另外，开关电源的工作效率高，会使自身发热减少、散热容易，从而达到高功率密度、高可靠性。 （3）低噪声和良好的动态相应 开关电源的缺点之一是噪声大。单纯追求高频化，噪声也会随之增大。采用部分 谐振转换电路技术，既可以提高频率，又可以降低噪声。1.2本课题的选题意义 通过对大功率全桥有限双极性软开关、峰值电流控制模式开关电源技术的研究， 进行仿真分析，实验验证，掌握开关电源相关技术和设计方法，为拓展有限双极性软开关和峰值电流控制模式电源电路的应用奠定基础。本课题研究的是大中功率的高频开关电源及其几个研究热点，符合开关电源的发展方向，有助于新技术在国内开关电源中的应用。理论联系实际，通过高频开关电源的研发，可以使得理论知识应用于实际工程中，同时也培养了作者的科研能力和创新意识。
