電子開關

    電子開關分類負載電源類型分類
   
    以負載電源類型分類:可分為直流型(DC—SSR)和交流型(AC—SSR)兩種。直流型固態(tài)電子繼電器是以功率晶體管作為開關元件的,交流型固態(tài)屯子繼電器足以可控硅作為開關元件的,分別用來接通和斷開直流或交流負載。

    開關觸點形式分類
   
    以開關觸點形式分類:可分為常開式和常閉式。常開式的功能是輸入端施加信號時,固態(tài)繼電器輸出端才接通;而常閉式是僅當輸入端施加信號時,固態(tài)繼電器的輸出端才被關斷,而輸入端沒有信號時,  自鎖式電子開關

    固態(tài)繼電器的輸出端始終處于閉合狀態(tài)。

    控制觸發(fā)信號的形式分
 
    狹義上的電子開關可以 以控制觸發(fā)信號的形式分類:可分為過零型和非過零型;非過零型在輸人信號時,不管負載電源電壓相位如何,負載端立即導通。而過零型必須在負載電源電壓接近零且輸入控制信號有效時,輸出端負載電源才導通。

    編輯本段擴展閱讀:開關電源開關電源簡介
 
    開關電源是利用現(xiàn)代電力電子技術,控制開關管開通和關斷的時間比率,維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源,開關電源一般由脈沖寬度調制(PWM)控制IC和MOSFET構成。開關電源和線性電源相比,二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長,但二者增長速率各異。線性電源成本在某一輸出功率點上,反而高于開關電源,這一點稱為成本反轉點。隨著電力電子技術的發(fā)展和創(chuàng)新,使得開關電源技術也在不斷地創(chuàng)新,這一成本反轉點日益向低輸出電力端移動,這為開關電源提供了廣闊的發(fā)展空間。

    開關電源高頻化是其發(fā)展的方向,高頻化使開關電源小型化,并使開關電源進入更廣泛的應用領域,特別是在高新技術領域的應用,推動了高新技術產(chǎn)品的小型化、輕便化。另外開關電源的發(fā)展與應用在節(jié)約能源、節(jié)約資源及保護環(huán)境方面都具有重要的意義。開關電源中應用的電力電子器件主要為二極管、IGBT和MOSFET。SCR在開關電源輸入整流電路及軟啟動電路中有少量應用,GTR驅動困難,開關頻率低,逐漸被IGBT和MOSFET取代。

    開關電源的三個條件

    1、開關:電力電子器件工作在開關狀態(tài)而不是線性狀態(tài)

    2、高頻:電力電子器件工作在高頻而不是接近工頻的低頻

    3、直流:開關電源輸出的是直流而不是交流

    開關電源的分類

    人們在開關電源技術領域是邊開發(fā)相關電力電子器件,邊開發(fā)開關變頻技術,兩者相互促進推動著開關電源每年以超過兩位數(shù)字的增長率向著輕、小、薄、低噪聲、高可靠、抗干擾的方向發(fā)展。開關電源可分為AC/DC和DC/DC兩大類,DC/DC變換器現(xiàn)已實現(xiàn)模塊化,且設計技術及生產(chǎn)工藝在國內外均已成熟和標準化,并已得到用戶的認可,但AC/DC的模塊化,因其自身的特性使得在模塊化的進程中,遇到較為復雜的技術和工藝制造問題。

    開關電源的結構和特性

    以下分別對兩類開關電源的結構和特性作以闡述。

    接地

    開關電源比線性電源會產(chǎn)生更多的干擾,對共模干擾敏感的用電設備,應采取接地和屏蔽措施,按ICE1000、EN61000、FCC等EMC限制,開關電源均采取EMC電磁兼容措施,因此開關電源一般應帶有EMC電磁兼容濾波器。如利德華福技術的HA系列開關電源,將其FG端子接大地或接用戶機殼,方能滿足上述電磁兼容的要求。

    保護電路

    開關電源在設計中必須具有過流、過熱、短路等保護功能,故在設計時應首選保護功能齊備的開關電源模塊,并且其保護電路的技術參數(shù)應與用電設備的工作特性相匹配,以避免損壞用電設備或開關電源。

    發(fā)展動向

    開關電源的發(fā)展方向是高頻、高可靠、低耗、低噪聲、抗干擾和模塊化。由于開關電源輕、小、薄的關鍵技術是高頻化,因此國外各大開關電源制造商都致力于同步開發(fā)新型高智能化的元器件,特別是改善二次整流器件的損耗,并在功率鐵氧體(Mn?Zn)材料上加大科技創(chuàng)新,以提高在高頻率和較大磁通密度(Bs)下獲得高的磁性能,而電容器的小型化也是一項關鍵技術。SMT技術的應用使得開關電源取得了長足的進展,在電路板兩面布置元器件,以確保開關電源的輕、小、薄。

    開關電源的高頻化就必然對傳統(tǒng)的PWM開關技術進行創(chuàng)新,實現(xiàn)ZVS、ZCS的軟開關技術已成為開關電源的主流技術,并大幅提高了開關電源的工作效率。對于高可靠性指標,美國的開關電源生產(chǎn)商通過降低運行電流,降低結溫等措施以減少器件的應力,使得產(chǎn)品的可靠性大大提高。
模塊化是開關電源發(fā)展的總體趨勢,可以采用模塊化電源組成分布式電源系統(tǒng),可以設計成N+1冗余電源系統(tǒng),并實現(xiàn)并聯(lián)方式的容量擴展。針對開關電源運行噪聲大這一缺點,若單獨追求高頻化其噪聲也必將隨著增大,而采用部分諧振轉換電路技術,在理論上即可實現(xiàn)高頻化又可降低噪聲,但部分諧振轉換技術的實際應用仍存在著技術問題,故仍需在這一領域開展大量的工作,以使得該項技術得以實用化。


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