摘要：我国整体经济的快速发展离不开各行业的大力支持。高频开关电源是一种能量转换器，其功率器件主要工作在开关状态而非放大状态，整体具有频率高、体积小、功耗低的特点。
关键词：电力电子技术；高频二次开关电源
引言
我国经济建设自改革开放发展至今取得了非常不错的成绩。电力电子技术是开关电源的技术支撑，只有围绕电力电子技术在开关电源中的应用及发展进行探究，改进、完善措施，才能够真正推动技术创新与发展。
1高频开关电源的特点
（1）分类，根据开关电源的实际用途以及标准对其进行分类，有着多种分类方式。首先，根据开关电源的驱动方式进行分类，可将开关电源分成他励式、自励式两种。如果按照开关电源的输出/入类型进行划分，则能够分为AC/DC以及DC/DC两种不同变换器。想要实现对开关电源进行精准控制，按照控制方式以及用途不同，可将开关电源分为PFM混合式、PWM脉冲宽度调制式等等。对开关电源进行电路划分，可将开关电源分为谐振型开关电源、非谐振型开关电源。（2）应用，高频开关电源在实际应用过程中能够实现交流电源的转换工作，从而满足电气设备的供电需求。高频开关电源在运行时，电流经过大功率开关元件的逆变电路，进行低压转换，最终形成稳定的输出电压。一般来说，现代高频开关电源具有重量轻、体积小的显著特点。高频开关电源在使用过程中不需要借助工频变压器，这使得高频开关电源的质量和体积相较于其他开关电源更轻、更小，便于安装和使用。尽管高频开关电源体积以及重量不足其他开关电源的一半，但是高频开关电源却有着极大的功率系数，并且能够利用硅导通角对相变整流器实际功率进行控制。高频开关电源负载的变化也会影响到功率系数的变化，当负载产生变化变小时，对应的系数也会变小。此外，高频开关电源噪声较小也是一大特点。高频开关电源在运行过程中的噪声还不到50db。相比之下，高频开关电源运行时的噪声比相控整流设备运行过程中的噪声降低了35%之多。而且，高频开关电源在开关的瞬间能源消耗较低，这有利于节能减排，并能够有效提升整机的运行效率。
2Buck电路器件的选型和设计
2.1滤波电感的设计
尽管Buck降压拓扑电路结构可在不连续模式下工作，但是一些带Buck型输出滤波器的拓扑却会在不连续的模式下出现故障，因此，对此类输出滤波器的拓扑，电感的选择应该保证系统输出最小规定电流（通常为额定电流的1/10）时，电感电流也要保持连续，直流电流等于电感电流斜坡峰值一半时对应临界连续。
2.2滤波电容的设计
滤波电容的选择必须满足输出纹波的技术要求，实际所用电容并不必须是理想电容，它可以等效为电阻R和电感L的串联，频率在300kHz~500kHz范围以下时电感L值可以忽略（当前设计为100kHz）不计。
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2.3总电路图的仿真与实验
Buck电路的开关管选用P沟道MOSFET，开关管的驱动采用SG3525芯片，SG3525是一种性能优良、功能齐全和通用性强的单片集成PWM控制芯片，它简单可靠及使用方便灵活，输出驱动为推拉输出形式，驱动能力强；其内部含有的欠压锁定电路、软启动控制电路等，具有过流保护、频率可调功能，同时能限制最大占空比，防止溢出。利用Saber仿真软件，对系统进行仿真，能够得到系统的输出响应曲线，通过仿真曲线可以得出，输出的电压平均值为3.34V，纹波峰峰值为0.108V，满足设计要求。实际仿真的电压曲线与理论上的电压值还有一些误差存在，其中，曲线的超调还是稍大，同时系统的稳态误差仍然存在，给系统的稳定性带来一定的安全隐患。为此，需要对以上系统参数进行重新设置，以确保稳态误差尽可能降为零。
3高频开关电源
从通信电源的发展角度来说，其推动着通信业的快速发展，供电系统推广使用低压高频小型化开关电源。在通信领域中，所说的一次电源，具体为整流器，而二次电源则为DC/DC变换器。实际应用中，使用一次电源，能够实现对三相交流电网的转化，或者单相交流电网的转化，将其转化为支流电源。随着技术的发展，低压高频开关全面替代相控式稳压电源。从通信设备使用角度来说，所需的集成电路不同，因此使用的电源电压也不同。考虑到节能，使用具有高功率密度特点的高频DC-DC隔离电源模块，提高安装以及维护的便捷性。一般来说，通信容量的增加，会带动通信电源容量的增加。从使用的角度来说，由于开关电源不断小型化，那么开关必须高频化。因此，其基波自身能够构成干扰源，产生较强的传到干扰波，在改进元器件，提高开关高频化的同时，极易受到辐射干扰波的影响，产生超标准值的杂散信号。信号能够构成EMI，被干扰对象一般为无线电通信。从开关电源工作角度来说，处于高频开关状态，极易产生高电流和电压变化率，使得电源产生一定的电磁干扰，进而造成电网污染和电磁污染等。基于此，需要采取抑制措施，比如，采用滤波器抑制电磁干扰技术。滤波能够有效抑制电磁干扰，抑制电网中电磁干扰进入设备，并且能够抑制设备中的电磁干扰进入电网。通过在开关电源输入以及输出电路中，布置开关电源滤波器，来解决传导干扰问题以及辐射干扰问题等。常用的滤波抑制技术，包括无缘绿波技术以及有源率滤波技术，具体应用时，要合理选择，保证处理效果。
结语
随着大规模集成电路的高速发展，要求开关电源模块趋于小型化，在其设计过程中需不断提高开关频率，开发和设计新型的电路拓扑结构，PID调解网络模式下的Buck直流斩波电路可代替普通变阻器实现调压和节能的功效。开关电源的输出电压如果超出正常范围，会对通信设备造成损坏，所以在其输出端设计输出电压保护，一旦输出电压超过给定值，开关电源会将输出闭锁，达到过压保护作用。
参考文献：
[1]韦和平.现代电力电子及电源技术的发展[J].现代电子技术，2005，18（7）：102105．
[2]程乃士.无液压泵的汽车金属带式无级变速器-CVT原理和设计[M].北京：机械工业出版社，2007：179-193.
[3]刘树林，刘健，寇磊，等.BuckDC/DC变换器的输出纹波电压分析及其应用[J].电工技术学报，2007，22（2）：91-97.
[4]RyuW，KimH.CVTratiocontrolwithconsiderationofCVTsystemloss[J].InternationalJournalofAutomotiveTechnology，2008，9（3）：459-465.
论文作者:白国瑞
论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期
论文发表时间:2019/7/1
标签：开关电源论文; 电压论文; 电路论文; 变换器论文; 电感论文; 电流论文; 技术论文; 《基层建设》2019年第11期论文;