今天小编为大家精心挑选了关于《计算机开关电源技术研究论文(精选3篇)》的文章，希望能够很好的帮助到大家，谢谢大家对小编的支持和鼓励。摘要：电力电子技术的不断创新，使开关电源产业有着广阔的发展前景。论述了开关电源的基本原理以及开关电源技术的发展和未来趋势。
计算机开关电源技术研究论文 篇1：
数字DC/DC开关电源环路设计研究
摘要： 就是在具有广阔的市场的前景下，把数字DC/DC开关电源系统表示成数学模型或非线性控制模型，得用Matlab建立一个离散的、非线性的仿真模型。并利用该模型对220V高频开关电源进行仿真。仿真试验分析逆变电源工作过程和动态特性，逆变电源输出电压及其频谱分析、总谐波畸变率。对输出电压波形进行分析，结果表明：数字DC/DC开关电源环路输出谐波含量比较少且具有良好的稳态性能。
关键词： 开关电源；Matlab；正弦波逆变器；脉宽调制
0 引言
在达到一定的电子原理知识基础下，结合数学的模仿方法，把数字DC/DC开关电源环路系统用数学模型和非线性控制模型的形式表示出来，建立成DC-DC开关电源的全系统仿真模型形式，提高仿真的速度。
1 研究电路的原理图
电路原理如图1所示。
2 研究电路的仿真
电源输入进DC-DC开关电源回路中进行工作，其输出就分了三路：一路直接送入到OUTPUT中供后置电路使用；第二路送进逆变器变换器（inverter）中。第三路直接送入PI中进行处理后，经过脉冲宽度调制（PWM）中对脉冲宽度进行处理后，再反送到DC-DC开关电源回路中，控制和调整该电源回路。
2.1 研究电路的输入回路建模
我们可以使用电力系统所带的工具箱中电源模块，以及电阻电容模块可以很便捷地建立输入回路的仿真模型。输入也可以采用两级LC直流输入滤波技术，只要能保证稳态滤波效果的同时，就会限制了瞬态谐振峰值，让电路具有无功耗，衰减，高可控谐振峰值等优点。
2.2 研究电路的DC-DC回路建模
从图1可以看出，电路的输出回路中的整流二极管不能流过反向电流，这也就是一个非线性环节了，就可以建立非线性的数学模型。
2.2.1 研究电路的DC-DC主电路的建模
根据图1可知，电路中的滤波电感电流为：
2.2.2 研究电路的PI调节器的建模
由前面可知，比例积分调节器仿真模型（PI）如图5所示。
由PI调节器的输出波形可知，在0-0.01S该阶段，波形从0逐渐成非线性的变化，其电压值一直升到0.28V左右就停止不变了；从0.01-0.07这个阶段，电压的波形就一直维持在0.28V这个值，不再发生改变。
2.2.3 研究电路的PWM控制器的建模
我们可以仿真利用积分关系来产生三角波，因为Simulink中Sources有脉冲发生器（Pulse Generator），可以产生频率为20 kHz，其幅值为4×104，占空比为50％的信号。由现实的结果可以看出来：在周期的变化范围（0.1-0.1001S）之内，电压的变化从0-0.5V直线升高，又从0.5V直线变化到0.在周期范围内，做了两次这样的变化。
2.3 研究电路的逆变电路的建模
从逆变电路仿真模型（Inverter）如下图2所示。
2.4 研究电路PI调节器的建模
从比例积分调节器仿真模型（PII）可以看出，其输出波形在周期
（0-0.3S）内，输出电压从最大10V几句线性下降到-5V然后又升到0V，就在以0V为横轴，振幅大小为0.2V做正弦变化。
Sine Wave输入的信号和前面输入的IN电流一起送进恒流源中，然后就分成两路，一路送进Ki放大器中进行放大，再送进Intergrator中进行倒相，最后送进加法器中；另一路被送进Kp中进行方法后也直接送进加法器中。两个电流信号在加法器中工作后，被直接输出供下一步使用。
2.5 研究电路输出回路的建模
从输出和显示模块仿真模型（ourput）可以看出来：其中有三个In端口，每一个端口对应一个Scope，各自分离开来，各自输入各自的，互不干扰。
3 结束语
从上面的一系列结果可以看出，该模型不但可以用来考查系统内部主要的状态发生瞬态变化过程，也可用来对电路控制回路进行分析与设计。
参考文献：
[1]林渭勋，现代电力电子电路[M].杭州：浙江大学出版社，2002．
[2]陈道炼，DC-AC逆变技术及其应用[M].北京：机械工业出版社，2005．
[3]谢少军、韩军、张勇等，输入低电压大功率逆变器技术研究[J].南京航空航天大学学报，2004.
[4]陆治国，电源的计算机仿真技术[M].北京：科学出版社，2001．
作者简介：
尹细妹（1973-），女，汉族，广东中山人，学士，助理讲师，研究方向：电子技术。
注：“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”
作者：尹细妹 李威
计算机开关电源技术研究论文 篇2：
开关电源基本原理、发展和趋势
摘 要：电力电子技术的不断创新，使开关电源产业有着广阔的发展前景。论述了开关电源的基本原理以及开关电源技术的发展和未来趋势。
关键词：开关电源；原理；发展趋势
Basic Principle, Development and Trend of Switch Power Supply
LI Jing1， WEI Lin2
（1.Zhengzhou Xingtongpu Cogeneration Power Plant，Henan Zhengzhou 450000；2.Zhengzhou Bureau for 2001 Project，Henan Zhengzhou 450000)
Key words: switch power supply；basic principle；development；trend
1 开关电源的控制结构
一般地，开关电源大致由输入电路、变换器、控制电路、输出电路四个主体组成。如果细致划分，它包括：输入滤波、输入整流、开关电路、采样、基准电源、比较放大、震荡器、V/F转换、基极驱动、输出整流、输出滤波电路等。实际的开关电源还要有保护电路、功率因数校正电路、同步整流驱动电路及其它一些辅助电路等。
2 开关电源的构成原理
（1）输入电路：线性滤波电路、浪涌电流抑制电路、整流电路。作用：把输入电网交流电源转化为符合要求的开关电源直流输入电源。
（2）变换电路：含开关电路、输出隔离（变压器）电路等，是开关电源电源变换的主通道，完成对带有功率的电源波形进行斩波调制和输出。
（3）控制电路：向驱动电路提供调制后的矩形脉冲，达到调节输出电压的目的。基准电路、采样电路、比较放大、V/F变换、振荡器。基极驱动电路：把调制后的振荡信号转换成合适的控制信号，驱动开关管的基极。
（4）输出电路：整流、滤波。把输出电压整流成脉动直流，并平滑成低纹波直流电压。输出整流技术现在又有半波、全波、恒功率、倍流、同步等整流方式。
3 国际开关电源发展的一个侧面
70年代起，我国在黑白电视机，中小型计算机中开始应用5V，20-200A，20kHZ AC－ DC开关电源。80年代进入大规模生产和广泛应用阶段，并开发研究0.5～5MHz准谐振型软开关电源。80年代中，我国通信电源在AC－DC及DC－DC开关电源应用领域中所占比重还比较低。90年代，中小型（500W以下）AC－DC和DC-DC开关电源的特点是：高频化（开关频率达300－400kHZ）以达到高功率密度，体小量轻；力求高效和高可靠；低成本；低输出电压（≤3V；AC输入端高功率同数等。在今后几年内仍然将沿这些方向发展。
从主要技术标志上看，几十年来推动开关电源性能和技术水平不断提高的本要标志是：
（1）新型高频功率半导体器件的开发使实现开关电源高频化有了可能。
如功率MOSFET和IGBT已完全可代替功率晶体管和晶闸管，从而使中小型开关电源下作频率可达到400kHZ（AC－DC）和1MHZ（DC-DC）的水平。
（2）软开关技术使高效率高频开关变换器的实现有了可能。
PWM开关电源按硬开关模式工作，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。为此必须研究开关电比／电流波形个交更的技术。
（3）控制技术研究的进展。
如电流型控制及多环控制，电荷控制，一周期控制，功率因数控制，DSP控制；及相应专用集成控制芯片的研制成功等，使开关电源动态性能有很大提高，电路也大幅度简化。
（4）有源功率团数校正技术（APFC）的开发，提高了AC－DC开关电源功率因数。
由于输入端有整流一电容元件，AC－DC开关电源及一大类整流电源供电的电子设备（如逆变器，UPS）等的电网测功率团数仅为0.65，80年代用APFC技术后可提高到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整流开关拓扑和控制技术的结合。
（5）磁性元件新型磁材料和新型变压器的开发。
如集成磁路，平面型磁心，超薄型（Low profile）变压器；及新型变压器如压电式，无磁心印制电路（PCB）变压器等，使开关电源的尺寸重量都可减少许多。
（6）新型电容器和EMI滤波器技术的进步，使开关电源小型化并提高了EMC性能。
（7）微处理器监控和开关电源系统内部通信技术的应用，提高了电源系统的可靠性。
目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用于以电子计算机为主导的各种终端设备、通信设备等几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式；并对开关电源提出了小型轻量要求，此外要求开关电源效率要更高、性能更好、可靠性更高等。
作者：李 靖 魏 琳
计算机开关电源技术研究论文 篇3：
开关电源功率因数校正技术的研究
摘要：随着电力电子技术的持续发展，也相应提高了对开关电源的功率要求，在此背景下，电力电子技术领域研究人员都开始致力于功率因数校正（PFC）技术研究，由于研究角度存在一定差异，也直接影响了PFC技术的分类。基于电网供电视角进行分类，可以将其分成单相和三相PFC电路两种类型，基于校正机制视角进行分类，可以将其分成无源和有源功率因数校正电路，下文将着眼于如上视角，展开对于开关电源PFC技术的深入探索。
关键词：开关电源;功率因素;校正技术
引言：
何谓功率因数？也即交流电路中的有功及视在功率的比值，对于普遍存在的正弦交流电流而言，功率因数通常代指与电压及电流相位角差相对应的余弦值，然而，对于开关电源而言，则往往难以借助类似方法进行功率因数表征，而造成这一问题的主要原因在于设备电流产生于输入电压峰值点，且其中的输入电流形式为脉冲波形。
1、开关功率因数校正技术原理
應用开关功率因数校正技术进行处理，其中所采用的开关电源效率普遍相对较高，可以借助二极管材料滤波及全波整流电路实现电源输入，为此，一旦整流滤波中并未采取滤波电路，而是仅仅应用了阻性负载，则其中的输入电路正弦波可以与电源电压相近。针对此类技术原理本质进行分析，通过功率因数校正技术手段可以实现对整流及滤波电路的充分分离，进而促进整流电路的转变，使其得以转化为电阻性负载。随着此项技术手段的持续优化，该项技术已经在小功率开关电源中实现了规模化应用，然而，若想将其应用于大功率领域中，则要求展开积极的深入探索[1]。
2、功率因素校正技术
2.1 基于校正机理的PFC技术
通常可以将PFC电路分成无源、有源与高频有源PFC几种形式，应用无源PFC技术进行处理，可以利用电容器和电感器设备构建滤波器，针对输入电流实施整形处理，直至将其调整到功率因数为1。此类电路最初是在低功率器件基础上所衍生的，如果其中的器件体积相对较大，则往往无法实现高功率因数的目标。在有源PFC电路建设过程中主要包含有源开关、控制电路及电感开关，其主要工作原理如下：在输入交流零点位置处开通有源开关，可以让其中的储能电流充分流经电感装置，并在此基础上关闭有源开关。在完成电流转移后，电感器中的电流已经转移到了整流器设备中，可以让零交叉和锯齿波等多种信号维持良好的同步运行状态。利用PWM进行信号比对，可以实现对有源开关的充分驱动，而其中的误差信号则往往可以与交流及输出电压的有效值呈现出正比变化关系。针对有源开关的接通时间进行充分调节，可以维持良好的输入电流及电压关系，并据此实现充分的输入电流波形状态优化。此类调节方法的应用效率相对较高，但是其电感体积相对较大，且工作频率较低，因此无法深入推广。
针对高频有源PFC电路中的交流电压信号实施取样处理，并将其与误差放大器中的输出结果相结合，将二者结果相乘，可以实现对PWM的驱动，以达到良好的开关管通断控制效果。对于交流电压而言，与电感装置相对应的高频振荡电流频率可以实现反复变化，如果电感平均电流相对较小，则可以提升开关周期与正弦波形的相似度。至于高频有源PFC电路，其中的电路构成则往往更为复杂，也因此提高了设备的使用要求。近年来，各类PFC集成电路层出不穷，让PFC电路实现了充分简化，同时，也在一定程度上缩小的集成电路的体积[2]。
2.2 基于电网供电的PFC技术
2.2.1 单相PFC技术
现阶段市面上应用最为广泛的一种开关电源为单相高频式电源，可以结合电源的拓扑结构进行APFC分类，将其概括为单机及两级两种功率因数校正模式。何谓单级PFC技术？利用此项技术可以让PFC和DC/DC转换器实现充分整合，以相应降低电路体积，削弱技术应用成本，进而提升系统整体运行效率。此类电路的主要优势如下：首先，利用PFC和DC/DC级可以实现对电路及开关管的充分管控，其中的电路设计模式一般较为简单，可以利用此类技术可以直接降低硬件成本;其次，电路变换阶段的电流及电压比参数存在一定差异，可以借此促进功率转换，以提升系统运行的可靠性。两级PFC电路往往以两级转换器为主要结构，可以借此进行电路优化，以实现对输入电流谐波信息的高效管控，以促进DC/DC转换器的转化，使其得以与电路负载量相适应[3]。
2.2.2 三相PFC技术
利用三相PFC技术进行电路管控，系统管控的安全系数普遍相对较高，可以有效降低由于中性线端电压过于突出所引起的电路烧毁风险。在中性线传输阶段往往无需实现整体电路电流传输，可以充分规避谐波电流电路干扰风险。在恒定的功率环境下，不会产生过多的电流振荡功率损耗，因此可以发挥更为良好的功率因数优势，以保障电能整体利用率。此类电路的主要构成结构为谐波注入、主功率、驱动及采样结构，可以利用DSP电路进行充分管控，而单周期控制算法中所采用的主要变量分别为输出电压、谐波注入信号等。需要充分利用三相电感电流进行处理，以明确电路的实际运行状态，进而确定最佳的Vref，并在此基础上获取输出电平。如果电路序列中的电感并未保持连续的导通状态，则可以便利后续任务控制工作，因此往往无需结合三相电感值进行处理。此外，可以利用自动化检测设备进行Vref值检测，以获取精准全面的数据信息，提升工作数据的完整度和准确性，高效解决各类数据异常问题。要求充分利用计算机处理技术，并以此为前提，实现充分的信息收集整理和全面系统的配电系统检测。
首先，在经过前期数据调取、资源存储等操作后，可以让数据库信息得到充分优化，以提供充足的设备检修参考，为后续维护工作的高效开展提供充足的依据;其次，可以进行充分的信息上传，将所收集的信息向运监系统中传输，让相关检修人员可以结合自身需求确定设备故障问题，进而保障维修工作的开展质量;再次，在大数据技术的支持下，检测系统数据功能可以得到充分优化，可以切实提升信息采集处理及分析的精确度，让平台自动缴费功能得以实现，同时，有效规避偷电漏电等不良用电行为，实现对于整体电力系统的全面管控;最后，可以获取即时的设备运行工作状态，有助于明确设备自身性能及零部件运行情况，以便做出及时预警，将其上传到维护系统中，让检修人员可以及时发现异常的数据信息并予以更换[4]。
3、低压配电系统自动化控制水平优化策略
3.1 材料设备优化
为充分确保整体电压配电系统安全运行的稳定性，要求积极关注系统运行基础，以确定最佳的原材料类型，选择最为合理的现场应用设施。此类电压配电系统性能能否充分适应系统使用需求，能否维持良好的质量，将直接影响系统的后续运行状态。除此之外，配电系统的原材料标准和要求也一般相对较高，需要以可持续发展战略为指引，积极响應国家节能环保号召，挑选更为优质、能源损耗及污染均相对较小的原材料。需要充分关注配电系统的实际布施需求，并在此基础上展开深入的产品探索，融入更高质量的节能产品，以充分展现能源价值。
3.2 低压配电系统优化
配电系统结构搭设的合理性，以及系统能否维持安全稳定运行，均是决定电网输出质量的重要因素。需要以满足社会生产及生活需求为前提，积极开展前期规划设计工作，以实现对操作工艺手段和流程的充分简化，同时，减小施工难度。在正式应用低压配电系统前，要求充分吸取各类工程建设经验，以确保系统故障处理效果，同时，优化系统服务。
3.3 合理规划电网
配电系统前期规划的合理性是决定系统后期运行效率的关键，要求积极开展高效的系统管理，以实现良好的分支线路管控。要求针对网络运行过程中所产生的能源损耗进行高效管控，同时，需要结合系统用电需求及电网能源输出水平进行判定，做出清晰的判断，并落实前期规划方案。此外，要求以降低能源输出问题为前提，不断降低系统能源损耗，进而实现更为优质的能源服务，使其得以更好地服务于经济建设[5]。
结语：将自动化控制技术手段应用于低压配电系统中，可以实现对于系统运行效率和能源输出质量的全面优化，然而，仍需针对其应用细节展开深入优化。要求相关工作人员充分关注经济实际发展需求，展开对已有结构体系的充分优化，以发挥能源优势，进而推动社会经济的发展。然而，在技术实际应用过程中仍然存在诸多问题，而其中尤以现代化控制技术的应用最为关键，要求在确保配电系统运行稳定性的前提下开展深入研究，以实现充分的社会能源需求供给，同时，相应降低系统能源损耗，进而推动社会经济的发展。
参考文献
[1]金志强.开关电源功率因数校正技术的研究[J].大众用电，2021，36（10）：46-47+69.
[2]于广，刘龙，申华，鞠尔男.带功率因数校正的开关电源磁性元件设计[J].电气传动，2021，51（15）：20-24.
[3]郑彦文. 用于多组分薄膜材料制备的大功率数字开关电源的研制[D].北京工业大学，2020.
[4]万其明，蔡教武.一种LED灯驱动电源功率因数校正变换器的设计[J].照明工程学报，2019，30（05）：119-125.
[5]林长瑀，许富旺，陈玉玲.开关电源的发展与组成原理[J].计算机产品与流通，2019（03）：58.
作者：郑世杰