【电视机二次电源是什么】电源模块分类和特性

做电力设计的工程师经常遇到电源模块的选择和设计的问题。电源模块是可直接安装在印刷电路板上的电源，可为专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、微处理器、存储器、现场可编程门阵列(FPGA)和其他数字或模拟负载供电。通常，这些模块称为负载点(POL)电源系统或使用点电源系统(PUPS)。由于模块化结构的优点很多，模块电源广泛应用于交换设备、接入设备、移动通信、微波通信、光传输、路由器等通信领域以及汽车电子、航空航天等领域。

由于模块化结构的优点很多，模块电源广泛应用于交换设备、接入设备、移动通信、微波通信、光传输、路由器等通信领域以及汽车电子、航空航天等领域。特别是近年来，随着数据业务的迅速发展和分布式电源系统的不断普及，模块电源的增加超过了一次电源。模块电源具有隔离功能、抗干扰能力和自我保护功能，便于集成。随着半导体工艺、封装技术和高频软开关的广泛使用，模块电源功率密度提高，转换效率提高，应用也越来越容易。

人们在开关电源技术领域开发相关的电力电子设备，开发开关变频技术，这两者都推动开关电源以每年两位数以上的增长率向轻、小、薄、低噪声、高可靠性、抗干扰方向发展。开关电源可分为AC/DC和DC/DC两大类。DC/DC变换器现已模块化，设计技术和生产工艺在国内外均已成熟和标准化，并得到用户的认可。但是，AC/DC的模块化由于其自身的特性，在模块化过程中会遇到更复杂的技术和流程制造问题。

根据现代电力电子应用领域，电源模块有多种多样，包括：

1、绿色电源模块

迅速发展的计算机技术带领人类进入了信息社会，促进了电力模块技术的快速发展。20世纪80年代，计算机全面采用开关电源，率先完成了计算机电源的更换。接着，开关电源技术相继进入了电子、电气设备领域。

计算机技术的发展，提出绿色计算机和绿色电源模块。绿色计算机是指对环境无害的PC及相关产品，绿色电源是指与绿色计算机相关的高效节能电源，根据美国环境保护局l992年6月17日的《能源之星》计划，如果台式PC或相关外设的睡眠状态下功耗低于30w，满足绿色计算机的要求，提高电源效率是降低功耗的根本途径。目前，对于效率为75%的200瓦开关电源，电源本身消耗50瓦的能源。

2、开关电源模块。

电信业的迅速发展极大地促进了通信电力的发展。高频小型化开关电源及其技术已成为现代通信电源系统的主流。在通信领域，适配器称为一次电源，DC/DC转换器称为二次电源。一次性电源用于将单相或三相交流电网转换为标称48V的直流电源。目前，在用于程控交换机的电源中，传统的相控电源已被高频开关电源所取代，高频开关电源(也称为开关整流SMR)通过MOSFET或IGBT的高频率工作，开关频率一般控制在50-100kHz范围内实现高效率和小型化。近年来，交换机整流器的功率容量从48V、48V/20A扩展到了48V/200A、48V/400A。

通信设备中使用的集成电路种类很多，所以电源电压也各不相同。在通信电源系统中，使用高功率密度高频DC-DC隔离电源模块，从中间总线电压(通常为48V DC)转换到所需的各种DC电压，大大减少损失，易于维护，安装和增加非常方便。一般可直接安装在标准仪表板上，对辅助电源的要求是高功率密度。随着通信容量的不断增加，通信功率容量也将继续增加。

3、转换器

DC/DC转换器将固定DC电压转换为可变DC电压。该技术使用直流斩波器代替无轨电车、地铁列车和变声器，可以节省电力(20% ~ 30%)。直流斩波器(DC斩波器)不仅可以起到电压调节(电源开/关)的作用，还可以有效地抑制电网侧谐波电流噪声。

通信电源的二级电源DC/DC转换器已经商品化，模块采用高频PWM技术，开关频率在500kHz左右，功率密度在5W~20W/in3。随着大规模集成电路的发展，电源模块需要小型化，因此必须不断提高开关频率，采用新的电路拓扑结构。目前，部分公司开发了采用零电流开关和零电压开关技术的二次电源模块，大大提高了功率密度。

4、逆变电源。

变频器电源主要用于交流电机的变频控制，在电力传输系统中的地位越来越重要，取得了巨大的节能效果。变频器电源的主电路使用交流。

流-直流-交流方案。工频电源通过整流器变成固定的直流电压,然后由大功率晶体管或IGBT组成的PWM高频变换器, 将直流电压逆变成电压、频率可变的交流输出,电源输出波形近似于正弦波,用于驱动交流异步电动机实现无级调速。

国际上400kVA以下的变频器电源系列产品已经问世。八十年代初期,日本东芝公司最先将交流变频调速技术应用于空调器中。至1997年,其占有率已达到日本家用空调的70%以上。变频空调具有舒适、节能等优点。国内于90年代初期开始研究变频空调,96年引进生产线生产变频空调器,逐渐形成变频空调开发生产热点。预计到2000年左右将形成高潮。变频空调除了变频电源外,还要求有适合于变频调速的压缩机电机。优化控制策略,精选功能组件,是空调变频电源研制的进一步发展方向。

5、焊机电源模块

高频逆变式整流焊机电源是一种高性能、高效、省材的新型焊机电源,代表了当今焊机电源的发展方向。由于IGBT大容量模块的商用化,这种电源更有着广阔的应用前景。

逆变焊机电源大都采用交流-直流-交流-直流(AC-DC-AC-DC)变换的方法。50Hz交流电经全桥整流变成直流,IGBT组成的PWM高频变换部分将直流电逆变成20kHz的高频矩形波,经高频变压器耦合, 整流滤波后成为稳定的直流,供电弧使用。

由于焊机电源的工作条件恶劣,频繁的处于短路、燃弧、开路交替变化之中,因此高频逆变式整流焊机电源的工作可靠性问题成为最关键的问题,也是用户最关心的问题。采用微处理器做为脉冲宽度调制(PWM)的相关控制器,通过对多参数、多信息的提取与分析,达到预知系统各种工作状态的目的,进而提前对系统做出调整和处理,解决了当前大功率IGBT逆变电源可靠性。

6、直流电源模块

大功率开关型高压直流电源广泛应用于静电除尘、水质改良、医用X光机和CT机等大型设备。电压高达50~l59kV,电流达到0.5A以上,功率可达100kW。

自从70年代开始,日本的一些公司开始采用逆变技术,将市电整流后逆变为3kHz左右的中频,然后升压。进入80年代,高频开关电源技术迅速发展。德国西门子公司采用功率晶体管做主开关元件,将电源的开关频率提高到20kHz以上。并将干式变压器技术成功的应用于高频高压电源,取消了高压变压器油箱,使变压器系统的体积进一步减小。国内对静电除尘高压直流电源进行了研制,市电经整流变为直流,采用全桥零电流开关串联谐振逆变电路将直流电压逆变为高频电压,然后由高频变压器升压,最后整流为直流高压。

分布供电方式具有节能、可靠、高效、经济和维护方便等优点。已被大型计算机、通信设备、航空航天、工业控制等系统逐渐采纳,也是超高速型集成电路的低电压电源)的最为理想的供电方式。在大功率场合,如电镀、电解电源、电力机车牵引电源、中频感应加热电源、电动机驱动电源等领域也有广阔的应用前景。

如今，我国有模块电源生产厂商几百家，以私营企业、小型企业为主，整体竞争力水平较低，行业集中度较低，市场排名前10家厂商的市场占有率不到60%，且多数是国际品牌，本土品牌较少。尤其在中低端模块电源产品市场，行业基本呈现完全竞争状况，而在高端产品市场，由于相应的技术、工艺等的制约，市场集中度较高，市场份额主要被领先的国际跨国公司占领。在模块电源领域，外资企业凭借较高的技术水平，品牌优势和遍及全球的营销网络等迅速抢占国内市场份额，而内资企业则相对逊色，国内电源模块厂商还有很大上升空间。