西门子MP377-19触摸屏

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软开关”是相对于传统“硬开关”而言的。图1-4给出了开关器件在一般意义上的开关轨迹。广义上讲，只要开关器件的开关轨迹在阴影部分以内，均可称为软开关。当然，阴影部分的面积的大小应由器件本身的参数和特征来决定。甚至有文献以AB直线为界，直线以下部分定义为软开关，以上部分定义为硬开关。按照这种定义，给开关器件加上传统无源缓冲吸收电路，从而“软化”器件的开关过程也可称为“软开关”，但从能量角度讲，这种方法是将开关损耗转移到缓冲电路中消耗掉，电路的变换效率并没有得到提高，甚至会使效率有所降低。真正意义上的软开关技术是从狭义的角度讲，在传统电力电子变换电路基础上，通常需要增加器件或辅助电路，在改变原有控制方式的情况下，使开关器件实现ZVS或ZCS的技术。这一技术的应用不但改善了器件的开关条件，真正减小了开关损耗，而不是将开关损耗转移掉。设备对电源系统的基本要求，高功率密度是开关电源技术发展的趋势，高频化是实现这一目标的必然途径。在传统的硬开关方式下，不断提高变换电路的工作频率会带来诸多问题。

①开关损耗大　在开通时，开关器件的电流上升和电压下降进行；关断时，电压上升和电流下降进行。由于电压、电流波形的交叠产生了开关损耗，该损耗随开关频率的提高而急剧增加。

②感性关断电压尖峰大　当器件关断时，电路中的感性元件感应出尖峰电压，开关频率愈高，关断愈快，该感应电压愈高，此电压加在开关器件两端，易造成器件击穿。

③容性开通电流尖峰大　当开关器件在很高的电压下开通时，储存在开关器件结电容中的能量将以电流形式全部耗散在该器件内，频率愈高，开通电流尖峰愈大，从而会引起器件过热损坏。由于电压变化快，将产生严重的开关噪声，即所

的稳定性。

④电磁干扰严重　随着频率提高，器件开关过程中产生的di/dt和dv/dt增大，从而导致电磁干扰（EMI）严重。

⑤二极管反向恢复问题　二极管由导通变为截止时存在着反向恢复期，开关管在此期间内的开通动作，易产生很大的冲击电流，频率愈高，该冲击电流愈大，对器件的安全运行造成危害。

随着现代电力电子器件开关频率的不断提高，这些问题越来越严重，成为开关变换器高频化途中的拦路虎。趋势。本节简要介绍目前应用于开关电源的主要技术，介绍开关电源（也会产生约0.6V的压降，这必将导致整流损耗增大，电源效率降低。例如，目前笔记本电脑普遍采用3.3V甚至1.8V或1.5V的供电电压，其供电电流达20A。采用肖特基二极管，整流电路的损耗也会占电源总损耗的50%以上。传统的二极管整流电路已无法满足实现低电压、大电流开关电源高效率及小体积的需要，而低电压供电有利于降低电路的整体功率消耗，是计算机及通信设备供电的发展趋势。同步整流技术的出现，正是顺应了这一发展趋势，从出现至今，国内外许多高等院校及科研机构都不断致力于同步整流技术的研究，为高效率二次电源的开发与应用提供了强大

铁路信号电源铁路信号设备中，不同设备对电源的电压要求有可能不一样，为了获得相应的电压，就需要使用变压器来完成电压的转换。器等）的心脏和动力。现代开关电源分为直流开关电源和交流开关电源两类，前者输出质量较高的直流电，后者输出质量较高的交流电。根据开关变换器转换电能的种类不同，可将开关变换器分为四种类型：

①直流-直流（DC-DC）变换器　是将一种直流电能转换成另一种或多种电压直流电能的变换器，是直流开关电源的主要部件；两种。硬开关直流变换器的开关管是在承受电压或电流的情况下开通或关

通或关断过程中伴随着较大的损耗，即所谓的开关损耗（SwitchingLoss）。变换器工作状态一定时，开关管开通或关断一次的损耗也是一定的，开关频率越高，开关损耗就越大。开关过程中还会激起电路中分布电感和寄生电容的振荡，带来附加损耗，硬开关直流变换器的开关频率不能太高。软开关直流变换器的开关管在开通或关断过程中，或是加于其上的电压为零，即零电压开关

②逆变器（DC-AC变换器）　隔离式变换器可以实现输入与输出间的电气隔离，通常采用变压器实现隔离，变压器本身具有变压的功能，有利于扩大变换器的应用范围。变压器还便于实现多路不同电压或多路相同电压的输出。

在功率开关管电压和电流定额相变换器的输出功率通常与所用开关管的数量成正比，故四管变换器的输出功率*大，而单管变换器的输出功率*小。非隔离式变换器可与隔离式变换器组合得到单个变换器不具备的特性。

按能量传递来分，直流变换器有单向和双向两种。具有双向功能的充电器在电源正常时向电池充电，一旦电源中断，充电器可将电池电能返回电网，向电网短时间应急供电。直流是将直流电转换为交流电的电能变换器，是交流开关电源和交流不间断电源（UPS）的主要部件；

③整流器（AC-DC变换器）　是将交流电转换为一种或多种电压直流电能的变换器，通常又称为离线式开关变换器（Off-lineSwitchingConverter，所谓离线并不是变换器与市电线路无关的意思，只是变换器中因有高频变压器隔离，使输出的直流与市电隔离，称其为离线式开关变换器）；

④交-交（AC-AC）变频器　是将一种频率的交流电直接转换为另一种恒定频率或可变频率的交流电，或是将变频交流电直接转换为恒频交流电的电能变换器。

可以是单向变换的，也可以是双向变换的。单向电能变换器只能将电能从一个方向输入，经变换后从另一方向输出；双向电能变换器可实现电能的双向流动。

如果用DC-DC变换器作为开关电源的变换器，则称其为直流开关电源。人们习惯上将直流开关电源简称为开关电源，本书所讲述的开关电源就是指这种狭义上的开关电源，又因电力电子器件在电能变换过程中处于高频开关状态，又称其为高频开关电源。

1.变压器当信号电路中出现接地情况时，有可能造成电路的错误动作，使用隔离变压器使Ⅰ次侧与Ⅱ次侧的电气完全绝缘，使两回路隔离。利用变压器铁芯的高频损耗大的特点，抑制高频杂波传入控制回路。还利用其对地电容电流小，不足以对人身造成伤害的特点来保护人身安全，隔离危险电压。

（4）测量变压器将不产生任何损耗，但实际上这种变压器是没有的。变压器传输电能时总要产生损耗，这种损耗主要有铜耗和铁耗。

铜耗是指变压器绕组电阻所引起的损耗。当电流通过绕组电阻发热时，一部分电能就转变为热能而损耗。由于绕组一般都由带绝缘的铜线缠绕而成，称为铜耗。铜耗与随着负载电流的变化而变化，是可变损耗。

铁耗包括两个方面：一是磁滞损耗，当交流电流通过变压器时，由于磁滞特性，放出热能；另一是涡流损耗，当变压器工作时，产生涡流，涡流的存在使铁芯发热。

当外加电压不变时，铁耗不随负载电流的变化而变化，可视为不变损耗。

用来扩大电流表的量程。为了保证变压器的正常运行，对不同类型的变压器都有相应的技术要求，可用相应的技术参数表示。常见的技术参数有：额定容量、额定电压、额定电流、额定频率等。