定義
高頻開關電源高頻開關電源(也稱為開關型整流器SMR)通過MOSFET或IGBT的高頻工作，開關頻率一般控制在50-100kHz範圍內，實現高效率和小型化。近幾年，開關整流器 的功率容量不斷擴大，單機容量己從48V/12.5A、48V/20A擴大到48V/200A、48V/400A。
高頻開關電源是傳統整流器（矽整流器，可控矽整流器）的升級替代產品。高頻開關電源以使用方便，體積小，效率高，工作穩定，鍍層細緻等絕對的優勢迅速占領市場。廣泛使用於電鍍，電解，氧化等表面處理行業，並得到新老客戶的一致好評。
特點
1.體積小，重量輕，效率高
採用獨特的裝配結構方式，納米技術的合理套用，使產品小型化，輕量化，既節省了空間又提高了效率。
2.高頻脈衝電流輸出
適用於有色金屬及合金類電鍍工藝需求，滲透力強，附著力好，可有效提高鍍層的沉積速度。
3.使用靈活，操作簡單
輸出電壓電流任意可調．穩壓穩流靈活轉換．可根據電鍍工藝要求靈活設定。
4.保護功能齊全
具有輸入欠壓，過壓，缺相保護，輸出過流，過熱等多項保護功能，產品穩定可靠內部結構採用風道處理，電子元氣件全部密封．減少了外界環境對設備內部元氣件的影響。
5.可擴展功能強
計時控制功能通訊功能（可增配4-20mA、0-5V、0-10V標準控制信號接口）。
軟啟動功能電流積算功能（安培小時）。
6.型號齊全
輸出規格（輸出電壓．輸出電流）可選。
選配功能控制方式可選。
組成及分類
開關電源具有體積小、效率高等一系列優點，在各類電子產品中得到廣泛的套用。但由於開關電源的控制電路比較複雜、輸出紋波電壓較高，所以開關電源的套用也受到一定的限制。
電子裝置小型輕量化的關鍵是供電電源的小型化，因此需要儘可能地降低電源電路中的損耗。開關電源中的調整管工作於開關狀態，必然存在開關損耗，而且損耗的大小隨開關頻率的提高而增加。另一方面，開關電源中的變壓器、電抗器等磁性元件及電容元件的損耗，也隨頻率的提高而增加。
目前市場上開關電源中功率管多採用雙極型電晶體，開關頻率可達幾十kHz;採用MOSFET的開關電源轉換頻率可達幾百kHz。為提高開關頻率必須採用高速開關器件。對於兆赫以上開關頻率的電源可利用諧振電路，這種工作方式稱為諧振開關方式。它可以極大地提高開關速度，原理上開關損耗為零，噪聲也很小，這是提高開關電源工作頻率的一種方式。採用諧振開關方式的兆赫級變換器已經實用化。
開關電源的集成化與小型化已成為現實。然而，把功率開關管與控制電路都集成在同一晶片上，必須解決電隔離和熱絕緣的問題。
組成及分類1開關電源的基本構成
開關電源採用功率半導體器件作為開關器件，通過周期性間斷工作，控制開關器件的占空比來調整輸出電壓。開關電源的基本構成如圖1所示，其中DC/DC變換器進行功率轉換，它是開關電源的核心部分，此外還有起動、過流與過壓保護、噪聲濾波等電路。輸出採樣電路(R1、R2)檢測輸出電壓變化，與基準電壓Ur比較，誤差電壓經過放大及脈寬調製(PWM)電路，再經過驅動電路控制功率器件的占空比，從而達到調整輸出電壓大小的目的。圖2是一種電路實現形式。
DC/DC變換器有多種電路形式，常用的有工作波形為方波的PWM變換器以及工作波形為準正弦波的諧振型變換器。
對於串聯線性穩壓電源，輸出對輸入的瞬態回響特性主要由調整管的頻率特性決定。但對於開關型穩壓電源，輸入的瞬態變化比較多地表現在輸出端。提高開關頻率的同時，由於反饋放大器的頻率特性得到改善，開關電源的瞬態回響問題也能得到改善。負載變化瞬態回響主要由輸出端LC濾波器特性決定，所以可以利用提高開關頻率、降低輸出濾波器LC乘積的方法來改善瞬態回響特性。
2開關型穩壓電源的分類
開關型穩壓電源的電路結構有多種：
(1)按驅動方式分，有自勵式和他勵式。
(2)按DC/DC變換器的工作方式分：①單端正勵式和反勵式、推挽式、半橋式、全橋式等;②降壓型、升壓型和升降壓型等。
(3)按電路組成分，有諧振型和非諧振型。
(4)按控制方式分：①脈衝寬度調製(PWM)式;②脈衝頻率調製(PFM)式;③PWM與PFM混合式。
(5)按電源是否隔離和反饋控制信號耦合方式分，有隔離式、非隔離式和變壓器耦合式、光電耦合式等。
以上這些方式的組合可構成多種方式的開關型穩壓電源。因此設計者需根據各種方式的特徵進行有效地組合，製作出滿足需要的高質量開關型穩壓電源。
原理
主電路
從交流電網輸入、直流輸出的全過程，包括：1、輸入濾波器 ：其作用是將電網存在的雜波過濾，同時也阻礙本機產生的雜波反饋到公共電網。
2、整流與濾波：將電網交流電源直接整流為較平滑的直流電，以供下一級變換。
3、逆變：將整流後的直流電 變為高頻交流電，這是高頻開關電源的核心部分，頻率 越高，體積、重量與輸出功率 之比越小。
4、輸出整流與濾波：根據負載需要，提供穩定可靠的直流電源。
控制電路
一方面從輸出端取樣，經與設定標準進行比較，然後去控制逆變器，改變其頻率或脈寬 ，達到輸出穩定，另一方面，根據測試電路提供的資料，經保護電路鑑別，提供控制電路對整機進行各種保護措施。檢測電路
除了提供保護電路中正在運行中各種參數外，還提供各種顯示儀表 資料。輔助電源
提供所有單一電路的不同要求電源。開關控制穩壓原理
高頻開關電源開關K以一定的時間間隔重複地接通和斷開，在開關K接通時，輸入電源E通過開關K和濾波電路提供給負載RL，在整個開關接通期間，電源E向負載提供能量；當開關K斷開時，輸入電源E便中斷了能量的提供。可見，輸入電源向負載提供能量是斷續的，為使負載能得到連續的能量提供，開關穩壓電源必須要有一套儲能裝置，在開關接通時將一部份能量儲存起來，在開關斷開時，向負載釋放。圖中，由電感L、電容 C2和二極體 D組成的電路，就具有這種功能。電感L用以儲存能量，在開關斷開時，儲存在電感L中的能量通過二極體D釋放給負載，使負載得到連續而穩定的能量，因二極體D使負載電流連續不斷，所以稱為續流二極體。在AB間的電壓平均值EAB可用下式表示：
EAB=TON/T*E
式中TON為開關每次接通的時間，T為開關通斷的工作周期（即開關接通時間TON和關斷時間TOFF之和）。
由式可知，改變開關接通時間和工作周期的比例，AB間電壓的平均值也隨之改變，因此，隨著負載及輸入電源電壓的變化自動調整TON和T的比例便能使輸出電壓V0維持不變。改變接通時間TON和工作周期比例亦即改變脈衝 的占空比，這種方法稱為“時間比率控制”（Time Ratio Control,縮寫為TRC）。
控制方式
高頻開關電源按TRC控制原理，有三種方式：
一、脈衝寬度調製（Pulse Width Modulation,縮寫為PWM ）
開關周期恆定，通過改變脈衝寬度來改變占空比的方式。
二、脈衝頻率調製（Pulse Frequency Modulation,縮寫為PFM ）
導通脈衝寬度恆定，通過改變開關工作頻率來改變占空比的方式。
三、混合調製
導通脈衝寬度和開關工作頻率均不固定，彼此都能改變的方式，它是以上二種方式的混合。
主要功能
（1）通過MODEM和電話網與監控中心通信，從通信口讀取高頻開關電源的信息；
（2）測量模組的輸出電流和電壓、直流母線電流和電壓、電源的輸出電流和電壓、電池充放電電流和電壓等；
（3）控制電源的輸出電流和穩流，控制電源的開關機等；
（4）控制高頻開關電源實現對蓄電池浮充、均充方式的自動轉換；
（5）控制矽鏈的自動或手動投切，保證控制母線的穩壓精度，進而保證微機和電晶體保護用電的可靠性，防止造成保護誤動；
（6）調節充電限流值和總輸出電流穩流值；
（7）具有本地和遠程控制方式，採用密碼允許或禁止方式操作，以增強系統運行可靠性。
高頻開關電源的分段線性PID
由於積分是滯後校正環節，而微分是超前校正環節，因此在控制誤差e(n)較大時，應採用比例一微分(PD)調節(不用積分)，這樣可以改善系統的回響快速性;而在控制誤差c(m)較小時，則應採用比例一積分(PI)調節(不用微分)，這樣可以使系統具有較好的穩定性，避免振盪。
為此，設定了兩個誤差限△1和△2，並且△1>△2分段線性PID算法可以描述為：
