年产4千万台开关(电源)设备生产线投资项目可行性研究报告(编辑修改稿)

年产4千万台开关(电源)设备生产线投资项目可行性研究报告(编辑修改稿)内容摘要：

保护电路 开关电源在设计中必须具有过流、过热、短路等保护功能，故在设计时应首选保护功能齐备的开关电源模块，并且其保护电路的技术参数应与用电设备的工作特性相匹配，以避免损坏用电设备或开关电源。 开关电源技术 的发展动向。 开关电源的发展方向是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化。 由于开关电源轻、小、薄的关键技术是高频化，因此国外各大开关电源制造商都致力于同步开发新型高智能化的元器件，特别是改善二次整流器件的损耗，并在功率铁氧体材料上加大科技创新，以提高在高频率和较大磁通密度（ Bs)下获得高的磁性能，而电容器的小型化也是一项关键技术。 SMT技术的应用使得开关电源取得了长足的进展，在电路板两面布置元器件，以确保开关电源的轻、小、薄。 开关电源的高频化就必然对传统的 PWM开关技术进行创新，实现 ZVS、 ZCS的软开 关技术已成为开关电源的主流技术，并大幅提高了开关电源的工作效率。 对于高可靠性指标，美国的开关电源生产商通过降低运行电流，降低结温等措施以减少器件的应力，使得产品的可靠性大大提高。 模块化是开关电源发展的总体趋势，可以采用模块化电源组成分布式电源系统，可以设计成 N＋ 1 冗余电源系统，并实现并联方式的容量扩展。 针对开关电源运行噪声大这一缺点，若单独追求高频化其噪声也必将随着增大，而采用部分谐振转换电路技术，在理论上即可实现高频化又可降低噪声，但部分谐振转换技 术的实际应用仍存在着技术问题，故仍需在这一领域开展大量的工作，以使得该项技术得以实用化。 第五 章 、建设规模与产品方案 一、 建设规模 本项目建设内容包括两方面：一是建设占地 60 亩的生产基地，即 40000 平方米；二是建设年产 4000 万台开关电源。 拟建规模为：总建筑面积 54000 平方米，项目建筑密度为 38％，容积率为 ，绿地面积 8000 平方米，绿地率为 20％。 厂周围的道路按 12 米宽设置，建筑物四周通过绿化带环绕分隔，道路采用城市型路面设计，满足消防疏散要求。 二、 产品方案 人们在开关电源技术领域是边开发相关电力电子器件，边开发开关变频技术，两者相互促进推动 着开关电源每年以超过两位数字的增长率向着轻、小、薄、低噪声、高可靠、抗干扰的方向发展。 开关电源可分为 AC/DC 和 DC/DC 两大类， DC/DC变换器现已实现模块化，且设计技术及生产工艺在国内外均已成熟和标准化，并已得到用户的认可，但 AC/DC 的模块化，因其自身的特性使得在模块化的进程中，遇到较为复杂的技术和工艺制造问题。 以下分别对两类开关电源的结构和特性作以阐述。 DC/DC变换 DC/DC 变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为直流斩波。 斩波器的工作方式有两种，一是脉宽调制方式 Ts 不变，改变 ton(通用 )，二是频率调制方式， ton 不变，改变 Ts（易产生干扰）。 其具体的电路由以下几类： （ 1） Buck电路 —— 降压斩波器，其输出平均电压 U0小于输入电压 Ui，极性相同。 （ 2） Boost电路 —— 升压斩波器，其输出平均电压 U0大于输入电压 Ui，极性相同。 （ 3） Buck－ Boost 电路 —— 降压或升压斩波器，其 输出平均电压 U0 大于或小于输入电压 Ui，极性相反，电感传输。 （ 4） Cuk电路 —— 降压或升压斩波器，其输出平均电 压 U0大于或小于输入电压 Ui，极性相反，电容传输。 还有 Sepic、 Zeta 电路。 上述为非隔离型电路，隔离型电路有正激电路、反激电路、半桥电路、全桥电路、推挽电路。 当今软开关技术使得 DC/DC 发生了质的飞跃，美国 VICOR公司设计制造的多种 ECI 软开关 DC/DC 变换器，其最大输出功率有 300W、 600W、 800W 等，相应的功率密度为 (、 17)W/cm3，效率为（ 80～ 90）％。 日本 NemicLambda 公司最新推出的一种采用软开关技术的高频开关电源模块 RM系列，其开关频率为（ 200～ 300)kHz，功率密度已达到 27W/cm3，采用同步整流器（ 代替肖特基二极管），使整个电路效率提高到 90％。 AC/DC变换 AC/DC 变换是将交流变换为直流，其功率流向可以是双向的，功率流由电源流向负载的称为 “ 整流 ” ，功率流由负载返回电源的称为 “ 有源逆变 ”。 AC/DC 变换器输入为 50/60Hz 的交流电，因必须经整流、滤波，因此体积相对较大的滤波电容器是必不可少的，同时因遇到安全标准（如 UL、 CCEE 等）及EMC指令的限制（如 IEC、 FCC、 CSA），交流输入侧必须加 EMC滤波及使用符合安全标准的元件，这样就限制 AC/DC 电源体积的小型化，另外，由于内部的高频、高压、大电流开关动作， 使得解决 EMC 电磁兼容问题难度加大，也就对内部高密度安装电路设计提出了很高的要求，由于同样的原因，高电压、大电流开关使得电源工作损耗增大，限制了 AC/DC 变换器模块化的进程，因此必须采用电源系统优化设计方法才能使其工作效率达到一定的满意程度。 AC/DC 变换按电路的接线方式可分为，半波电路、全波电路。 按电源相数可分为，单相、三相、多相。 按电路工作象限又可分为一象限、二象限、三象限、四象限。 第六章 场址选择 一 、 概况 地理位置 XX市地处福建省西南部，属于低纬度亚热带。 西与 龙岩是新罗区 毗邻，南与 漳州 市 华安县、南靖县 相连，东濒 泉州 市 永春县、安溪县 ， 北接三明永安市、大田县， 是闽南厦、漳、泉 “ 金三角 ”的 圈沿和 腹地，处于东南沿海与内地的过渡地带。 距省会福州市430 公里，距厦门市 170公里 ，距泉州 222公里。 地形地貌 XX地质条件复杂，属太平洋构造带。 地形东西窄，南北长，全市呈典型的南方丘陵地貌。 XX市 区及附城区 地处 XX中部，为丘陵河谷盆地，海拔多为 500 米以下，地势相对 XX 南、北部而言比较平坦开阔。 XX 市境内有中山、低山、高丘、低丘、平地五种基本地貌，其中平地仅占全市总面积的 %，中山和低山占 %。 地质构造 和地震 XX市境内地质构造为华夏系、新华夏系东西向等构造体系。 各地质时代的地形均有发育，出露完整。 XX市属 地震六度区。 气象 XX 市地处中亚热带与南亚热带接触地带， 气候温和湿润，雨量充沛。 各地年平均气温 ℃ 之间， 多年平均气温为℃ ，极端最高气温为 ℃ ，极端最低气温为－ 8℃ ，年平均相对湿度 78%， 年均降水量 14502100 毫米， 多年平均降雨量为 1509 毫米，最大年降雨量 毫米，最小年降雨量 毫米。 常年主导风向为北北东风，冬季主导风向为 西 北风，夏季主导风向为 东 南风，静风率平均达到 %，年平均风速为 米 /秒。 二 、 厂址选择依据 经 XX 市有关部门多厂址、多方案初步比选后， 本项目设 在XX工业园。 三 、 厂址选择指导思想和原则 厂址选择要符合 XX市总体发展规划，并与之相协调，集全市优势于一体，以取得最佳经济、社会和环境效益。 充分考虑建厂外部条件，尽量减少建厂费用和厂外运营费用。 尽量少占用或不占用耕地，尽量做到不拆或少拆迁村庄。 所选厂址用地要留有企业发展的余地。 第七 章 、技术方案、设备方案和工程方案 一、技术方案 （ 一 ） 、开关电源原理 开关 电源 主要包括输入电网滤波器、输入整流滤波器、变换器、输出整流滤波器、控制电路、保护电路。 它们的功能是： 1. 输入电网滤波器：消除来自电网，如电动机的启动、电器的开关、雷击等产生的干扰，同时也防止开关电源产生的高频噪声向电网扩散。 2. 输入整流滤波器：将电网输入电压进行整流滤波，为变换器提供直流电压。 3. 变换器：是开关电源的关键部分。 它把直流电压变换成高频交流电压，并且起到将输出部分与输入电网隔离的作用。 4. 输出整流滤波器：将变换器输出的高频交流电压整流滤波得到需要的直流电压，同时还防止高频噪声对负载的干扰。 5. 控 制电路：检测输出直流电压，并将其与基准电压比较，进行放大。 调制振荡器的脉冲宽度，从而控制变换器以保持输出电压的稳定。 保护电路：当开关电源发生过电压、过电流短路时，保护电路使开关电源停止工作以保护负载和电源本身。 开关电源原理图分析 正激电路 电路的工作过程： a 开关 S开通后 ,变压器绕组 N1两端的电压为上正下负 ,与其耦合的 N2绕组两端的电压也是上正下负 .因此 VD1处于通态 ,VD2为断态 ,电感 L 的电流逐渐增长。 b S 关断后 ,电感 L 通过 VD2续流 ,VD1关断 .S 关断后变压器的激磁电流经 N3绕组和 VD3流回电源 ,所以 S 关断后承受的电压为 . c 变压器的磁心复位 :开关 S 开通后 ,变压器的激磁电流由零开始 ,随着时间的增加而线性的增长 ,直到 S 关断 .为防止变压器的激磁电感饱和 ,必须设法使激磁电流在 S 关断后到下一次再开通的一段时间内降回零 ,这一过程称为变压器的磁心复位 . 正激电路的理想化波形 : 变压器的磁心复位时间为 : Tist=N3*Ton/N1 输出电压 :输出滤波电感电流连续的情况下 : Uo/Ui=N2*Ton/N1*T 磁心复位过程 : 反激电路 反激电路原理图 反激电路中的变压器起着储能元件的作用 ,可以看作是一对相互耦合的电感。 工作过程 : S 开通后 ,VD处于断态 ,N1绕组的电流线性增长 ,电感储能增加。 S 关断后 ,N1 绕组的电流被切断 ,变压器中的磁场能量通过 N2 绕组和 VD向输出端释放 .S关断后的电压为 :us=Ui+N1*Uo/N2 反激电路的工作模式 : 电流连续模式 :当 S 开通时 ,N2绕组中的电流尚未下降到零 . 输出电压关系 :Uo/Ui。