新型开关电源可行性方案.docx
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新型开关电源可行性方案
年产4000万台开关设备生产线
预
可
行
性
研
究
报
告
第一章总论
一、项目背景
二、项目概况
三、问题与建议
第二章项目建设必要性与条件
一、开关电源的发展与趋势
二、项目发展必要性
三、经济和自然地理概况
第三章行业发展现状与预测
一、国内外市场供应现状
二、开关电源行业发展现状
三、国内外市场需求现状
四、市场供需预测分析
五、开关电源设备项目市场区域结构分析
六、价格预测分析
七、项目市场生命周期分析
第四章、资源条件评价
一、开关电源的组成
二、开关电源的条件
三、开关电源的选用
第五章、建设规模与产品方案
一、建设规模
二、产品方案
第六章场址选择
一、概况
二、厂址选择依据
第七章、技术方案、设备方案和工程方案
一、技术方案
二、主要设备方案
三、工程方案
第八章环境影响评价
一、项目建设和生产对环境的影响
二、环境保护措施方案
三、环境影响评价
第九章劳动安全卫生与消防
一、劳动安全卫生
二、消防
第十章组织机构与人力资源配置
一、组织机构
第十一章项目实施进度
一、建设工期
二、项目实施进度安排
三、项目实施进度表
第十二章投资估算
一、投资估算依据
二、项目投资估算
三、流动资金估算
第十三章财务评价
一、财务现金流量分析
二、赢利能力分析
第十四章结论
附图
年产4000万台开关设备生产线
第一章、总论
一、项目背景
（一）．项目名称：
年产4000万台开关设备生产线
（二）．可行性研究报告编制依据
1、《XX市城市总体规划》。
2、《福建XX工业园区总体规划》。
3、《XX市国民经济和社会发展“十一五”规划》。
4、委托方提供的有关资料及相应的设计规范、规定、规程。
5、项目所在地地形图。
6、参考类似项目的有关参数。
7、国家有关法律、法规。
（四）．项目提出的理由与过程：
开关电源设备是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。
开关电源和线性电源相比，二者的成本都随着输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异。
线性电源成本在某一输出功率点上，反而高于开关电源，这一点称为成本反转点。
随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新，这一成本反转点日益向低输出电力端移动，这为开关电源提供了广阔的发展空间。
开关电源高频化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了高新技术产品的小型化、轻便化。
另外开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。
二、项目概况
1．拟建地点：
XX市工业园
2．建设规模与目标
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0.76，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。
3．主要建设条件
电力电子技术是重要的支撑科技，国家关键性的科技领域有七个方面：
能源、环保、资讯与通信、生命科学、材料和交通。
每一领域无一不和电力电子有关，都在起着重要作用，而开关电源是其中的一个重要方面，有着深远的美好前景。
电路集成的进一步发展方向是系统集成。
XX已初步形成电力、建材、轻纺、机械、化工、农产品加工、煤炭、矿冶等为主的工业体系。
4．项目投入总资金及效益情况
本项目总投资10050万元，包括项目建设投资5494万元，计算期内流动资金2814万元。
其中项目固定资产投资6935万元，土地无形资产投资1200万元。
项目所需资金全部自筹。
5．主要技术指标
1、输入电压：
110VAC/DC或220VAC/DC或380VAC三相±20%，或85~264VAC全范围；
2、输出电压：
＋5V，－5V，＋12V，－12V，＋15V，－15V，＋24V，－24V，＋48V（任选）
3、输入频率：
47～63Hz；
4、效率：
80%；
5、电压可调范围：
±10%～±15%；
6、输出稳定度：
0.5%（典型值）；
7、负载稳定度：
1%（对于主输出电路）；
8、纹波及噪声：
1%峰峰值；
9、工作环境：
－20～＋55℃；存储环境：
－20～＋85%；
10、保护功能：
短路、过载、过压等保护功能；
三、问题与建议
开关电源设备和任何商品一样，在市场发展中都要考虑成本。
作为它的部件的电子变压器也回避不了成本问题。
为了降低电子变压器成本，第一个手段是设计，采用的原材料、结构形式对成本有决定性作用。
因此在设计直流开关电源的电子变压器时，一定要综合考虑电源的工作条件，当时原材料的水平和价格，设计出性能满足要求成本最低的电子变压器产品。
第二个手段是工艺，减少生产成本。
尽量采用工模具和机械加工，减少加工工时。
在检测中，采用短时间即可确认产品性能的方法，减少检查工时。
加强管理，从备料到产品包装出厂，各个生产环节都尽量减少工时和费用。
第三个手段是减少生产的附加费用。
包括设计选用的原材料和配件尽可能通用，减少种类和降低库存量，以及尽快缩短交货时间减少产品成品库存量，还有对检测中被剔除的产品进行处理，回收能用的原材料和配件等等。
再者随着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。
要加快我国开关电源产业的发展速度，就必须走技术创新之路，走出有中国特色的产学研联合发展之路，为我国国民经济的高速发展做出贡献。
可以预计，下面几个问题是开关电源发展的永恒方向：
（1）开关电源频率要高，这样动态响应才能快，配合高速微处理器工作是必须的；也是减小体积的重要途径。
（2）体积要减小，变压器电感、电容都要减小体积。
（3）效率要高，产生的热能会减少，散热会容易，容易达到高功率密度。
第二章项目建设必要性与条件
一、开关电源的发展与趋势
1955年美国罗耶（GH.Roger）发明的自激振荡推挽晶体管单变压器直流变换器，是实现高频转换控制电路的开端，1957年美国查赛（JenSen）发明了自激式推挽双变压器，１９６４年美国科学家们提出取消工频变压器的串联开关电源的设想，这对电源向体积和重量的下降获得了一条根本的途径。
到了１９６９年由于大功率硅晶体管的耐压提高，二极管反向恢复时间的缩短等元器件改善，终于做成了２５千赫的开关电源。
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。
目前市场上出售的开关电源中采用双极性晶体管制成的１００kHz、用ＭＯＳ－ＦＥＴ制成的５００kHz电源，虽已实用化，但其频率有待进一步提高。
要提高开关频率，就要减少开关损耗，而要减少开关损耗，就需要有高速开关元器件。
然而，开关速度提高后，会受电路中分布电感和电容或二极管中存储电荷的影响而产生浪涌或噪声。
这样，不仅会影响周围电子设备，还会大大降低电源本身的可靠性。
其中，为防止随开关启-闭所发生的电压浪涌，可采用R-C或L-C缓冲器，而对由二极管存储电荷所致的电流浪涌可采用非晶态等磁芯制成的磁缓冲器。
不过，对1MHz以上的高频，要采用谐振电路，以使开关上的电压或通过开关的电流呈正弦波，这样既可减少开关损耗，同时也可控制浪涌的发生。
这种开关方式称为谐振式开关。
目前对这种开关电源的研究很活跃，因为采用这种方式不需要大幅度提高开关速度就可以在理论上把开关损耗降到零，而且噪声也小，可望成为开关电源高频化的一种主要方式。
当前，世界上许多国家都在致力于数兆Hz的变换器的实用化研究。
二、项目发展必要性
随着电力电子技术的高速发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源，进入80年代计算机电源全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代，进入90年代开关电源相继进入各种电子、电器设备领域，程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源，更促进了开关电源技术的迅速发展。
开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关晶体管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。
开关电源和线性电源相比，二者的成本都随着输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异。
线性电源成本在某一输出功率点上，反而高于开关电源，这一成本反转点。
随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术在不断地创新，这一成本反转点日益向低输出电力端移动，这为开关电源提供了广泛的发展空间。
开关电源高频化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了高新技术产品的小型化、轻便化。
另外开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。
三、经济和自然地理概况
XX，位于福建省的西南部，地处闽西的东大门，是外接厦门和闽南“金三角”沿海发达地区，内联闽、粤、赣腹地重要的交通枢纽和闽南金三角的“后花园”。
东毗永春、安溪，南连华安、南靖，西邻新罗，北接永安、大田。
XX于1470年置县，于1990年撤县设市，是福建省第九个县级市，面积2975平方公里，总人口28万，辖8镇6乡2个街道办事处。
XX是原中央苏区，是国家级可持续发展实验区、国家农业综合开发县、福建省“生态农业试点县”；XX是著名的花乡、茶乡、画乡，XX市及永福镇、新桥镇分别被命名为“中国花木之乡”、“中国杜鹃花之乡”、“中国现代民间绘画之乡”；XX水仙茶、永福台湾高山茶闻名遐迩，XX水仙茶列为第六批全国农业标准化示范项目；XX（永福）是国家级台湾农民创业园；XX拥有天台国家森林公园和国家“4A”级景区—九鹏溪；XX是明朝伟大航海家王景弘故里，他和郑和同为正史七下西洋；XX还是福建省“平安县（市、区），福建省“十大空中最美家园”。
2008年全市完成国内生产总值65.14亿元，比上年增长15；财政总收入5.85亿元,比增28.3%；规模以上工业产值50.3亿元，农业产值20.3亿元，城乡50万元以上固定资产投资35.2亿元，财政总收入5.85亿元。
XX市交通便捷，境内鹰厦铁路纵贯南北，漳龙坎（梅）、漳龙赣、漳泉肖铁路横穿东西，是沟通全国各地的铁路枢纽；按时速200公里级双线电气化铁路标准建设的杭州-XX-龙岩-广州铁路及漳泉肖铁路、赣龙铁路改造项目已列入铁道部建设计划。
省道公路漳下线、西港线、金上线穿越，形成东出泉州、西进龙岩，南下漳州、厦门，北上三明的公路交通网络。
穿越XX的“双永”高速公路正在建设，永漳高速公路明年将动工建设。
电力充裕稳定，装机容量60万千瓦的XX火电厂正在建设，水电装机容量31.3万千瓦。
电网设施完善，拥有1座220kv变电站、5座110kv变电站、13座35kv变电站，拟建XX工贸新区220kv变电站1座。
XX水资源丰富，水量供应充足，九龙江上游流经XX境内，水域辽阔，支流密布，常年平均径流量27.8亿立方米，水量充沛，取水方便，可满足生产生活用水需求。
XX自然资源丰富，矿产品种多，质量好，储量大，已探明的就有三十多种，尤以石灰石、煤、铁、花岗岩、五彩玉石和紫色陶瓷土驰名。
铁矿踏勘量6000万吨以上，品位达55%，是国内少有的平炉富矿；煤炭储量2.83亿吨，其中烟煤储量1500万吨，是福建省唯一的烟煤产地；石灰石储量５亿吨，居全省第二；各种颜色的花岗岩储量18亿立方米，五彩玉石储量１亿立方米，紫红色粉砂泥岩储量约5亿吨。
现有林业用地372万亩，有林地327.5万亩，森林覆盖率77.9%，森林植物1300多种，林木蓄积量1503万立方米，毛竹立竹量4223万株，是中国南方48个重点林区之一；已形成速生丰产用材林、毛竹、油茶基地，是福建23个重点水果开发县（市）之一。
XX已初步形成电力、建材、轻纺、机械、化工、农产品加工、煤炭、矿冶等为主的工业体系和花卉、茶叶、毛竹、蔬菜、水果、竹木种植、畜牧水产养殖等农业主导产业。
第三章行业发展现状与预测
一、国内外市场供应现状
开关电源是各种电源中应用范围和市场最大的一种，包括从交流输入变为直流输出的“开关整流器”和从直流输入变为直流输出的“直流变换器”。
直流开关电源经过几十年的发展，集中了许多高新技术，包括高频开关技术、软开关技术、功率因数校正技术、同步整流技术、智能化技术、表面安装技术，已经形成高工作频率、高效率、高功率密度、高可靠性等为特征的现代直流开关电源。
开关电源的应用范围和市场比较大，按日本电子机械工业协会开关电源专业委员会的分类方法，包括：
（1）各种电子计算机、中央处理器、存储装置用开关电源；
（2）计算机外围终端设备，输入输出装置用开关电源；（3）有线通讯设备、程控交换机、户内通讯设备用开关电源；（4）无线通讯设备、发送设备、移动通讯设备用开关电源；（5）工厂自动化、机器人、数控机床、空调设备、电力控制设备用开关电源；（6）自动售货机、现金自动交付机、现金自动存储机用开关电源；（7）显示器、示波器用开关电源；（8）医疗设备、试验仪器、汽车电子、液晶显示装置用开关电源；（9）文字书写机、个人计算机、传真机用开关电源；（10）复印机、速印机用开关电源；（11）电视机、录像机用开关电源；（12）游戏机用开关电源；（13）数字音响、电子乐器用开关电源；（14）磁带录音机、立体声录放机用开关电源；（15）插头式开关电源、充电器用开关电源和住宅设备用开关电源。
之所以分得这样细的原因是日本的直流工关电源市场占世界50%~45%，品种多、用量大，可以针对各自不同的要求进行设计，有利于追求最佳性能和最低成本。
目前，国内开关电源自主研发及生产厂家有300多家，形成规模的有十多家。
国产开关电源已占据了相当市场，一些大公司如中兴通讯自主开发的电源系列产品已获得广泛认同，在电源市场竞争中颇具优势，并有少量开始出口。
二、开关电源行业发展现状
1、2003-2009年行业企业数量发展状况
单位：
个
2、行业从业人员发展状况
2003-2009年行业企业从业人员发展状况
单位：
个
三、国内外市场需求现状
现在，全球电源元件产品中的变压器产品已经由以往的挂钩式产品开始向高频开关式的电源元件产品方向转变。
另外，全球手机、笔记本pc、数码相机与便携式等产品的电池产品所使用的电源用半导体产品的开发工作目前正在向高性能化、高集成化、优秀的散热性与超小型化的方向发展。
全球电源用半导体产品包括power-mosfet与整流用半导体二极管的分立器件、dc-dc转换器、锂电池保护用ic与调节器等。
其中，由于全球电源开关产品高频化发展的需求，power-mosfet已成为目前使用最多的全球电源用半导体产品了。
最近，应用于汽车产品领域的能够耐40v的具有1.5mω接通电阻的power-mosfet电源用半导体新产品已经成功开发出来了。
全球整流用半导体二极管产品除了可以进行交、直流的变换外，还可以应用于防止电流逆流与电路保护等领域。
它包括pn型frd与sbd。
最近，具有超高速开关、高耐压化与超小型功能特点的全球frd与sbd元件产品已经成功开发出来，它将成为今后全球市场产品需求的重点。
四、市场供需预测分析
2010-2014年我国开关电源行业产量预测分析
2010-2014年我国开关电源行业需求预测分析
五、开关电源设备项目市场区域结构分析
1、我国开关电源项目市场供应区域分布分析
我国开关电源项目市场需求区域分布分析
2、开关电源产品国内市场份额
六、价格预测分析
2010年-2014年开关电源项目产品价格预测分析
七、项目市场生命周期分析
1、开关电源项目行业生命周期分析
2、2007-2009年8月精密稳压开关电源模块产品整体市场价格指数走势
3、2007-2009年8月精密稳压开关电源模块产品整体市场平均价格走势
第四章、资源条件评价
一、开关电源的组成
开关电源由以下几个部分组成：
（一）、主电路
从交流电网输入、直流输出的全过程，包括：
1、输入滤波器：
其作用是将电网存在的杂波过滤，同时也阻碍本机产生的杂波反馈到公共电网。
2、整流与滤波：
将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电，以供下一级变换。
3、逆变：
将整流后的直流电变为高频交流电，这是高频开关电源的核心部分，频率越高，体积、重量与输出功率之比越小。
4、输出整流与滤波：
根据负载需要，提供稳定可靠的直流电源。
（二）、控制电路
一方面从输出端取样，经与设定标准进行比较，然后去控制逆变器，改变其频率或脉宽，达到输出稳定，另一方面，根据测试电路提供的资料，经保护电路鉴别，提供控制电路对整机进行各种保护措施。
（三）、检测电路
除了提供保护电路中正在运行中各种参数外，还提供各种显示仪表资料。
（四）、辅助电源
提供所有单一电路的不同要求电源
二、开关电源的条件
1、开关：
电力电子器件工作在开关状态而不是线性状
2、高频：
电力电子器件工作在高频而不是接近工频的低频
3、直流：
开关电源输出的是直流而不是交流也可以输出高频交流如电子变压器
三、开关电源的选用
开关电源在输入抗干扰性能上，由于其自身电路结构的特点（多级串联），一般的输入干扰如浪涌电压很难通过，在输出电压稳定度这一技术指标上与线性电源相比具有较大的优势，其输出电压稳定度可达（0.5～1）％。
开关电源模块作为一种电力电子集成器件，在选用中应注意以下几点：
1、输出电流的选择
因开关电源工作效率高，一般可达到80％以上，故在其输出电流的选择上，应准确测量或计算用电设备的最大吸收电流，以使被选用的开关电源具有高的性能价格比，通常输出计算公式为：
Is=KIf
式中：
Is—开关电源的额定输出电流；
If—用电设备的最大吸收电流；
K—裕量系数，一般取1.5～1.8；
2、接地
开关电源比线性电源会产生更多的干扰，对共模干扰敏感的用电设备，应采取接地和屏蔽措施，按ICE1000、EN61000、FCC等EMC限制，开关电源均采取EMC电磁兼容措施，因此开关电源一般应带有EMC电磁兼容滤波器。
如利德华福技术的HA系列开关电源，将其FG端子接大地或接用户机壳，方能满足上述电磁兼容的要求。
3、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0.76，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。
1、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（6.2、10、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（MOSFET代替肖特基二极管），使整个电路效率提高到90％。
2、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
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