《電子技術應用》
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開關電源技術發(fā)展趨勢淺談
摘要: 開關電源是利用現(xiàn)代電力電子技術,,采用功率半導體器件作為開關,,通過控制開關晶體管開通和關斷的時間比率(占空比),調(diào)整輸出電壓,維持輸出穩(wěn)定的一種電源,。早在20世紀80年代計算機電源全面實現(xiàn)了開關
關鍵詞: 開關電源
Abstract:
Key words :

開關電源是利用現(xiàn)代電力電子技術,,采用功率半導體器件作為開關,,通過控制開關晶體管開通和關斷的時間比率(占空比),,調(diào)整輸出電壓,維持輸出穩(wěn)定的一種電源。早在20世紀80年代計算機電源全面實現(xiàn)了開關電源化,,率先完成計算機電源換代,,進入90年代開關電源已廣泛應用在各種電子、電器設備,,程控交換機,、通訊、電力檢測設備電源和控制設備電源之中,。開關電源一般由脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制IC和MOSFET構成,。開關電源和線性電源相比,兩者的成本都隨著輸出功率的增加而增長,,但兩者增長速率各異,。線性電源成本在某一輸出功率點上,,反而高于開關電源,,這一點稱為成本反轉點。隨著電力電子技術的發(fā)展和創(chuàng)新,,使的開關電源技術也不斷的創(chuàng)新,,這一成本反轉點日益向低輸出電力端移動,從而為開關電源提供了廣闊的發(fā)展空間,。

開關電源高頻化使其發(fā)展的方向,,高頻化使開關電源小型化,并使開關電源更進入更廣泛的應用領域,,特別是在高新技術領域的應用,,推動了高技術產(chǎn)品的小型化、輕便化,。另外開關電源的發(fā)展與應用在節(jié)約能源,、節(jié)約資源及保護環(huán)境方面都具有重要的意義。

開關電源的發(fā)展方向是高頻,、高可靠,、低耗、低噪聲,、抗干擾和模塊化,。由于開關電源輕、小,、薄的關鍵技術是高頻化,,因此國外各在開關電源制造商都致力同步開發(fā)新型高智能化的元器件,特別是改善二次整流器件的損耗,,并在功率鐵氧體(Mn-Zn)材料上加大科技創(chuàng)新,,以提高在高頻率和較大磁通密度(Bs)下獲得高的磁性能,而電容器的小型化也是一項關鍵技術。SMT技術的應用使得開關電源取得了長足的進展,,在電路板兩面布置元器件,,以確保開關電源的輕、小薄,。開關電源的高頻化就必然對傳統(tǒng)的PWM開關技術進行創(chuàng)新,,實現(xiàn)ZVS、ZCS的軟開關技術已成為開關電源的主流技術,,并大幅提高了開關電源的工作效率,。對聯(lián)高可靠性指標,美國的開關電源生產(chǎn)商通過降低運行電流,,降低結溫等措施以減少器件的應力,,使得產(chǎn)品的可靠性大大提高。

模塊化是開關電源發(fā)展的總體趨勢,,可以用模塊化電源組成分布式電源系統(tǒng),,可以設計成N+1冗余電源系統(tǒng),并實現(xiàn)并聯(lián)方式的容量擴展,。針對開關電源運行噪聲大這一缺點,,若單獨追求高頻化,其噪聲也必將隨著增大,,而用部分諧振轉換電路技術,,在理論上即可實現(xiàn)高頻化又可降低噪聲,但部分諧振轉換技術實際應用仍存在著技術問題,,故仍需在這一領域開展大量的工作,,使得多項技術得以實用化。電力電子技術的不斷創(chuàng)新,,開關電源產(chǎn)業(yè)有著廣闊的發(fā)展前景,。要加快我國開關電源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度就必須走技術創(chuàng)新之路,走出有中國特色的產(chǎn)學研聯(lián)合發(fā)展之路,,為我國國民經(jīng)濟的高速發(fā)展做出貢獻,。

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