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     未來開關電源技術發展趨勢

    開關電源是利用現代電力電子技術,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),調整輸出電壓,維持輸出穩定的一種電源。早在20世紀80年代計算機電源全面實現了開關電源化,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展和創新,使的開關電源技術也不斷的創新,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展空間。

    開關電源高頻化使其發展的方向,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,推動了高技術產品的小型化、輕便化。另外開關電源的發展與應用在節約能源、節約資源及保護環境方面都具有重要的意義。

    開關電源的發展方向是高頻、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的PWM開關技術進行創新,實現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。對聯高可靠性指標,美國的開關電源生產商通過降低運行電流,降低結溫等措施以減少器件的應力,使得產品的可靠性大大提高。

    模塊化是開關電源發展的總體趨勢,可以用模塊化電源組成分布式電源系統,可以設計成N+1冗余電源系統,并實現并聯方式的容量擴展。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新,開關電源產業有著廣闊的發展前景。要加快我國開關電源產業的發展速度就必須走技術創新之路,走出有中國特色的產學研聯合發展之路,為我國國民經濟的高速發展做出貢獻。

        發表時間:[ 2014/5/16 ] 瀏覽次數: [ 4731 ]
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