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近年來開關(guān)電源的發(fā)展現(xiàn)狀和方向

2018-07-23

    近年來,開關(guān)電源發(fā)展迅速,為了用戶能夠靈活使用各類功能模塊、減小體積、提高可靠性、降低成本、提高生產(chǎn)力。廠商將PFC、PWM、ZCS、ZVS、并聯(lián)均流控制、移相全橋控制等功能集成在專用芯片上,功率器件和控制、驅(qū)動(dòng)、檢測(cè)、保護(hù)等電路封裝在一個(gè)模塊內(nèi)構(gòu)成電子器件模塊。同時(shí)控制、功率半導(dǎo)體器件及信息傳輸?shù)裙δ芗稍谝粋€(gè)模塊中,通過取消傳統(tǒng)連線和電、熱、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了體積小、降低寄生參數(shù)和高可靠性。

 

目前現(xiàn)狀主要有以下幾點(diǎn):

1、同步整流技術(shù)替代傳統(tǒng)的二極管后,極大降低了整流損壞,提高了開關(guān)電源的轉(zhuǎn)換效率。加上各種新技術(shù)的應(yīng)用,高頻開關(guān)電源已經(jīng)達(dá)到95%以上。

 

2、自突破20KHZ后,一路突破到了MHZ級(jí)別,目前人們致力于MHZ級(jí)別的高頻開關(guān)電源研究。

 

3、軟開關(guān)技術(shù)發(fā)展日漸成熟,因?yàn)樵摷夹g(shù)在理論上可將開關(guān)損壞降為零,電路分為準(zhǔn)諧振電路、零轉(zhuǎn)換PWM電路和零開關(guān)PWM電路。和硬開關(guān)技術(shù)結(jié)合能夠同時(shí)擁有兩者的部分優(yōu)點(diǎn)。

 

4、PWM反饋回路的數(shù)字控制技術(shù)已經(jīng)開始應(yīng)用,可以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)電源輸出及各種保護(hù)功能,能對(duì)同步整流電路進(jìn)行精確的控制。

 

5、分布式電源系統(tǒng)的應(yīng)用,可以降低電應(yīng)力,解決了單臺(tái)輸出不夠大的問題。提升了系統(tǒng)可靠性,可拓展多種功率輸出,降低成本。

 

6、國內(nèi)大功率高頻開關(guān)電源產(chǎn)品稀缺,在一些大功率應(yīng)用領(lǐng)域無法得到廣泛應(yīng)用,限制發(fā)展的主要因素是電子器件和磁性器件的輸出功率不夠高。

 

7、高頻有源功率因數(shù)校正技術(shù)提高了功率因數(shù),高頻開關(guān)電源像是交流電網(wǎng)上的非線性負(fù)載,產(chǎn)生的高次諧波電流從輸電線輻射出去污染電網(wǎng)造成很大危害,該技術(shù)能減少污染。

 

8、數(shù)字技術(shù)便于產(chǎn)品設(shè)計(jì),該技術(shù)能夠擺脫傳統(tǒng)的繁復(fù)模擬電路設(shè)計(jì),專心質(zhì)量、功能和性能等方面,提高了開發(fā)效率。

 

9、數(shù)字技術(shù)開發(fā)的電路管理和通信功能提高產(chǎn)品性能,可以實(shí)現(xiàn)遙測(cè)遙控,便于在線維護(hù)、自檢和升級(jí),提高了可靠性和壽命。

 

10、開關(guān)電源日漸向著小型化、高頻化發(fā)展,可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品小型、輕便、節(jié)省消耗物料、降低生產(chǎn)成本。

 

11、高頻開關(guān)電源在開關(guān)操作時(shí),電壓電流變化會(huì)產(chǎn)生浪涌和噪音,引發(fā)EMI問題。EMC設(shè)計(jì)能有效解決,目前正在研究周期、混沌、隨機(jī)擴(kuò)頻等新技術(shù)。

 

    高頻開關(guān)電源和線性電源相比,優(yōu)勢(shì)較大,可節(jié)省制造工頻變壓器的空間,可實(shí)現(xiàn)小體積、輕重量、高可靠性、高性價(jià)比,同時(shí)易于實(shí)現(xiàn)不同功率輸出。隨著科技進(jìn)步,甚至有望完全取代線性電源。

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