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開關電源未來的發展和趨勢

  • 2012/5/24
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      科學家們提出取消工頻變壓器的串聯開關電源的設想,這對電源向體積和重量的下降獲得了一條根本的途徑。到了1969年由于大功率硅晶體管的耐壓提高,二極管反向恢復時間的縮短等元器件改善,終于做成了25千赫的開關電源。

    目前,開關電源以小型、輕量和高效率的特點被廣泛應用于以電子計算機為主導的各種終端設備、通信設備等幾乎所有的電子設備,是當今電子信息產業飛速發展不可缺少的一種電源方式。目前市場上出售的開關電源中采用雙極性晶體管制成的100kHz、用MOS-FET制成的500kHz電源,雖已實用化,但其頻率有待進一步提高。要提高開關頻率,就要減少開關損耗,而要減少開關損耗,就需要有高速開關元器件。

    然而,開關速度提高后,會受電路中分布電感和電容或二極管中存儲電荷的影響而產生浪涌或噪聲。這樣,不僅會影響周圍電子設備,還會大大降低電源本身的可靠性。其中,為防止隨開關啟-閉所發生的電壓浪涌,可采用R-C或L-C緩沖器,而對由二極管存儲電荷所致的電流浪涌可采用非晶態等磁芯制成的磁緩沖器。不過,對1MHz以上的高頻,要采用諧振電路,以使開關上的電壓或通過開關的電流呈正弦波,這樣既可減少開關損耗,同時也可控制浪涌的發生。

    這種開關方式稱為諧振式開關。目前對這種開關電源的研究很活躍,因為采用這種方式不需要大幅度提高開關速度就可以在理論上把開關損耗降到零,而且噪聲也小,可望成為開關電源高頻化的一種主要方式。當前,世界上許多國家都在致力于數兆Hz的變換器的實用化研究

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