开关电源是相对线性电源而言的。开关电源是利用现代电力电子技术,运用 PWM 技术控制开关管的频率和导通时间,来调节输出电压。相对于传统的线性电 源,开关电源具有体积小、效率高、发热量低等优点。在节约资源及保护环境方 面有重大影响,符合社会发展趋势,随着现代工业的发展,人类对自然的危害越 来越大,环境问题严峻,人们在电路的设计中加大了对电力效率的重视,减少对 电力的依赖,减轻对坏境的危害。72252
随着电力电子技术的发展,各种集成电路飞速发展,为更好的控制开关器件 提供了可行性。开关电源的集成化,小型化,高效化是必然趋势。如今对于开关 电源的输出电压和电流控制的技术已然很成熟。在电力电子技术理论的再次更新 和半导体材料的再次发展前,如何提高开关电源的效率和小型化是首要任务。论文网
开关电源的发展从来都是随着半导体器件及磁性元件等的发展而进步的。开 关器件高频化的实现,需要相应的高速半导体器件。发展功率 MOSFET、IGBT 等新型高速器件,开发高频用的低损磁材料,改进磁元件的结构及设计方法,提 高滤波电容的介电常数及降低其等效串联电阻等,对于开关电源小型化始终产生 着巨大的推动作用。总之,在开关电源技术领域里,边研究低损耗回路技术,边 开发新型元器件,两者相互促进,并推动着开关电源以每年超过两位数的增长率 向小型、薄型、高频、低噪声以及高可靠性方向发展。
开关电源的发展趋势
在提倡使用绿色节能环保产品的今天。更低的辐射,使用环保可回收的材料、 更低的噪音等,让开关电源在环保领域不断前行。开关电源提高效率和减小体积 方法有三种。
一是高频化。在当今社会中,以计算机为代表的各种电子设备都需要稳定、 可靠的电源供电。如果每个开关电源的效率提高 0。1%,将会节约大量能源。随 着科学技术的发展,各种电子设备小型化是必然趋势,所以开关电源也必须向着 小型化发展。开关电源小型化的发展必然要求开关频率的提高。一旦开关频率提 高,电路对电容、电感以及变压器的容量要求大大降低,电容、电感和变压器的 容量降低,将导致其体积减小,符合小型化发展趋势。
二是压电变压器。压电变压器是基于压电效应和逆压电效应的第三代电子变 压器,相比传统的电磁变压器,具有体积小、重量轻、抗电磁干扰、转换效率高 等优点。已被应用到笔记本和手机等手持设备的背光电源、AC-DC 转换器、 DC-DC 转换器等领域。压电变压器正是利用极化后的压电体的压电效应来实现 电压输出的。在压电变压器的输入部分用一个正弦波电压信号驱动,通过逆压电 效应使输入部分产生振动,振动波通过输入和输出部分的机械结构耦合到输出部 分,输出部分再通过正压电效应产生电荷,实现压电体的电能一机械能一电能的 机电能量的二次变换,在压电变压器的谐振频率下获得最高输出电压。
三采用新型电容器。为了减少电力电子的体积和重量,必须设法改进性能, 提高电源效率。要求电容量大、体积小、效率高[14]。