開關電源的發展和趨勢
科學家們提出取消工頻變電源的設想,這對電源向體積和重量的(de)下(xia)降獲得了一條根(gen)本的(de)途徑。到(dao)了1969年由于(yu)(yu)大功率(lv)硅(gui)晶體管(guan)的(de)耐壓提(ti)高(gao),二極管(guan)反向恢復時間的(de)縮短等元器件(jian)改善,終于(yu)(yu)做成了25千赫(he)的(de)開關電源。
目前(qian),開(kai)關電(dian)(dian)源以小型、輕量和高(gao)(gao)效率的(de)(de)特點被(bei)廣泛應用于以電(dian)(dian)子(zi)計(ji)算機(ji)為主(zhu)導的(de)(de)各種(zhong)終端設(she)備(bei)(bei)、通信設(she)備(bei)(bei)等幾乎所有(you)(you)(you)的(de)(de)電(dian)(dian)子(zi)設(she)備(bei)(bei),是當今電(dian)(dian)子(zi)信息產業飛速發展(zhan)不可缺少的(de)(de)一種(zhong)電(dian)(dian)源方式(shi)。目前(qian)市場上出售的(de)(de)開(kai)關電(dian)(dian)源中采用雙極性晶(jing)體管制(zhi)成的(de)(de)100kHz、用MOS-FET制(zhi)成的(de)(de)500kHz電(dian)(dian)源,雖已(yi)實用化,但其頻率有(you)(you)(you)待進一步提高(gao)(gao)。要(yao)提高(gao)(gao)開(kai)關頻率,就要(yao)減(jian)少開(kai)關損耗(hao),而(er)要(yao)減(jian)少開(kai)關損耗(hao),就需要(yao)有(you)(you)(you)高(gao)(gao)速開(kai)關元器件。
然而(er),開(kai)(kai)(kai)關速度提高(gao)后,會受電(dian)(dian)路(lu)中(zhong)分布電(dian)(dian)感和電(dian)(dian)容或(huo)二極管(guan)中(zhong)存儲電(dian)(dian)荷(he)的(de)影響(xiang)而(er)產(chan)生浪涌(yong)或(huo)噪聲。這樣,不僅(jin)會影響(xiang)周圍電(dian)(dian)子設備,還(huan)會大(da)大(da)降低(di)電(dian)(dian)源本(ben)身(shen)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)。其中(zhong),為(wei)防(fang)止隨開(kai)(kai)(kai)關啟(qi)-閉所發生的(de)電(dian)(dian)壓浪涌(yong),可(ke)采(cai)(cai)用R-C或(huo)L-C緩沖(chong)器,而(er)對(dui)由二極管(guan)存儲電(dian)(dian)荷(he)所致(zhi)的(de)電(dian)(dian)流浪涌(yong)可(ke)采(cai)(cai)用非晶態(tai)等磁芯制成的(de)磁緩沖(chong)器。不過,對(dui)1MHz以上(shang)的(de)高(gao)頻,要采(cai)(cai)用諧(xie)振電(dian)(dian)路(lu),以使開(kai)(kai)(kai)關上(shang)的(de)電(dian)(dian)壓或(huo)通(tong)過開(kai)(kai)(kai)關的(de)電(dian)(dian)流呈正(zheng)弦(xian)波,這樣既可(ke)減少(shao)開(kai)(kai)(kai)關損耗,同時(shi)也可(ke)控制浪涌(yong)的(de)發生。
這(zhe)種開(kai)關(guan)(guan)(guan)方式(shi)稱為(wei)諧振式(shi)開(kai)關(guan)(guan)(guan)。目前對這(zhe)種開(kai)關(guan)(guan)(guan)電(dian)源的(de)研究很活躍,因為(wei)采用這(zhe)種方式(shi)不需要(yao)大幅度提高(gao)開(kai)關(guan)(guan)(guan)速度就可(ke)以在理論上把開(kai)關(guan)(guan)(guan)損(sun)耗降到零,而且噪聲也小,可(ke)望(wang)成為(wei)開(kai)關(guan)(guan)(guan)電(dian)源高(gao)頻化(hua)的(de)一種主要(yao)方式(shi)。當前,世界上許多國(guo)家都在致力于(yu)數兆Hz的(de)變換器的(de)實(shi)用化(hua)研究。