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(xiang)體(ti)積和重(zhong)量的下降獲得了(le)一(yi)條根本的途徑。到了(le)1969年由于大功率硅晶體(ti)管(guan)的耐(nai)壓提高(gao),二(er)極管(guan)反(fan)向(xiang)恢復時間的縮短等元器件改(gai)善,終于做成了(le)25千赫(he)的開(kai)關電源。
目前,開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)以(yi)小(xiao)型、輕量和(he)高(gao)(gao)效(xiao)率的特點被廣泛(fan)應用(yong)(yong)于以(yi)電(dian)子計算機(ji)為主導的各種終端設備、通信設備等幾(ji)乎(hu)所有(you)的電(dian)子設備,是當今電(dian)子信息產業(ye)飛速(su)發展不可缺少的一(yi)種電(dian)源(yuan)方式。目前市場上出售(shou)的開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)中采用(yong)(yong)雙極性晶體管制成(cheng)的100kHz、用(yong)(yong)MOS-FET制成(cheng)的500kHz電(dian)源(yuan),雖已(yi)實用(yong)(yong)化,但其頻(pin)率有(you)待進一(yi)步提(ti)(ti)高(gao)(gao)。要(yao)(yao)提(ti)(ti)高(gao)(gao)開(kai)關(guan)頻(pin)率,就(jiu)要(yao)(yao)減少開(kai)關(guan)損(sun)耗,而要(yao)(yao)減少開(kai)關(guan)損(sun)耗,就(jiu)需要(yao)(yao)有(you)高(gao)(gao)速(su)開(kai)關(guan)元(yuan)器件。
然而,開(kai)關速(su)度提高后,會受電(dian)(dian)路中(zhong)分(fen)布電(dian)(dian)感和電(dian)(dian)容或(huo)(huo)二(er)極管(guan)中(zhong)存(cun)儲電(dian)(dian)荷的影(ying)響而產生浪(lang)涌(yong)(yong)或(huo)(huo)噪聲。這樣(yang),不(bu)僅會影(ying)響周(zhou)圍(wei)電(dian)(dian)子(zi)設備,還(huan)會大(da)(da)大(da)(da)降低電(dian)(dian)源本身的可(ke)(ke)靠性。其(qi)中(zhong),為防止隨開(kai)關啟-閉所發生的電(dian)(dian)壓浪(lang)涌(yong)(yong),可(ke)(ke)采(cai)用R-C或(huo)(huo)L-C緩沖(chong)器,而對由二(er)極管(guan)存(cun)儲電(dian)(dian)荷所致(zhi)的電(dian)(dian)流浪(lang)涌(yong)(yong)可(ke)(ke)采(cai)用非晶態等磁芯(xin)制(zhi)成(cheng)的磁緩沖(chong)器。不(bu)過,對1MHz以上的高頻,要采(cai)用諧振(zhen)電(dian)(dian)路,以使開(kai)關上的電(dian)(dian)壓或(huo)(huo)通過開(kai)關的電(dian)(dian)流呈(cheng)正弦波,這樣(yang)既可(ke)(ke)減少開(kai)關損耗,同時也可(ke)(ke)控(kong)制(zhi)浪(lang)涌(yong)(yong)的發生。
這(zhe)種(zhong)開關(guan)方(fang)式(shi)稱為諧振式(shi)開關(guan)。目前(qian)對這(zhe)種(zhong)開關(guan)電源的研究(jiu)很(hen)活躍,因(yin)為采用(yong)這(zhe)種(zhong)方(fang)式(shi)不需要(yao)(yao)大幅(fu)度(du)提高開關(guan)速度(du)就可(ke)以在(zai)理(li)論上把(ba)開關(guan)損耗降到零,而且噪聲也小,可(ke)望成為開關(guan)電源高頻化(hua)的一種(zhong)主要(yao)(yao)方(fang)式(shi)。當前(qian),世界上許(xu)多國(guo)家都在(zai)致力于數兆(zhao)Hz的變換器的實用(yong)化(hua)研究(jiu)。