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)(de)(de)下降獲得了(le)一(yi)條根本(ben)的(de)(de)(de)途徑。到了(le)1969年由于大功(gong)率硅晶(jing)體管的(de)(de)(de)耐壓提高,二極管反向恢復時(shi)間(jian)的(de)(de)(de)縮短(duan)等元器件改(gai)善(shan),終于做成了(le)25千赫的(de)(de)(de)開關電源。
目(mu)前,開(kai)關電源(yuan)以(yi)(yi)小型、輕量和高效率(lv)(lv)的(de)(de)特點被廣泛應用(yong)于以(yi)(yi)電子計算機為主(zhu)導的(de)(de)各種終端設(she)(she)(she)備(bei)、通信設(she)(she)(she)備(bei)等(deng)幾乎(hu)所有(you)的(de)(de)電子設(she)(she)(she)備(bei),是(shi)當今電子信息產業飛速發展不可(ke)缺少(shao)的(de)(de)一種電源(yuan)方式。目(mu)前市場上出售的(de)(de)開(kai)關電源(yuan)中采用(yong)雙極性晶(jing)體管制成(cheng)的(de)(de)100kHz、用(yong)MOS-FET制成(cheng)的(de)(de)500kHz電源(yuan),雖已實用(yong)化,但(dan)其(qi)頻率(lv)(lv)有(you)待進一步(bu)提高。要提高開(kai)關頻率(lv)(lv),就(jiu)要減(jian)少(shao)開(kai)關損耗,而要減(jian)少(shao)開(kai)關損耗,就(jiu)需要有(you)高速開(kai)關元(yuan)器件。
然而,開關(guan)(guan)(guan)(guan)速(su)度提高后,會受電(dian)(dian)路中(zhong)分布電(dian)(dian)感和電(dian)(dian)容或二(er)極管中(zhong)存儲(chu)(chu)電(dian)(dian)荷(he)的(de)(de)影響而產生(sheng)(sheng)浪(lang)涌或噪(zao)聲。這樣,不(bu)僅會影響周圍電(dian)(dian)子(zi)設備,還會大大降低電(dian)(dian)源本身的(de)(de)可(ke)(ke)靠性。其中(zhong),為防(fang)止隨開關(guan)(guan)(guan)(guan)啟-閉所(suo)(suo)發(fa)生(sheng)(sheng)的(de)(de)電(dian)(dian)壓浪(lang)涌,可(ke)(ke)采(cai)(cai)用(yong)R-C或L-C緩沖器,而對由(you)二(er)極管存儲(chu)(chu)電(dian)(dian)荷(he)所(suo)(suo)致的(de)(de)電(dian)(dian)流(liu)(liu)浪(lang)涌可(ke)(ke)采(cai)(cai)用(yong)非晶態等磁(ci)芯制成(cheng)的(de)(de)磁(ci)緩沖器。不(bu)過(guo)(guo),對1MHz以上的(de)(de)高頻,要(yao)采(cai)(cai)用(yong)諧振電(dian)(dian)路,以使開關(guan)(guan)(guan)(guan)上的(de)(de)電(dian)(dian)壓或通過(guo)(guo)開關(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)電(dian)(dian)流(liu)(liu)呈正弦波,這樣既可(ke)(ke)減(jian)少開關(guan)(guan)(guan)(guan)損耗(hao),同(tong)時也可(ke)(ke)控制浪(lang)涌的(de)(de)發(fa)生(sheng)(sheng)。
這(zhe)種(zhong)(zhong)開關方式(shi)稱為諧振式(shi)開關。目前(qian)對這(zhe)種(zhong)(zhong)開關電源(yuan)的研(yan)究很活躍(yue),因為采用(yong)這(zhe)種(zhong)(zhong)方式(shi)不需要大幅度提高開關速度就可以在理(li)論上(shang)把開關損耗降(jiang)到零,而(er)且(qie)噪聲也(ye)小,可望成為開關電源(yuan)高頻化的一種(zhong)(zhong)主(zhu)要方式(shi)。當前(qian),世界(jie)上(shang)許多國家都在致力(li)于(yu)數(shu)兆Hz的變(bian)換器(qi)的實用(yong)化研(yan)究。