行業(yè)資訊
開關電源未來朝5個方向發(fā)展
新的器件和新的拓撲理論的出現(xiàn)使得開關電源技術日趨可靠、成熟、經濟、適用。開關電源目前的發(fā)展,可以概括為以下幾個方面:
1、高頻化技術
隨著開關頻率的提高,開關變換器的體積也隨之減少,功率密度也得到大幅提升,動態(tài)響應得到改善。小功率DC/DC 變換器的開關頻率將上升到MHz。但隨著開關頻率的不斷提高,開關元件和無源元件損耗的增加、高頻寄生參數(shù)以及高頻EMI 等新的問題也將隨之產生。
2、數(shù)字化技術
在傳統(tǒng)功率電子技術中,控制部分是按模擬信號來設計和工作。目前,在整個的電子模擬電路系統(tǒng)中,電視、音響設備、照片處理、通訊、網絡等都逐步實現(xiàn)了數(shù)字化,而最后一個沒有數(shù)字化的堡壘就是電源領域。近年來,數(shù)字電源的研究勢頭不減,成果也越來越多。在電源數(shù)字化方面走在前面的公司主要有TI 和Microchip。
3、軟開關技術
為提高變換器的變換效率,各種軟開關技術應用而生,具有代表性的是無源軟開關技術和有源軟開關技術,主要包括零電壓開關/零電流開關( ZVS/ZCS)諧振、準諧振、零電壓/零電流脈寬調制技術( ZVS/ZCS-PWM)以及零電壓過渡/零電流過渡脈寬調制(ZVT/ZCT-PWM)技術等。采用軟開關技術可以有效地降低開關損耗和開關應力,有助于變換器變換效率的提高。
4、功率因數(shù)校正技術(PFC)
由于AC/DC 變換電路的輸入端有整流元件和濾波電容,在正弦電壓輸入時,單相整流電源供電的電子設備,電網側(交流輸入端)功率因數(shù)僅為0.6~0.65。采用PFC (功率因數(shù)校正)變換器,網側功率因數(shù)可提高到0.95~0.99,輸入電流THD 小于20%。既治理了電網的諧波污染,又提高了電源的整體效率。這一技術稱為有源功率因數(shù)校正APFC 單相,APFC 國內外開發(fā)較早,技術已較成熟。目前PFC 技術主要分為有源PFC 技術和無源PFC 技術兩大類,采用PFC 技術可以提高AC/DC 變化器輸入端功率因數(shù),減少對電網的諧波污染,但還有待繼續(xù)研究發(fā)展。
5、模塊化技術
模塊化有兩方面的含義,其一是指功率器件的模塊化,其二是指電源單元的模塊化。近年來,有些公司把開關電源的驅動保護電路也裝到功率模塊中去,構成了“智能化”功率模塊(IPM) ,不但縮小了整機的體積,更方便了整機的設計制造。實際上,由于頻率的不斷提高,致使引線寄生電感、寄生電容的影響愈加嚴重,對器件造成更大的電應力(表現(xiàn)為過電壓、過電流、毛刺)。為了提高系統(tǒng)的可靠性,有些制造商開發(fā)了“用戶專用”功率模塊(ASPM) ,它把一臺整機的所有硬件都以芯片的形式安裝到一個模塊中,這樣的模塊經過嚴格合理的熱、電、機械方面的設計,達到優(yōu)化完美的境地。由此可見,模塊化的目的不僅在于使用方便,縮小整機體積,更重要的是取消傳統(tǒng)連線,把寄生參數(shù)降到最小,從而把器件承受的電應力降至最低,提高系統(tǒng)的可靠性。
(好展會網 電力電工專題 )
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