2011-2012年我國開(kāi)關(guān)電源行業(yè)技術(shù)發(fā)展分析
開(kāi)關(guān)電源真正的發(fā)展是從70年代開(kāi)始的,在此期間系統的電力電子理論的確立為開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展提供了一個(gè)良好而必需的基礎。但在產(chǎn)品應用的初期,存在開(kāi)關(guān)頻率低、功率密度較低、可靠性較差的缺點(diǎn)。因此開(kāi)關(guān)電源主要的發(fā)展方向,是針對上述缺點(diǎn)不斷加以改善。大功率場(chǎng)效應管及絕緣柵晶體管等器件的出現為高頻和大功率變換器提供了極有利的條件。新的器件和新的拓撲理論的出現使得開(kāi)關(guān)電源技術(shù)日趨可靠、成熟、經(jīng)濟、適用。開(kāi)關(guān)電源目前的發(fā)展,可以概括為以下幾個(gè)方面:
1、高頻化技術(shù)
隨著(zhù)開(kāi)關(guān)頻率的提高,開(kāi)關(guān)變換器的體積也隨之減少,功率密度也得到大幅提升,動(dòng)態(tài)響應得到改善。小功率DC/DC變換器的開(kāi)關(guān)頻率將上升到MHz。但隨著(zhù)開(kāi)關(guān)頻率的不斷提高,開(kāi)關(guān)元件和無(wú)源元件損耗的增加、高頻寄生參數以及高頻EMI等新的問(wèn)題也將隨之產(chǎn)生。
2、數字化技術(shù)
在傳統功率電子技術(shù)中,控制部分是按模擬信號來(lái)設計和工作。目前,在整個(gè)的電子模擬電路系統中,電視、音響設備、照片處理、通訊、網(wǎng)絡(luò )等都逐步實(shí)現了數字化,而最后一個(gè)沒(méi)有數字化的堡壘就是電源領(lǐng)域。近年來(lái),數字電源的研究勢頭不減,成果也越來(lái)越多。在電源數字化方面走在前面的公司主要有TI和Microchip。
3、軟開(kāi)關(guān)技術(shù)
為提高變換器的變換效率,各種軟開(kāi)關(guān)技術(shù)應用而生,具有代表性的是無(wú)源軟開(kāi)關(guān)技術(shù)和有源軟開(kāi)關(guān)技術(shù),主要包括零電壓開(kāi)關(guān)/零電流開(kāi)關(guān)(ZVS/ZCS)諧振、準諧振、零電壓/零電流脈寬調制技術(shù)(ZVS/ZCS-PWM)以及零電壓過(guò)渡/零電流過(guò)渡脈寬調制(ZVT/ZCT-PWM)技術(shù)等。采用軟開(kāi)關(guān)技術(shù)可以有效地降低開(kāi)關(guān)損耗和開(kāi)關(guān)應力,有助于變換器變換效率的提高。
4、功率因數校正技術(shù)(PFC)
由于A(yíng)C/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(shí),單相整流電源供電的電子設備,電網(wǎng)側(交流輸入端)功率因數僅為0.6~0.65。采用PFC(功率因數校正)變換器,網(wǎng)側功率因數可提高到0.95~0.99,輸入電流THD小于20%。既治理了電網(wǎng)的諧波污染,又提高了電源的整體效率。這一技術(shù)稱(chēng)為有源功率因數校正APFC單相,APFC國內外開(kāi)發(fā)較早,技術(shù)已較成熟。目前PFC技術(shù)主要分為有源PFC技術(shù)和無(wú)源PFC技術(shù)兩大類(lèi),采用PFC技術(shù)可以提高AC/DC變化器輸入端功率因數,減少對電網(wǎng)的諧波污染,但還有待繼續研究發(fā)展。
5、模塊化技術(shù)
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(lái),有些公司把開(kāi)關(guān)電源的驅動(dòng)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(shí)際上,由于頻率的不斷提高,致使引線(xiàn)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(表現為過(guò)電壓、過(guò)電流、毛刺)。為了提高系統的可靠性,有些制造商開(kāi)發(fā)了“用戶(hù)專(zhuān)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(gè)模塊中,這樣的模塊經(jīng)過(guò)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(jiàn),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連線(xiàn),把寄生參數降到最小,從而把器件承受的電應力降至最低,提高系統的可靠性。
【上一個(gè)】 高頻開(kāi)關(guān)電源-性能優(yōu)越價(jià)格合理 | 【下一個(gè)】 我國開(kāi)關(guān)電源行業(yè)的發(fā)展歷程及趨勢 |
^ 2011-2012年我國開(kāi)關(guān)電源行業(yè)技術(shù)發(fā)展分析 |