开关电源的发展现状与前景
开关电源的现状及发展趋势分析
开关电源的现状及发展趋势分析开关电源作为一种高效稳定的电源供应方式，已经在各个领域得到广泛应用。
本文将对开关电源的现状进行分析，并探讨其未来的发展趋势。
首先，我们来看开关电源的现状。
开关电源是一种将输入电压转换为直流电压输出的电源装置。
相比于传统的线性电源，开关电源具有效率高、体积小、体积轻、稳定性好等特点。
目前，开关电源已经广泛应用于电子设备、通信设备、工业设备等领域。
特别是随着电子产品的普及和便携性的要求，对于高效、小型的电源供应方式的需求越来越大。
在开关电源的技术方面，目前已经出现了一些新的发展趋势。
首先是功率密度的提高。
随着科技的发展，电子产品对功率密度的要求越来越高，这就要求开关电源能够在更小的体积和重量下提供更大的功率输出。
为实现这一目标，现代开关电源采用了更高频率的开关操作，以及更先进的半导体器件和变压器设计。
这些技术的引入，使得开关电源的功率密度不断提高，有些已经达到每立方英寸几千瓦的水平。
其次，开关电源的效率也在不断提高。
高效是开关电源的一大优势，目前一般的开关电源可以达到90%以上的转换效率。
但是，随着能源紧缺和环保意识的增强，人们对于电能的利用效率要求越来越高。
未来的开关电源将会采用更先进的半导体器件和控制算法，进一步提高转换效率。
另外，人们还在研究使用新的材料来减小电源的损耗，如石墨烯和碳纳米管等。
这些技术的引入，将进一步提高开关电源的效率。
再次，开关电源的稳定性也在不断提高。
稳定性是开关电源的另一个重要指标，尤其是对于一些对电压波动敏感的设备来说。
目前，开关电源已经普遍采用了反馈控制的技术，以确保输出电压的稳定性。
未来的发展方向是进一步提高反馈技术的精确度，并与其他技术如脉宽调制和多相变压器等进行结合，以提高稳定性。
最后，安全性是开关电源发展的一大趋势。
随着电子设备的普及，人们对于电源的安全性要求越来越高。
目前，开关电源已经采用了过压保护、过载保护和短路保护等安全措施。
开关电源发展现状
开关电源发展现状开关电源是一种将输入电源进行转换和调节后输出给电子设备的电源装置。
它的主要特点是高效、小型、轻便，并且可以适应不同的电压和频率，因此在各个领域都有广泛的应用。
近年来，随着科技的不断发展，开关电源也不断进行技术创新和改进，呈现出一些新的发展趋势。
首先，开关电源的效率不断提高。
高效率是开关电源的重要特点，它可以减少能量的损耗和热量的产生，从而提高能源利用率和设备的可靠性。
目前，许多开关电源已经实现了超过90%的转换效率，并且在轻负载和待机模式下也能保持较高的效率。
这种高效率的开关电源在智能手机、平板电脑和笔记本电脑等便携设备中得到了广泛应用。
其次，开关电源的尺寸越来越小。
随着半导体技术的不断进步，开关电源的体积不断缩小。
一些先进的开关电源器件采用了微米级的晶体管和其他组件，这样可以大大减小其体积和重量。
这种小型化的开关电源可以使电子产品更加紧凑和轻便，满足人们对移动性和舒适性的需求。
第三，开关电源的稳定性和可靠性逐渐提高。
开关电源是电子设备的核心部分，其稳定性和可靠性直接影响到设备的性能和使用寿命。
随着技术的进步，开关电源的控制电路和保护机制不断改善，使其在面对各种电压和频率变化时能够保持稳定的输出。
此外，一些先进的开关电源还具有过载保护、短路保护和温度保护等功能，可以提高设备的可靠性和安全性。
最后，开关电源的智能化趋势日益明显。
随着物联网和人工智能技术的兴起，开关电源也开始向智能化方向发展。
一些先进的开关电源可以通过与其他智能设备的联动，实现远程控制和监测，从而提高能源的利用效率和设备的运行效果。
此外，开关电源还可以根据设备的工作状态和需求进行自动调节和控制，以实现最佳的能源管理和供电效果。
总之，开关电源正处于不断创新和改进的发展阶段。
高效率、小尺寸、稳定性和智能化是其发展的主要趋势。
随着科技的不断进步和应用需求的不断提升，相信开关电源将会继续发挥重要作用，并且在未来的发展中展现更加广阔的应用前景。
电力电子技术及其发展趋势
电力电子技术及其发展趋势近年来，电力电子技术在能源领域发挥着越来越重要的作用。
它是一门研究关于电能的控制、调节以及转换的学科，广泛应用于电力传输、电力变流与变频、能源储存等领域。
本文将介绍电力电子技术的基本原理和常见应用，并展望其未来的发展趋势。
一、电力电子技术的基本原理1.1 电力电子器件电力电子器件是电力电子技术的重要基础，它被用于控制和调节电能流动。
常见的电力电子器件包括二极管、晶体管、场效应管、开关管等。
这些器件通过开关操作，可以实现对电能的高效控制和转换，使得电能能够适应不同的工作状态和负载需求。
1.2 开关电源技术开关电源技术是电力电子技术中的一个重要方向，它能够将交流电能转换为直流电能，并通过开关器件进行高效控制。
开关电源具有体积小、效率高、功率密度大等特点，广泛应用于各个领域，如军事、通信、工业等。
而且，开关电源还可以实现电能的变压、变频和变流等功能，满足各种复杂的电能需求。
1.3 电力电子控制技术电力电子控制技术是电力电子技术的核心内容，它通过对电力电子器件和开关电源的控制，实现对电能的精确调节和控制。
电力电子控制技术可以使电能的传输和转换更加高效、可靠，同时也可以提高电能的质量和稳定性，确保电能系统的安全运行。
二、电力电子技术的应用领域2.1 电力传输电力传输是电力电子技术的主要应用领域之一。
在长距离电力传输中，电力电子技术可以实现输电线路的无功补偿、无功控制、降低线路损耗等功能，提高电力传输效率。
而在直流输电领域，电力电子技术可以实现高功率的直流变换和逆变，实现长距离、大容量的电能传输。
2.2 电力变流与变频电力变流与变频是电力电子技术的另一个重要应用领域。
通过电力电子器件和控制技术，可以实现交流电能向直流电能的转换，或者将一种频率的交流电能转换为另一种频率的交流电能。
这对于电机调速、电力系统的稳定性等方面都具有重要意义。
2.3 能源储存能源储存是近年来电力电子技术的研究热点之一。
开关电源及发展现状
开关电源及发展现状一、开关电源的基本原理和发展概述在现代电子设备中，开关电源广泛应用于各种领域，如计算机、通信、工业控制等。
开关电源可以将交流电转换为直流电，并通过高频开关器件（如功率MOSFET、IGBT）进行高效率的电能转换，同时使用电感元件对电流进行滤波，使输出具有较低的波动和噪声。
随着电子技术的快速发展，开关电源在以下几个方面得到了显著的改进和发展：1. 尺寸和重量的减小：通过改进电路设计和采用高效的器件和材料，现代开关电源相对于传统的线性电源来说，体积和重量更小。
因此，在移动电子设备和便携式设备中得到广泛应用。
2. 高效率和能量节约：开关电源的输出效率较高，通常可以达到90%以上，更加有效地利用电能。
这不仅有助于减少能源消耗，降低发热量，同时也减小了对环境的影响。
3. 可调性和稳定性：现代开关电源通常具有可调的输出电压和电流，以适应不同设备的需求。
同时，通过采用反馈控制技术和高精度的电压/电流传感器，可以实现较高的输出稳定性和精度。
4. 数字化和智能化：随着微处理器和数字信号处理技术的广泛应用，开关电源实现了数字化控制和智能化管理。
这使得对电源状态、过载保护、故障诊断等进行实时监测和管理成为可能。
二、开关电源发展的现状目前，开关电源领域的发展主要集中在以下几个方面：1. 高频功率器件的改进：高频开关器件的性能和可靠性对于开关电源的效率和稳定性至关重要。
近年来，功率MOSFET和IGBT等器件的性能不断提高，使得开关电源可以实现更高的开关频率和更高的输出功率。
2. 多电平拓扑的应用：传统的开关电源通常采用单级拓扑结构，但这种结构在高功率和高频率应用中存在一定的限制。
近年来，基于多电平（Multi-level）拓扑的开关电源得到了广泛研究和应用，例如三电平、多电平变频和混合拓扑结构，能够提高电能转换效率和减小电磁干扰。
3. 新型材料和元件的应用：随着功率电子技术的发展，新型材料和元件的应用进一步推动了开关电源的发展。
开关电源及发展现状
开关电源及发展现状开关电源是一种将交流电转换为直流电的电源装置，相对于传统的线性电源具有体积小、重量轻、效率高等优点，已经逐渐成为电子设备的主要电源形式。
下面是开关电源的发展现状。
开关电源的发展可以追溯到上世纪50年代，当时主要应用于军事领域。
随着电子技术的飞速发展以及电子设备的普及，开关电源开始进入民用领域。
从20世纪70年代开始，开关电源技术逐渐成熟并得到广泛应用。
目前，开关电源已经成为各种电子设备的必备电源形式，涉及到通信、工业、医疗、消费电子等多个领域。
在通信领域，开关电源主要应用于交换机、路由器、无线基站等设备。
在工业领域，开关电源广泛应用于自动化控制系统、机械设备等。
在医疗领域，开关电源用于医疗设备、手术台等。
在消费电子领域，开关电源应用于电视、电脑、手机等。
开关电源的发展也面临一些挑战。
首先是效率和能耗问题。
随着社会对能源的节约和绿色环保意识的增强，开关电源的能源效率要求越来越高。
其次是电磁兼容性问题。
开关电源产生的高频噪声对其他电子设备的干扰成为一个严重的问题。
此外，开关电源适应不同国家的标准和认证也是一个挑战。
为了解决这些问题，开关电源技术正在不断创新和发展。
一方面，开关电源的设计趋向于高效、小型和集成化。
不断提高转换效率，减小体积和重量。
另一方面，开关电源的电磁兼容性也得到了改善，增加了滤波器和抑制器件，减少对其他设备的干扰。
同时，开关电源的设计也更加注重环保和可持续发展，采用更加节能和绿色的材料和技术。
总之，开关电源作为现代电子设备的重要组成部分，已经在各个领域得到广泛应用。
随着技术的不断发展，开关电源将变得更加高效、小型、环保和可靠，为各行各业的电子设备提供更稳定和高品质的电源。
浅谈开关电源设计方案及应用前景
浅谈开关电源设计及应用前景院校：*******班级：*******姓名：*******学号：*******浅谈开关电源设计及应用前景一、简介随着电力电子技术的高速发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源，进入80年代计算机电源全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代，进入90年代开关电源相继进入各种电子、电器设备领域，程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源，更促进了开关电源技术的迅速发展。
开关电源和线性电源相比，二者的成本都随着输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异。
线性电源成本在某一输出功率点上，反而高于开关电源。
随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术在不断地创新，这一成本反转点日益向低输出电力端移动，这为开关电源提供了广泛的发展空间。
开关电源高频化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了高新技术产品的小型化、轻便化。
另外开关电源的发展与应用在安防监控，节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。
开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。
开关电源的工作过程相当容易理解，在线性电源中，让功率晶体管工作在线性模式，与线性电源不同的是，PWM开关电源是让功率晶体管工作在导通和关断的状态，在这两种状态中，加在功率晶体管上的伏-安乘积是很小的（在导通时，电压低，电流大；关断时，电压高，电流小）/功率器件上的伏安乘积就是功率半导体器件上所产生的损耗。
与线性电源相比，PWM开关电源更为有效的工作过程是通过“斩波”，即把输入的直流电压斩成幅值等于输入电压幅值的脉冲电压来实现的。
脉冲的占空比由开关电源的控制器来调节。
一旦输入电压被斩成交流方波，其幅值就可以通过变压器来升高或降低。
开关电源竞争分析报告
开关电源竞争分析报告一、引言开关电源作为一种新型的电源供应技术，在现代工业和生活中得到广泛的应用。
开关电源具备高效率、体积小、功率密度高、可靠性强等特点，逐渐替代了传统的线性电源。
本报告将分析当前开关电源市场竞争状况，探讨竞争因素、市场趋势以及发展前景。
二、竞争因素1. 产品性能：开关电源的产品性能是消费者选择的重要因素之一。
较高的转换效率、稳定的电压输出、低噪音、低波动等性能指标可以提高产品的市场竞争力。
2. 价格：价格是消费者购买行为的重要决定因素之一。
在开关电源市场竞争中，价格战是常见的竞争策略之一，品牌之间通过降低价格来争夺市场份额。
3. 品牌影响力：在市场竞争中，具备强大品牌影响力的企业往往能够获得较大的市场份额。
品牌的知名度和声誉可以帮助企业积累忠实的消费者群体，提高品牌的市场竞争力。
4. 售后服务：优质的售后服务可以增加产品的附加值，提高用户的满意度。
快速响应用户需求，提供及时高效的技术支持和维修服务，是企业赢得用户信任的关键。
三、市场趋势1. 高效能：随着全球节能环保意识的提高，市场对高效能开关电源的需求不断增加。
高效的开关电源可以提高能源利用率，减少能源消耗，符合可持续发展的要求。
2. 小型化：随着电子设备的小型化和轻量化趋势，市场对于小体积的开关电源的需求也在增加。
小型化的开关电源可以提供更灵活的安装方式，适应不同场景的需求。
3. 高可靠性：对于一些对电源供应要求较高的行业，如工业控制、医疗器械等，市场需求的关键点是高可靠性。
高可靠性的开关电源具备较高的稳定性和故障自修复能力，能够有效降低生产中断和损失。
4. 智能化：随着物联网、人工智能等技术的发展，市场对具备智能化特点的开关电源需求逐渐增加。
智能开关电源可以通过监测和控制系统，实现远程监控和管理，提高工作效率和可靠性。
四、发展前景1. 市场需求广阔：随着各个行业对电源供应需求的不断增加，开关电源市场具有广阔的发展前景。
尤其是在新兴行业如电动汽车、光伏发电、新能源等领域，开关电源的需求将持续增长。
开关电源技术发展趋势浅谈
开关电源技术发展趋势浅谈2009-12-3 7:45:23开关电源是利用现代电力电子技术,采用功率半导体器件作为开关,通过控制开 关晶体管开通和关断的时间比率(占空比),调整输出电压,维持输出稳定的一种电 源.早在 20 世纪 80 年代计算机电源全面实现了开关电源化,率先完成计算机电源换 代,进入 90 年代开关电源已广泛应用在各种电子,电器设备,程控交换机,通讯, 电力检测设备电源和控制设备电源之中.开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控 制 IC 和 MOSFET 构成.开关电源和线性电源相比,两者的成本都随着输出功率的增 加而增长,但两者增长速率各异.线性电源成本在某一输出功率点上,反而高于开关 电源,这一点称为成本反转点.随着电力电子技术的发展和创新,使的开关电源技术 也不断的创新,这一成本反转点日益向低输出电力端移动,从而为开关电源提供了广 阔的发展空间. 开关电源高频化使其发展的方向,高频化使开关电源小型化,并使开关电源更进 入更广泛的应用领域,特别是在高新技术领域的应用,推动了高技术产品的小型化, 轻便化.另外开关电源的发展与应用在节约能源,节约资源及保护环境方面都具有重 要的意义. 开关电源的发展方向是高频,高可靠,低耗,低噪声,抗干扰和模块化.由于开 关电源轻,小,薄的关键技术是高频化,因此国外各在开关电源制造商都致力同步开 发新型高智能化的元器件,特别是改善二次整流器件的损耗,并在功率铁氧体 (Mn-Zn)材料上加大科技创新,以提高在高频率和较大磁通密度(Bs)下获得高的 磁性能,而电容器的小型化也是一项关键技术.SMT 技术的应用使得开关电源取得 了长足的进展,在电路板两面布置元器件,以确保开关电源的轻,小薄.开关电源的 高频化就必然对传统的 PWM 开关技术进行创新, 实现 ZVS, ZCS 的软开关技术已成 为开关电源的主流技术,并大幅提高了开关电源的工作效率.对联高可靠性指标,美 国的开关电源生产商通过降低运行电流,降低结温等措施以减少器件的应力,使得产 品的可靠性大大提高. 模块化是开关电源发展的总体趋势,可以用模块化电源组成分布式电源系统,可 以设计成 N+1 冗余电源系统,并实现并联方式的容量扩展.针对开关电源运行噪声 大这一缺点,若单独追求高频化,其噪声也必将随着增大,而用部分谐振转换电路技 术,在理论上即可实现高频化又可降低噪声,但部分谐振转换技术实际应用仍存在着 技术问题,故仍需在这一领域开展大量的工作,使得多项技术得以实用化.电力电子 技术的不断创新,开关电源产业有着广阔的发展前景.要加快我国开关电源产业的发 展速度就必须走技术创新之路,走出有中国特色的产学研联合发展之路,为我国国民 经济的高速发展做出贡献.开关电源发展趋势标签:转贴 开关 电源 发展 趋势 时间:2008-09-25 10:48:40 点击:1267 回帖:5 上一篇:艺术品复制技术下一篇:[转贴]光电传感器基础知识 随着电子技术的高速发展,电子系统的应用领域越来越广泛,电子设备的种类也越来越多,电子设备与人 们的工作,生活的关系日益密切.任何电子设备都离不开可靠的电源,它们对电源的要求也越来越高.电 子设备的小型化和低成本化使电源以轻,薄,小和高效率为发展方向. 传统的晶体管串联调整稳压电源是连续控制的线性稳压电源.这种传统稳压电源技术比较成熟,并且 已有大量集成化的线性稳压电源模块,具有稳定性能好,输出纹波电压小,使用可靠等优点.但其通常都 需要体积大且笨重的工频变压器与体积和重量都很大的滤波器.由于调整管工作在线性放大状态,为了保 证输出电压稳定,其集电极与发射极之间必须承受较大的电压差,导致调整管功耗较大,电源效率很低, 一般只有45%左右. 另外,由于调整管上消耗较大的功率,所以需要采用大功率调整管并装有体积很大的散热器,很难满足现 代电子设备发展的要求.20世纪50年代,美国宇航局以小型化,重量轻为目标,为搭载火箭开发了开 关电源.在近半个多世纪的发展过程中,开关电源因具有体积小,重量轻,效率高,发热量低,性能稳定 等优点而逐渐取代传统技术制造的连续工作电源,并广泛应用于电子整机与设备中.20世纪80年代, 计算机全面实现了开关电源化,率先完成计算机的电源换代.20世纪90年代,开关电源在电子,电器 设备,家电领域得到了广泛的应用,开关电源技术进入快速发展期. 开关型稳压电源采用功率半导体器件作为开关,通过控制开关的占空比调整输出电压.以功率晶体管 (GTR)为例,当开关管饱和导通时,集电极和发射极两端的压降接近零;当开关管截止时,其集电极 电流为零.所以其功耗小,效率可高达70%-95%.而功耗小,散热器也随之减小.开关型稳压电源 直接对电网电压进行整流,滤波,调整,然后由开关调整管进行稳压,不需要电源变压器.此外,开关工 作频率为几十千赫,滤波电容器,电感器数值较小.因此开关电源具有重量轻,体积小等优点. 另外,由于功耗小,机内温升低,提高了整机的稳定性和可靠性.而且其对电网的适应能力也有较大 的提高,一般串联稳压电源允许电网波动范围为220±10%,而开关型稳压电源在电网电压在110- 260伏范围内变化时,都可获得稳定的输出电压. 开关电源的高频化是电源技术发展的创新技术,高频化带来的效益是使开关电源装置空前地小型化,并使 开关电源进入更广泛的领域,特别是在高新技术领域的应用,推动了高新技术产品的小型化,轻便化.另 外开关电源的发展与应用在节约资源及保护环境方面都具有深远的意义. 目前市场上开关电源中功率管多采用双极型晶体管,开关频率可达几十千赫;采用MOSFET的开 关电源转换频率可达几百千赫.为提高开关频率,必须采用高速开关器件.对于兆赫以上开关频率的电源 可利用谐振电路,这种工作方式称为谐振开关方式. 它可以极大地提高开关速度,理论上开关损耗为零,噪声也很小,这是提高开关电源工作频率的一种 方式.采用谐振开关方式的兆赫级变换器已经实用化.开关电源的技术追求和发展趋势可以概括为以下四 个方面.一,小型化,薄型化,轻量化,高频化———开关电源的体积,重量主要是由储能元件(磁性元件和 电容)决定的,因此开关电源的小型化实质上就是尽可能减小其中储能元件的体积;在一定范围内,开关 频率的提高, 不仅能有效地减小电容, 电感及变压器的尺寸, 而且还能够抑制干扰, 改善系统的动态性能. 因此,高频化是开关电源的主要发展方向. 二,高可靠性———开关电源使用的元器件比连续工作电源少数十倍,因此提高了可靠性.从寿命角度出 发,电解电容,光耦合器及排风扇等器件的寿命决定着电源的寿命.所以,要从设计方面着眼,尽可能使 用较少的器件,提高集成度.这样不但解决了电路复杂,可靠性差的问题,也增加了保护等功能,简化了 电路,提高了平均无故障时间. 三,低噪声———开关电源的缺点之一是噪声大.单纯地追求高频化,噪声也会随之增大.采用部分 谐振转换回路技术,在原理上既可以提高频率又可以降低噪声.所以,尽可能地降低噪声影响是开关电源 的又一发展方向. 四,采用计算机辅助设计和控制———采用CAA和CDD技术设计最新变换拓扑和最佳参数,使开 关电源具有最简结构和最佳工况. 在电路中引入微机检测和控制, 可构成多功能监控系统, 可以实时检测, 记录并自动报警等. 开关电源的发展从来都是与半导体器件及磁性元件等的发展休戚相关的.高频化的实现,需要相应的 高速半导体器件和性能优良的高频电磁元件.发展功率MOSFET,IGBT等新型高速器件,开发高 频用的低损磁性材料, 改进磁元件的结构及设计方法, 提高滤波电容的介电常数及降低其等效串联电阻等, 对于开关电源小型化始终产生着巨大的推动作用. 总之,人们在开关电源技术领域里,边研究低损耗回路技术,边开发新型元器件,两者相互促进并推 动着开关电源以每年超过两位数的市场增长率向小型,薄型,高频,低噪声以及高可靠性方向发展.浅谈开关电源技术发展趋势2009-08-03 来源:工控商务网 浏览:131开关电源因具有体积小,重量轻,效率高,发热量低,性能稳定等优点而逐渐取代传统 技术制造的连续工作电源,并广泛应用于电子整机与设备中.20 世纪 80 年代,计算机全面 实现了开关电源化,率先完成计算机的电源换代.20 世纪 90 年代,开关电源在电子,电器 设备,家电领域得到了广泛的应用,开关电源技术进入快速发展期. 开关型稳压电源采用功率半导体器件作为开关,通过控制开关的占空比调整输出电压. 以功率晶体管(GTR)为例,当开关管饱和导通时,集电极和发射极两端的压降接近零;当开 关管截止时,其集电极电流为零.所以其功耗小,效率可高达 70%-95%.而功耗小,散热器 也随之减小.开关型稳压电源直接对电网电压进行整流,滤波,调整,然后由开关调整管进 行稳压,不需要电源变压器.此外,开关工作频率为几十千赫,滤波电容器,电感器数值较 小.因此开关电源具有重量轻,体积小等优点. 另外,由于功耗小,机内温升低,提高了整机的稳定性和可靠性.而且其对电网的适应 能力也有较大的提高,一般串联稳压电源允许电网波动范围为 220±10%,而开关型稳压电 源在电网电压在 110-260 伏范围内变化时,都可获得稳定的输出电压.开关电源的高频化是电源技术发展的创新技术, 高频化带来的效益是使开关电源装置空 前地小型化,并使开关电源进入更广泛的领域,特别是在高新技术领域的应用,推动了高新 技术产品的小型化, 轻便化. 另外开关电源的发展与应用在节约资源及保护环境方面都具有 深远的意义. 目前市场上开关电源中功率管多采用双极型晶体管,开关频率可达几十千赫;采用 MOSFET 的开关电源转换频率可达几百千赫.为提高开关频率,必须采用高速开关器件.对 于兆赫以上开关频率的电源可利用谐振电路,这种工作方式称为谐振开关方式. 它可以极大地提高开关速度,理论上开关损耗为零,噪声也很小,这是提高开关电源工 作频率的一种方式. 采用谐振开关方式的兆赫级变换器已经实用化. 开关电源的技术追求和 发展趋势可以概括为以下四个方面. 一,小型化,薄型化,轻量化,高频化———开关电源的体积,重量主要是由储能元件 (磁性元件和电容) 决定的, 因此开关电源的小型化实质上就是尽可能减小其中储能元件的 体积;在一定范围内,开关频率的提高,不仅能有效地减小电容,电感及变压器的尺寸,而 且还能够抑制干扰,改善系统的动态性能.因此,高频化是开关电源的主要发展方向. 二, 高可靠性———开关电源使用的元器件比连续工作电源少数十倍, 因此提高了可靠 性. 从寿命角度出发, 电解电容, 光耦合器及排风扇等器件的寿命决定着电源的寿命. 所以, 要从设计方面着眼,尽可能使用较少的器件,提高集成度.这样不但解决了电路复杂,可靠 性差的问题,也增加了保护等功能,简化了电路,提高了平均无故障时间. 三,低噪声———开关电源的缺点之一是噪声大.单纯地追求高频化,噪声也会随之增 大.采用部分谐振转换回路技术,在原理上既可以提高频率又可以降低噪声.所以,尽可能 地降低噪声影响是开关电源的又一发展方向. 四,采用计算机辅助设计和控制———采用 CAA 和 CDD 技术设计最新变换拓扑和最佳 参数,使开关电源具有最简结构和最佳工况.在电路中引入微机检测和控制,可构成多功能 监控系统,可以实时检测,记录并自动报警等. 开关电源的发展从来都是与半导体器件及磁性元件等的发展休戚相关的. 高频化的实现, 需要相应的高速半导体器件和性能优良的高频电磁元件.发展功率 MOSFET,IGBT 等新型高 速器件,开发高频用的低损磁性材料,改进磁元件的结构及设计方法,提高滤波电容的介电 常数及降低其等效串联电阻等,对于开关电源小型化始终产生着巨大的推动作用.。
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开关电源的发展现状与前景
【摘要】现今，开关电源的智能化与日常生活和工作息息相关。
通过对开关电源工作原理、种类及目前发展情况的了解，得出高频PWM技术对开关电源的推动作用。
并联系日益智能化的电子产品，提出集成了多模式控制和监视保护功能的脉宽调制（PWM）集成电路芯片的开关电源有着良好的发展前景。
【关键词】开关电源智能化PWM
近年来，在工业生产不断发展的同时，环境污染问题也日益突出。
工业发展而导致的污染所带来的损失已经威胁到人类的生存：温室效应、酸雨、臭氧层的破坏等一系列问题已经迫在眉睫，要解决这些问题其中离不开尽量减少电子产品的污染，开关电源绿色化成为其新的发展方向。
微电技术的迅猛发展对开关电源的性能、数量及用途提出了更多的要求，这就促使人们更加重视对新型开关电源的研发。
而优良的PWM控制集成电路芯片则成为开关电源智能化的新起点。
1 开关电源简介
1.1 原理框图
1.2 工作原理
开关电源由以下几个部分组成：主电路、控制电路、检测电路以及辅助电源组成。
交流电源输入电路经整流滤波成直流，通过高频PWM（脉冲宽度调制）信号控制开关管，将直流加到开关变压器初级上，开关变压器次级感应出高频电压，经整流滤波供给负载，输出部分通过一定的电路反馈给控制电路，控制PWM 占空比，输出电压可调并实现自动稳压。
2 开关电源现状
开关电源属于电子电源，是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源。
开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。
和线性电源相比，二者的成本都随着输出功率的增加而增长，但二者增长速率不同。
线性电源成本在某一输出功率点上，反而高于开关电源，这一点称为成本反转点。
随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新，这一成本反转点日益向低输出的电力端移动，这为开关电源提供了广阔的发展空间。
2.1 开关电源市场稳步增长
我国开关电源行业起步于1970年代末期，到1980年代中期，开关电源产品开始推广应用。
随着全球产业分工日渐加强，目前，我国已成为开关电源最主要
的生产国和消费国。
根据《UPS应用》杂志的相关统计数据，2003年以来，中国电源市场始终总体保持稳定发展态势。
2008年中国电源产品产量3，163万台，同比增长5.7%，销售额为165.67亿元，同比增长6.2%。
其中通用开关电源实现销售额56.2亿元，占据33.9%的市场份额，通信电源市场占26.3%，UPS市场占18.3%。
到2011年中国电源产业产值增长至1304亿元，较2010年增长11.26%。
2.2 市场分散，竞争激烈
开关电源生产商近1000家，分布地域广，厂商竞争激烈。
随着竞争的激烈，新产品的研发不断出现。
2.3 技术进步推动产品创新
电子技术迅猛发展，推动者开关电源向前发展。
目前相关研发人员在开关电源技术领域是边开发相关电力电子器件，边开发开关变频技术，两者相互促进推动着开关电源每年以超过两位数字的增长率向着轻、小、薄、低噪声、高可靠、抗干扰的智能化方向发展。
3 开关电源的发展趋势
现代生活的日益智能化，势必要求开关电源朝着高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化智能方向发展。
新型、节能、环保、智能化产品是开关电源发展的必然趋势。
要实现高频化、智能化，轻、小、薄是关键技术。
目前各大开关电源制造商都致力于同步开发新型高智能化的元器件。
SMT技术的应用使得开关电源取得了新的进展，在电路板两面布置元器件，以确保开关电源的轻、小、薄。
开关电源的高频化对传统的PWM开关技术也提出新要求，实现ZVS、ZCS的软开关技术已成为开关电源的主流技术，不仅大幅提高开关电源的工作效率，产品的可靠性也会大大提高。
当然开关电源的高频化，噪声也必将随着增大。
针对这一缺点，采用部分谐振转换电路技术，在理论上即可实现高频化又可降低噪声，但目前部分谐振转换技术的实际应用仍存在着技术问题，仍需在这一领域开展大量的工作，以使得该项技术得以实用。
4 结语
开关电源智能化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了高新技术产品的小型化、轻便化、普及化。
智能化开关电源的应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。
随着电力电子技术的不断创新，开关电源产业有着广阔的发展前景。
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王喜元（1976-），女，湖南洞口人，硕士，高级实验师，主要从事电力系统自动化研究。