一、關(guān)于電源技術(shù)發(fā)展

現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展方向，是從以低頻技術(shù)處理問(wèn)題為主的傳統(tǒng)電力電子學(xué)，向以高頻技術(shù)處理問(wèn)題為主的現(xiàn)代電力電子方向轉(zhuǎn)變。而在電力電子技術(shù)的應(yīng)用及各種電源系統(tǒng)中，開(kāi)關(guān)電源技術(shù)均處于核心地位。

從1955年美國(guó)羅耶(GH.Roger)發(fā)明的自激振蕩推挽晶體管單變壓器直流變換器，是實(shí)現(xiàn)高頻轉(zhuǎn)換控制電路的開(kāi)端，到現(xiàn)今開(kāi)關(guān)電源技術(shù)成為電子信息產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展中不可缺少的電源方式。

開(kāi)關(guān)電源技術(shù)憑什么成為現(xiàn)代電力電子技術(shù)最核心地位?它的成功僅僅依靠是它偏小型化便于與電子設(shè)備安裝嗎?

二、什么是開(kāi)關(guān)電源

開(kāi)關(guān)電源是開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的簡(jiǎn)稱，一般指輸入為交流電壓、輸出為直流電壓的AC(交流電)-DC(直流電)交換器。開(kāi)關(guān)電源內(nèi)部的功率開(kāi)關(guān)管工作在高頻開(kāi)關(guān)狀態(tài)，本身消耗的能量很低，電源效率可達(dá)75%～90%，比普通線性穩(wěn)壓電源提高一倍。

1、開(kāi)關(guān)電源的工作原理

開(kāi)關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力技術(shù)，控制開(kāi)關(guān)晶體管開(kāi)通和關(guān)斷的時(shí)間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源開(kāi)關(guān)電源由脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制(金氧半場(chǎng)效晶體管)構(gòu)成。

開(kāi)關(guān)電源是由主電路、控制電路、檢測(cè)電路、輔助電路四大部分組成。開(kāi)關(guān)電源，顧名思義，相當(dāng)于這里有一扇門(mén)，一扇門(mén)讓電流通過(guò)，另一扇門(mén)讓電流停止通過(guò)。那么什么是門(mén)?

開(kāi)關(guān)電源有的采用可控硅，有的采用開(kāi)關(guān)管，這些都是依靠基極、(開(kāi)關(guān)管)控制極(可控硅)上加上脈沖信號(hào)來(lái)完成導(dǎo)通和截止，使得電子開(kāi)關(guān)器不斷地‘接通’和‘關(guān)斷’，讓電子開(kāi)關(guān)器件對(duì)輸入電壓進(jìn)行脈沖調(diào)制，從而實(shí)現(xiàn)DC/AC、DC/DC電壓變換，以及輸出電壓可調(diào)和自動(dòng)穩(wěn)壓。

三、開(kāi)關(guān)電源和線性電源的區(qū)別

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，線性電源的調(diào)壓可以看成調(diào)阻值，相當(dāng)于通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電壓發(fā)生改變，而開(kāi)關(guān)電源是通過(guò)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)的頻率使得電壓發(fā)生變化。同時(shí)，開(kāi)關(guān)電源與線性電源相比，二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長(zhǎng)，只是二者增長(zhǎng)速率各異。

1、線性電源成本在某一輸出功率點(diǎn)上，反而高于開(kāi)關(guān)電源。

因此，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，使得開(kāi)關(guān)電源技術(shù)不斷突破與創(chuàng)新，這一個(gè)成本問(wèn)題，反而讓開(kāi)關(guān)電源技術(shù)向低輸出電力端移動(dòng)，為開(kāi)關(guān)電源提供了廣泛的發(fā)展空間。

2、電力電子設(shè)備與人們的工作、生活的關(guān)系日益密切，而電子設(shè)備都離不開(kāi)可靠的電源，進(jìn)入80年代后計(jì)算機(jī)全面實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)電源化，到90年代開(kāi)關(guān)電源相繼進(jìn)入各種電子、電器領(lǐng)域。

短短的十年之間，開(kāi)關(guān)電源技術(shù)迅速占領(lǐng)電力電子設(shè)備的核心地位，難道這僅僅是因?yàn)殚_(kāi)關(guān)電源體積小的?

3、其實(shí)從開(kāi)關(guān)電源的原理圖可以了解到：它沒(méi)有采用笨重的工頻變壓器，同時(shí)因?yàn)檎{(diào)整管上的耗散功率大幅度降低，從而省去較大的散熱片。這使得開(kāi)關(guān)電源的體積變小，重量輕。但是，開(kāi)關(guān)電源最大優(yōu)點(diǎn)是——功耗小，效率高。在開(kāi)關(guān)電源電路中，晶體管在激勵(lì)信號(hào)的激勵(lì)下，它不斷重復(fù)‘導(dǎo)通’‘截至’的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，轉(zhuǎn)換速度極快，頻率在50HZ只有，使得電源效率大大的提高。

4、開(kāi)關(guān)電源穩(wěn)壓范圍寬。從開(kāi)關(guān)電源的輸出電壓是有激勵(lì)信號(hào)的占空比來(lái)調(diào)節(jié)的，輸入信號(hào)信號(hào)電壓的變化可以通過(guò)調(diào)頻或調(diào)寬來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償。這樣，在工頻電網(wǎng)電壓變化較大時(shí)，它仍能夠保證有較穩(wěn)定的輸出電壓。

所以，開(kāi)關(guān)電源技術(shù)的快速成為電力電子設(shè)備中一份子，不無(wú)無(wú)道理。

5、開(kāi)關(guān)電源的工作頻率目前基本上是工作在50kHz，是線性穩(wěn)壓電源的1000倍，這使整流后的濾波效率幾乎也提高了1000倍;即使采用半波整流后加電容濾波，效率也提高了500倍。在相同的紋波輸出電壓下，采用開(kāi)關(guān)電源時(shí)，濾波電容的容量只是線性穩(wěn)壓電源中濾波電容的1/500~1/1000。

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