开关电源的工作原理与发展情况

1、开关电源原理
　　开关电源是采用功率半导体器件作为开关，控制开关开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源。
　　随着电子技术的发展，电子设备的种类越来越多，应用越来越广泛，与人们的生活关系越来越紧密，任何用电设备都离不开电源，电源是用电设备的动力。在日常生活中，一般电力(市电)都是电能质量较差的电源(粗电)，需要经过转换才能符合人们使用的需要，通过把交流转换成直流，高电压转换成低电压等方法，将其转换成能够满足使用者要求的直流电压(精电)。传统的稳压电源是线性电源，功率晶体管工作在线性模式，这种电源技术已经比较成熟，具有稳定性好、使用等优点。但功耗较大、效率很低，一般不到50%，而且为了电压输出稳定，需要体积较大的变压器和散热器，无法满足现代电子设备发展的需要。与线性电源相比，电源外壳开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制功率器件的构成，让功率器件工作在导通和关断两种状态，开关电源通过“斩波”，把输入电压斩成等于输入电压幅值的脉冲电压，输入电压被斩成交流方波后，其幅值可以通过变压器升高或降低，再经过整流、滤波后就可以直流输出电压。由于功率器件导通时，电流很大，电压很小；关断时，电流很小，电压很大，功率器件的伏一安乘积很小，其功耗也就很小，散热器也随之减小，达70%以上。
　　2、开关电源的发展
　　电能进入人们的生活以来，应用日益广泛。早期电能主要运用于工业，交通等，这一被称为电工学。随着电子器件的发展，电工学逐渐产生了分支：电子学，其应用范围有所扩大，不仅广泛应用于工、农业，还越来越多地运用到人们的生活中。现在，电子器件已经成了人们生活的一部分。电子学已经应用到了电工学的，电工学似乎成了电子学的一个分支。电工学扩展到电子学以后，很多电子器件，如电子管、半导体、集成电路构成的电子设备都需要直流供电。因此，需要供电系统为其提供稳定的电压和电流，直流稳压电源因此而产生。早期的直流稳压电源能耗大、效率低、体积大，已经不能满足人们日益增长的生活需要。
　　20世纪50年代，   的罗那(GH.Roger)在1954年发明了自激震荡推挽晶体管单变压器直流变换器，高频转换控制电路产生。1957年   的查赛(JenSen)发明了自激式推挽双变压器。随后   宇航局   次将体积小，重量轻的开关电源外壳电源使用在了火箭上，标志着开关电源已经被人们所应用。20世纪60年代，   家提出了取消工频变压器的交流开关电源的设想，开关电源的体积、重量进一步下降，已经逐渐应用到供电系统，并开始取代传统的线性电源。20世纪70年代，很多   已经把开关电源应用到了民用电器，并随着电器产品在国内的出现被国内的电器所应用。20世纪80年代，开关电源的开关频率不断提高、体积不断减小。随着计算机技术的发展，计算机电源实现了开关电源化，完成了计算机电源的换代。这段时间，国内的开关电源还基本上依靠仿制和组装，几乎没有自主的能力，开关电源技术也只是在高等院校和所处在试验和教学阶段。随着外资的引入，的生产设备和技术被引进，国内渐渐有了自行的开关电源，但技术仍落后于   水平。进入20世界90年代以后，开关电源在电子、电器设备、程控交换机、检测设备、控制设备、家电等了广泛应用，开关电源进入了高速发展时期。到了21世纪，开关电源已经向高频化、小型化发展，低电压，高电流成为开关电源的发展趋势，新型的元器件已经应用在了开关电源上，并且对开关电源的输入输出的要求也   高，对开关电源的   加细致，诸多成为了模块电源外壳电源的课题，比如EMI(电磁干扰)技术、EMC(电磁兼容)技术、功率因数校正技术，还包括本文的节能技术。
　　开关电源广泛应用于工业设备、农业设备、设备、设备、照明设备、工控设备、通信、电力设备、仪器仪表、设备、半导体制冷制热、空气净化器、液晶显示器、电脑机箱、家电、视听产品、数码产品等。新型开关电源正向着   、节能、高性、高稳定性、小型化、高集成化、高智能化发展。开关电源的发展对节约能源、保护环境方面有重要的意义。