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开关电源的工作原理与发展情况

作者:赫杰五金 发布时间:2017-05-16
内容摘要: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。

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。

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