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开关电源国内外研究现状

时间:2019-02-21 18:00来源:毕业论文
开关电源的研究最早起源于上世纪50年代初,为了搭载火箭上的电子系统,美国宇航局以小型化、轻量化为目标,开发了开关电源技术。在近半个多世纪的发展过程中,开关电源因有体积

开关电源的研究最早起源于上世纪50年代初,为了搭载火箭上的电子系统,美国宇航局以小型化、轻量化为目标,开发了开关电源技术。在近半个多世纪的发展过程中,开关电源因有体积小、重量轻、效率高、功率密度高、发热量低、性能稳定等特点而逐渐取代了传统的线性稳压电源,逐步成为电源研究行业的一枝独秀 。33469
 
近20年来,开关电源技术有了很大的进步。随着开关电源的性能不断提高,许多领域对开关电源的要求也越来越高。开关电源技术主要向以下两个方面发展:第一个方面是实现了对开关电源控制的集成。1997年国外首次研制脉宽调制(PWM)控制器集成电路,美国摩托罗拉(Motorola)公司、硅通用(Silicon General)公司、尤尼特德(Unitorde )公司等相继推出一批了PWM、PFM芯片 。第二个方面是实现了对中、小功率开关电源单片集成化。20世纪80年代末,意—法半导体有限公司率先推出了一系列单片开关电源稳压器,20世纪90年代初,美国电源集成公司又研制成功三端隔离式PWM型单片开关电源变化器(AC/AD),进一步推动了开关电源的发展。单片开关电源具有高集程度、高性价比、简单外围电路、最佳性能指标等特点,不需要未经稳压的直流输入,免去了工频变压器的使用,现已成为开发中、小型功率开关电源、精密开关电源及开关电源模块的优选集成电路,使的开关电源进一步微型化 。论文网
与国外相比,国内对开关电源技术的研究起步比较晚、技术相对落后。基本上源于20世纪70年代末80是年代初,当时引进开关电源技术,只在一些科学研究院与高等院校中应用还停留在实验开发与教学阶段,直到80年代中期开关电源产品才逐渐被推广与应用。目前国内DC/DC模块电源市场主要被国外品牌所占据,它们覆盖了大功率模块电源的大部分以及中小功率模块一半的市场。但是,随着国内技术的进步和生产规模的发展的扩大,进口小型功率模块正在快速被国产DC/DC产品取代。

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目前,开关电源技术的发展主要为以下几个方面:
(1)可靠性。与传统的线性稳压电源相比,开关电源使用的元器件较少,因此,在某种意义上讲提高了电源工作的可靠性能。电子元件的寿命决定了开关电源的工作寿命。因此,使用更少的电子元器件以及提高电路模块的集成度可以提高电源工作的可靠性。
(2)低噪声。开关电源的最大缺点是容易产生噪声。噪声的产生分为两大类:一是开关电源内部元件形成的干扰,二是由于外界因素影响而使开关电源产生的干扰。在设计开关电源时要尽可能减少噪声的产生,合理摆放元器件、优化布局布线、认真焊接电路板是减少噪声的基本方式。同时,随着开关频率的提高,射频噪声还逐渐加大,这样就需要采用相应的去噪技术来消除噪声,从而提高电源的效率。
(3)小型化和高频化。小型化电源不仅能够减小电子产品的尺寸空间,还能降低电子产品的成本,为小型便携式电子产品提供了发展空间。尽量减小电容及磁性元件的尺寸可使开关电源趋于小型化。在一定范围内,提高电源的工作频率不仅能够减小电容及磁性元件的尺寸,还能抑制系统的干扰,提高系统的动态工作性能 。
(4)抗电磁干扰。当开关电源工作在较高的频率环境时,其产生的噪声就会通过电源线对其他电子设备产生干扰,世界各国对抗电磁干扰有不同的标准,如美国的FCC、德国的VDE等,研究开发抗电磁干扰的开关电源变得日益重要。
(5)计算机辅助。计算机的应用已经深入到人类生活的方方面面,作为实用工具,利用其对开关电源系统的稳定性、热传导、抗电磁能力的分析、电路原理的仿真、电路板的绘制,以及对电子产品进行模拟实验等,大大缩短了电子产品开发的时间。 开关电源国内外研究现状:http://www.lwfree.cn/yanjiu/20190221/30596.html
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