開關電源的工作原理與發(fā)展情況

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最后更新：	2017-07-26 11:35
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公司基本資料信息

詳細說明

　　1、開關電源原理
　　開關電源是采用功率半導體器件作為開關，控制開關開通和關斷的時間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源。
　　隨著電子技術的發(fā)展，電子設備的種類越來越多，應用領域越來越廣泛，與人們的生活關系越來越緊密，任何用電設備都離不開電源，電源是用電設備的動力。在日常生活中，一般電力(市電)都是電能質量較差的原生態(tài)電源(粗電)，需要經(jīng)過轉換才能符合人們使用的需要，通過把交流轉換成直流，高電壓轉換成低電壓等方法，將其轉換成能夠滿足使用者要求的直流電壓(精電)。傳統(tǒng)的穩(wěn)壓電源是線性電源，功率晶體管工作在線性模式，這種電源技術已經(jīng)比較成熟，具有穩(wěn)定性好、使用可靠等優(yōu)點。但功耗較大、效率很低，一般不到50%，而且為了保證電壓輸出穩(wěn)定，需要體積較大的變壓器和散熱器，無法滿足現(xiàn)代電子設備發(fā)展的需要。與線性電源相比，電源外殼開關電源一般由脈沖寬度調制(PWM)控制功率器件的構成，讓功率器件工作在導通和關斷兩種狀態(tài)，開關電源通過“斬波”，把輸入電壓斬成等于輸入電壓幅值的脈沖電壓，輸入電壓被斬成交流方波后，其幅值可以通過變壓器升高或降低，再經(jīng)過整流、濾波后就可以得到直流輸出電壓。由于功率器件導通時，電流很大，電壓很小；關斷時，電流很小，電壓很大，功率器件的伏一安乘積很小，其功耗也就很小，散熱器也隨之減小，效率高達70%以上。
　　2、開關電源的發(fā)展
　　電能進入人們的生活以來，應用日益廣泛。早期電能主要運用于工業(yè)，交通等領域，這一領域被稱為電工學領域。隨著電子器件的發(fā)展，電工學逐漸產生了分支：電子學，其應用范圍有所擴大，不僅廣泛應用于工、農業(yè)，還越來越多地運用到人們的生活中。現(xiàn)在，電子器件已經(jīng)成了人們生活不可或缺的一部分。電子學已經(jīng)應用到了電工學的領域，電工學似乎成了電子學的一個分支。電工學擴展到電子學以后，很多電子器件，如電子管、半導體、集成電路構成的電子設備都需要直流供電。因此，需要供電系統(tǒng)為其提供穩(wěn)定的電壓和電流，直流穩(wěn)壓電源因此而產生。早期的直流穩(wěn)壓電源能耗大、效率低、體積大，已經(jīng)不能滿足人們日益增長的生活需要。
　　20世紀50年代，美國的羅那(GH.Roger)在1954年發(fā)明了自激震蕩推挽晶體管單變壓器直流變換器，高頻轉換控制電路產生。1957年美國的查賽(JenSen)發(fā)明了自激式推挽雙變壓器。隨后美國宇航局第一次將體積小，重量輕的開關電源外殼電源使用在了火箭上，標志著開關電源已經(jīng)被人們所應用。20世紀60年代，美國科學家提出了取消工頻變壓器的交流開關電源的設想，開關電源的體積、重量進一步下降，已經(jīng)逐漸應用到供電系統(tǒng)領域，并開始取代傳統(tǒng)的線性電源。20世紀70年代，很多國家已經(jīng)把開關電源應用到了民用電器領域，并隨著國外電器產品在國內的出現(xiàn)被國內的電器領域所應用。20世紀80年代，開關電源的開關頻率不斷提高、體積不斷減小。隨著計算機技術的發(fā)展，計算機電源全面實現(xiàn)了開關電源化，完成了計算機電源的換代。這段時間，國內的開關電源還基本上依靠仿制和組裝，幾乎沒有自主研發(fā)的能力，開關電源技術也只是在高等院校和研究所處在試驗開發(fā)和教學階段。隨著外資的引入，先進的生產設備和技術被引進，國內漸漸有了自行研發(fā)的開關電源，但技術仍落后于國際水平。進入20世界90年代以后，開關電源在電子、電器設備、程控交換機、檢測設備、控制設備、家電等領域得到了廣泛應用，開關電源進入了高速發(fā)展時期。到了21世紀，開關電源已經(jīng)向高頻化、小型化發(fā)展，低電壓，高電流成為開關電源的發(fā)展趨勢，新型的元器件已經(jīng)應用在了開關電源上，并且對開關電源的輸入輸出的要求也更高，對開關電源的研究更加細致，諸多新技術成為了模塊電源外殼電源的研究課題，比如EMI(電磁干擾)技術、EMC(電磁兼容)技術、功率因數(shù)校正技術，還包括本文重點研究的節(jié)能技術。
　　開關電源廣泛應用于工業(yè)設備、農業(yè)設備、國防設備、科研設備、照明設備、工控設備、通信、電力設備、儀器儀表、醫(yī)療設備、半導體制冷制熱、空氣凈化器、液晶顯示器、電腦機箱、家電、視聽產品、數(shù)碼產品等領域。新型開關電源正向著高效、節(jié)能、高可靠性、高穩(wěn)定性、小型化、高集成化、高智能化發(fā)展。開關電源的發(fā)展對節(jié)約能源、保護環(huán)境方面有重要的意義。
滄州赫杰五金制品有限公司（http://www.czhjwjzp.com）自主研發(fā)的AC/DC電源外殼、開關電源外殼、模塊電源外殼，公司生產的“鵬圖”品牌各類電源已經(jīng)廣泛應用于鐵路、軍工、航空航天、電力、通信、自控、儀器儀表、太陽能光伏、車載設備、船舶、各大科研院所等各項領域。

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