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提高双极电源开关小型化的发展攻略
点击次数:52 发布时间:2018-11-22
   提高双极电源开关的功率密度,使之小型化、轻量化,是人们不断努力追求的目标。
  电源的高频化是国际电力电子界研究的热点之一。电源的小型化、减轻重量对便携式电子设备(如,数字相机等)尤为重要。使开关电源小型化的具体办法有:
 
  一是高频化。为了实现电源高功率密度,必须提高PWM变换器的工作频率、从而减小电路中储能元件的体积重量。
 
  二是应用压电变压器。应用压电变压器可使高频功率变换器实现轻、小、薄和高功率密度。
  压电变压器利用压电陶瓷材料特有的“电压-振动”变换和“振动-电压”变换的性质传送能量,其等效电路如同一个串并联谐振电路,是功率变换领域的研究热点之一。
 
  三是双极电源开关采用新型电容器。为了减小电力电子设备的体积和重量,必须设法改进电容器的性能,提高能量密度,并研究开发适合于电力电子及电源系统用的新型电容器,要求电容量大、等效串联电阻ESR小、体积小等。
 
  电源系统中应用大量磁元件,高频磁元件的材料、结构和性能都不同于工频磁元件,有许多问题需要研究。对高频磁元件所用磁性材料有如下要求:损耗小,散热性能好,磁性能优越。适用于兆赫级频率的磁性材料为人们所关注,纳米结晶软磁材料也已开发应用。
  高频化以后,为了提高开关电源的效率,必须开发和应用软开关技术。
  对于低电压、大电流输出的软开关变换器,进一步提高双极电源开关效率的措施是设法降低开关的通态损耗。例如同步整流SR技术,即以功率MOS管反接作为整流用开关二极管,代替萧特基二极管(SBD),可降低管压降,从而提高电路效率。

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