隨著電力電子技術(shù)的高速發(fā)展,電力電子設(shè)備與人們的工作、生活的關(guān)系日益密切,而電子設(shè)備都離不開(kāi)可靠的電源,進(jìn)入80年代計(jì)算機(jī)電源全面實(shí)現(xiàn)了開(kāi)關(guān)電源化,率先完成計(jì)算機(jī)的電源換代,進(jìn)入90年代開(kāi)關(guān)電源相繼進(jìn)入各種電子、電器設(shè)備領(lǐng)域,程控交換機(jī)、通訊、電子檢測(cè)設(shè)備電源、控制設(shè)備電源等都已廣泛地使用了開(kāi)關(guān)電源,更促進(jìn)了開(kāi)關(guān)電源技術(shù)的迅速發(fā)展。開(kāi)關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù),控制開(kāi)關(guān)晶體管開(kāi)通和關(guān)斷的時(shí)間比率,維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源,開(kāi)關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制IC和MOSFET構(gòu)成。開(kāi)關(guān)電源和線性電源相比,二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長(zhǎng),但二者增長(zhǎng)速率各異。線性電源成本在某一輸出功率點(diǎn)上,反而高于開(kāi)關(guān)電源,這一成本反轉(zhuǎn)點(diǎn)。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新,使得開(kāi)關(guān)電源技術(shù)在不斷地創(chuàng)新,這一成本反轉(zhuǎn)點(diǎn)日益向低輸出電力端移動(dòng),這為開(kāi)關(guān)電源提供了廣泛的發(fā)展空間。
開(kāi)關(guān)電源高頻化是其發(fā)展的方向,高頻化使開(kāi)關(guān)電源小型化,并使開(kāi)關(guān)電源進(jìn)入更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,特別是在高新技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用,推動(dòng)了高新技術(shù)產(chǎn)品的小型化、輕便化。另外開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展與應(yīng)用在節(jié)約能源、節(jié)約資源及保護(hù)環(huán)境方面都具有重要的意義。
人們?cè)陂_(kāi)關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域是邊開(kāi)發(fā)相關(guān)電力電子器件,邊開(kāi)發(fā)開(kāi)關(guān)變頻技術(shù),兩者相互促進(jìn)推動(dòng)著開(kāi)關(guān)電源每年以超過(guò)兩位數(shù)字的增長(zhǎng)率向著輕、小、薄、低噪聲、高可靠、抗干擾的方向發(fā)展。開(kāi)關(guān)電源可分為AC/DC 和 DC/DC兩大類,也有AC/AC DC/AC如逆變器 DC/DC 變換器現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)模塊化,且設(shè)計(jì)技術(shù)及生產(chǎn)工藝在國(guó)內(nèi)外均已成熟和標(biāo)準(zhǔn)化,并已得到用戶的認(rèn)可,但AC/DC的模塊化,因其自身的特性使得在模塊化的進(jìn)程中,遇到較為復(fù)雜的技術(shù)和工藝制造問(wèn)題。以下分別對(duì)兩類開(kāi)關(guān)電源的結(jié)構(gòu)和特性作以闡述。
自激式
是無(wú)須外加信號(hào)源能自行振蕩,自激式完全可以把它看作是一個(gè)變壓器反饋式振蕩電路。
微型低功率開(kāi)關(guān)電源
開(kāi)關(guān)電源正在走向大眾化,微型化。開(kāi)關(guān)電源將逐步取代變壓器在生活中的所有應(yīng)用,低功率微型開(kāi)關(guān)電源的應(yīng)用要首先體現(xiàn)在,數(shù)顯表、智能電表、手機(jī)充電器等方面?,F(xiàn)階段國(guó)家在大力推廣智能電網(wǎng)建設(shè),對(duì)電能表的要求大幅提高,開(kāi)關(guān)電源將逐步取代變壓器在電能表上面的應(yīng)用。
它激式
則完全依賴于外部維持振蕩,在實(shí)際應(yīng)用中自激式應(yīng)用比較廣泛。根據(jù)激勵(lì)信號(hào)結(jié)構(gòu)分類;可分為脈沖調(diào)寬和脈沖調(diào)幅兩種,脈沖調(diào)寬是控制信號(hào)的寬度,也就是頻率,脈沖調(diào)幅控制信號(hào)的幅度,兩者的作用相同都是使振蕩頻率維持在某一范圍內(nèi),達(dá)到穩(wěn)定電壓的效果。變壓器的繞組一般可以分成三種類型,一組是參與振蕩的初級(jí)繞組,一組是維持振蕩的反饋繞組,還有一組是負(fù)載繞組。比如在家用電器中使用的上海正藝科技生產(chǎn)的開(kāi)關(guān)電源,將220V的交流電經(jīng)過(guò)橋式整流,變換成300V左右的直流電,濾波后進(jìn)入變壓器后加到開(kāi)關(guān)管的集電極進(jìn)行高頻振蕩,反饋繞組反饋到基極維持電路振蕩,負(fù)載繞組感應(yīng)的電信號(hào),經(jīng)整流、濾波、穩(wěn)壓得到的直流電壓給負(fù)載提供電能。負(fù)載繞組在提供電能的同時(shí),也肩負(fù)起穩(wěn)定電壓的能力,其原理是在電壓輸出電路接一個(gè)電壓取樣裝置,監(jiān)測(cè)輸出電壓的變化情況,及時(shí)反饋給振蕩電路調(diào)整振蕩頻率,從而達(dá)到穩(wěn)定電壓的目的,為了避免電路的干擾,反饋回振蕩電路的電壓會(huì)用光電耦合器隔離。