開關(guān)電源技術(shù)發(fā)展的關(guān)注點(diǎn)

    電源設(shè)備的制造特點(diǎn)是:非標(biāo)準(zhǔn)件多、勞動強(qiáng)度大、設(shè)計周期長、成本高、可*性低等,而用戶要求制造廠生產(chǎn)的電源產(chǎn)品更加實(shí)用、可*性更高、更輕小、成本更低。這些情況使電源制造廠家承受巨大壓力,迫切需要開展集成電源模塊的研究開發(fā),使電源產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、可制造性、規(guī)模生產(chǎn)、降低成本等目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。
  實(shí)際上,在電源集成技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程中,已經(jīng)經(jīng)歷了電力半導(dǎo)體器件模塊化,功率與控制電路的集成化,集成無源元件(包括磁集成技術(shù))等發(fā)展階段。近年來的發(fā)展方向是將小功率電源系統(tǒng)集成在一個芯片上,可以使電源產(chǎn)品更為緊湊,體積更小,也減小了引線長度,從而減小了寄生參數(shù)。在此基礎(chǔ)上,可以實(shí)現(xiàn)一體化,所有元器件連同控制保護(hù)集成在一個模塊中。
  上世紀(jì)90年代,隨著大規(guī)模分布電源系統(tǒng)的發(fā)展,一體化的設(shè)計觀念被推廣到更大容量、更高電壓的電源系統(tǒng)集成,提高了集成度,出現(xiàn)了集成電力電子模塊(IPEM)。IPEM將功率器件與電路、控制以及檢測、執(zhí)行等元件集成封裝,得到標(biāo)準(zhǔn)的,可制造的模塊,既可用于標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計,也可用于專用、特殊設(shè)計。優(yōu)點(diǎn)是可快速高效為用戶提供產(chǎn)品,顯著降低成本,提高可性。
    提高開關(guān)電源的功率密度,使之小型化、輕量化,是人們不斷努力追求的目標(biāo)。電源的高頻化是國際電力電子界研究的熱點(diǎn)之一。電源的小型化、減輕重量對便攜式電子設(shè)備(如移動電話,數(shù)字相機(jī)等)尤為重要。使開關(guān)電源小型化的具體辦法有:
  一是高頻化。為了實(shí)現(xiàn)電源高功率密度,必須提高PWM變換器的工作頻率、從而減小電路中儲能元件的體積重量。
  二是應(yīng)用壓電變壓器。應(yīng)用壓電變壓器可使高頻功率變換器實(shí)現(xiàn)輕、小、薄和高功率密度。壓電變壓器利用壓電陶瓷材料特有的“電壓-振動”變換和“振動-電壓”變換的性質(zhì)傳送能量,其等效電路如同一個串并聯(lián)諧振電路,是功率變換領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。
  三是采用新型電容器。為了減小電力電子設(shè)備的體積和重量,必須設(shè)法改進(jìn)電容器的性能,提高能量密度,并研究開發(fā)適合于電力電子及電源系統(tǒng)用的新型電容器,要求電容量大、等效串聯(lián)電阻ESR小、體積小等。
    電壓調(diào)節(jié)器模塊VRM電壓調(diào)節(jié)器模塊是一類低電壓、大電流輸出DC-DC變換器模塊,向微處理器提供電源。
  現(xiàn)在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的速度和效率日益提高,為降低微處理器IC的電場強(qiáng)度和功耗,必須降低邏輯電壓,新一代微處理器的邏輯電壓已降低至1V,而電流則高達(dá)50A~100A,所以對VRM的要求是:輸出電壓很低、輸出電流大、電流變化率高、快速響應(yīng)等。

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