高頻開關(guān)電源的技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

李天波　吳新建　隋毅力

摘要：近年來，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，環(huán)境和能源在逐漸的惡化和枯竭，導(dǎo)致高頻開關(guān)在各行業(yè)中的需求不斷增加。高頻開關(guān)作為一種新型的節(jié)能減排產(chǎn)品，與傳統(tǒng)電源相比，可節(jié)省原材料，減少占地面積。頻率開關(guān)電源是現(xiàn)階段電力行業(yè)的熱門產(chǎn)品。它是一種適應(yīng)當(dāng)前社會形勢而備受關(guān)注的開關(guān)電源。

關(guān)鍵詞：高頻;開關(guān)電源;發(fā)展趨勢

我國的快速發(fā)展促進了電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)的功率電子技術(shù)相對落后，不能適應(yīng)當(dāng)今社會的快速發(fā)展，所以產(chǎn)生了高頻開關(guān)電源技術(shù)。中國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與電力供應(yīng)是分不開的。電力供應(yīng)的技術(shù)應(yīng)用包括生命的各個方面。電力電子技術(shù)一直形成了巨大的推動力，在社會上不斷進步和更新，例如高頻開關(guān)電源技術(shù)出現(xiàn)了新的能源車輛。

一、開關(guān)電源概述

在輸入220V交流電壓（AC）后，由于開關(guān)電源的電子元件不能在此電壓條件下工作，需要借助高頻開關(guān)技術(shù)對220V終端電壓進行轉(zhuǎn)換，為電子設(shè)備的工作提供穩(wěn)定的工作電壓。另外，小型化已成為未來變壓器發(fā)展的主要方向，因此為了減小變壓器的體積和重量，有必要通過提高工作頻率來盡可能地提高功率密度，以保證開關(guān)電源在發(fā)生故障時仍能穩(wěn)定工作微型系統(tǒng)。對于開關(guān)電源來說，如果電源效率能保持在70%-90%之間，則開關(guān)電源可以處于正常工作狀態(tài)，脈沖寬度直接關(guān)系到電源效率的穩(wěn)定性。因此，可以根據(jù)實際情況調(diào)整脈寬，提高供電效率的穩(wěn)定性。

二、高頻開關(guān)電源的現(xiàn)狀

高頻電源自問世以來一直受到廣泛關(guān)注。在不斷的研發(fā)下，其性能不斷提高。越來越多的行業(yè)開始廣泛使用高頻開關(guān)電源。在以往的供電行業(yè)中，線性電源占據(jù)著主要地位。隨著高頻開關(guān)電源的發(fā)展和應(yīng)用，它逐漸取代了線性電源，成為市場的領(lǐng)導(dǎo)者。與線性電源相比，高頻開關(guān)電源具有材料少、體積小、重量輕、可靠性高、性價比高等優(yōu)點，完全滿足了當(dāng)前形勢下節(jié)能減排和高效率的要求。高頻開關(guān)電源還大大提高了開關(guān)頻率和高頻濾波技術(shù)，有效地取代了傳統(tǒng)的線性電源，在各個行業(yè)得到了推廣。

高頻開關(guān)電源因其使用性能好而備受青睞。它是高頻開關(guān)電源的別名，可以在電源和開關(guān)之間切換。將開關(guān)電源本身轉(zhuǎn)換為高頻電源需要高頻電源。例如，購買一個高頻開關(guān)電源，可以隨意改變所需電壓。在所有電力電子技術(shù)中，高頻開關(guān)電源是電力電子的核心技術(shù)，是目前應(yīng)用最廣泛的技術(shù)。具有變頻功能的高頻開關(guān)電源技術(shù)是高頻開關(guān)電源技術(shù)的核心。例如，新能源汽車采用變頻技術(shù)。日本及國外知名品牌主要集中在變頻技術(shù)上。對空調(diào)進行改造，不僅具有良好的冷凍效果，而且節(jié)能效果顯著。新能源汽車空調(diào)和功率變換器采用開關(guān)電源改變電器頻率，為電器提供充足的電源。例如，傳統(tǒng)的計算機電路系統(tǒng)需要在一個房間里便攜。傳統(tǒng)的電源電路非常復(fù)雜和龐大。自從高頻開關(guān)電源技術(shù)出現(xiàn)以來，電路變得易于攜帶。例如，軟交換和硬交換技術(shù)得到了改進。ZCT和ZVT的技術(shù)進步具有低能量、高頻、高效率的軟開關(guān)特性，電路體積和重量也相應(yīng)減小。這不僅節(jié)省了電力，而且節(jié)省了材料，節(jié)省了現(xiàn)場面積，節(jié)省了電路成本。即高頻開關(guān)技術(shù)應(yīng)用廣泛，發(fā)展前景廣闊。它隨著社會的進步而發(fā)展，應(yīng)用范圍不斷擴大。例如，高頻開關(guān)電源技術(shù)有著良好的發(fā)展趨勢，線性電源逐漸開關(guān)化，開關(guān)頻率達到兆赫級，體積朝著小型化方向發(fā)展。

三、高頻開關(guān)電源發(fā)展趨勢

社會的飛速發(fā)展推動了高頻開關(guān)電源技術(shù)的發(fā)展。社會的發(fā)展離不開權(quán)力。各領(lǐng)域用電量不斷增加，電流傳輸需求更加穩(wěn)定，要求電流穩(wěn)定。排氣扇和光耦合器是影響電路穩(wěn)定性的主要因素。目前的高頻開關(guān)電源技術(shù)可以克服電流穩(wěn)定問題，采用模塊化技術(shù)對其進行優(yōu)化和優(yōu)化。穩(wěn)定性問題影響用戶的使用感，導(dǎo)致用戶體驗下降。但這些技術(shù)問題將在不久的將來得到解決。隨著表面貼裝技術(shù)的應(yīng)用，高頻開關(guān)電源技術(shù)得到了迅速發(fā)展。采用高頻開關(guān)技術(shù)的ZVS和ZCS軟開關(guān)技術(shù)成為主流。未來的技術(shù)將更加強大和優(yōu)化高頻開關(guān)電源技術(shù)。

以前是以增加噪聲為技術(shù)難題的高頻開關(guān)電源技術(shù)。共振技術(shù)是一種在降低噪聲的同時提高效率的技術(shù)。例如，冰箱的頻率非常高，冰箱運行過程中產(chǎn)生的噪音非常大。共振技術(shù)在降噪中的應(yīng)用存在一些問題。

由于我國的環(huán)境受到嚴重破壞，自然資源和能源不斷減少，能源資源的管理非常嚴格。開關(guān)電源技術(shù)一直是為適應(yīng)新電器的出現(xiàn)而亟待解決的技術(shù)課題。高頻開關(guān)電源技術(shù)的研究與開發(fā)，有利于大功率電器設(shè)備的發(fā)展，大大提高了大功率電器的利用率。在傳統(tǒng)電路中，電路非常大、體積大、使用不便。高頻開關(guān)電源技術(shù)可以在一定程度上提高效率，節(jié)約傳統(tǒng)電路制造成本。高頻開關(guān)電源技術(shù)是受綠色能源影響的一種新型節(jié)能技術(shù)。電動汽車和變頻空調(diào)的出現(xiàn)是高頻開關(guān)能源技術(shù)的驅(qū)動力。高頻開關(guān)電源技術(shù)最大限度地改變了電源的頻率，滿足了用電設(shè)備的用電要求。目前，隨著環(huán)境的惡化和能源消耗的增加，節(jié)能減排和提高產(chǎn)品性能的呼聲越來越高。為了適應(yīng)時代的發(fā)展趨勢，有必要研制一種高效率、高頻化的高頻開關(guān)電源。高頻開關(guān)電源以其體積小、重量輕、節(jié)省資源等優(yōu)點受到人們的關(guān)注。在下一階段，我們需要繼續(xù)提供更高效的射頻開關(guān)電源，以提高高頻開關(guān)電源的性能，滿足人們的需求。

新功率開關(guān)器件的研究和應(yīng)用基本上提高了高頻開關(guān)電源的質(zhì)量。在傳統(tǒng)的電氣設(shè)備中，通常使用硅材料作為半導(dǎo)體器件。目前，碳化硅半導(dǎo)體材料的導(dǎo)通電阻是硅半導(dǎo)體器件的導(dǎo)通電阻。sic半導(dǎo)體的研究給整個產(chǎn)業(yè)帶來了巨大的變化。作為高頻開關(guān)電源的主要部件之一，其性能有很大的影響。變壓器是高頻開關(guān)電源的重要裝置。目前，高頻鐵氧體核廣泛用于高頻開關(guān)電源，其磁損失對高頻開關(guān)電源的性能有很大影響。新開發(fā)的平面變壓器有效降低功率容量，提高功率效率。那個有好的開發(fā)和應(yīng)用的前景。目前，數(shù)字集成電路和數(shù)字控制芯片技術(shù)消除了傳統(tǒng)技術(shù)缺陷，并帶來了高性能，質(zhì)量和功能。因此，cad提高了高頻開關(guān)電源的開發(fā)效率，大大縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期，實現(xiàn)了新產(chǎn)品的普及和應(yīng)用。

現(xiàn)階段，各行業(yè)朝著智能化的技術(shù)化領(lǐng)域發(fā)展，智能化技術(shù)已經(jīng)替代了傳統(tǒng)技術(shù)的地位。傳統(tǒng)的模擬電源存在信號失真和電磁干擾的問題，與傳統(tǒng)模擬電源相比，智能數(shù)字電源擁有計算機控制系統(tǒng)，調(diào)試周期短且電路設(shè)計簡便，具有智能化和網(wǎng)絡(luò)化控制的便捷優(yōu)點。不僅如此，智能數(shù)字可控制高頻開關(guān)電源，實現(xiàn)遠程監(jiān)控，既可以方便人民控制，還節(jié)省了人力資源，節(jié)約物力財力。

換言之，高頻開關(guān)電源的創(chuàng)新離不開經(jīng)濟社會的發(fā)展，現(xiàn)階段提倡低碳環(huán)保經(jīng)濟，促使高頻開關(guān)電源在各行各業(yè)得到了充分的應(yīng)用，尤其是在一些高科技應(yīng)用領(lǐng)域。我們可以繼續(xù)研究和開發(fā)新型高頻開關(guān)電源，為中國工業(yè)的現(xiàn)代化建設(shè)做出貢獻。

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