开关电源应用越来越广泛,新的变换技术、新的电磁材料、新的电子器件、新的控制软件,不断地出现,可做到数万千瓦比比皆是。近期变压器采用平面多层超薄固体,变压器磁心用超微晶材料,它的工作频率可高达5~10MHz,效率可达到95%以上。功率密度为3~6W/cm3,功率因数高达0.99,能经受高温150℃、低温-40℃的考验,寿命在80000h以上,这就是开关电源发展的宏伟趋势。所谓高标准,就是对未来开关电源的挑战:第一,能不能全面达到电磁兼容性的各项技术标准,为实现这一技术标准,科学家们采用高磁导率、低损耗纳米晶磁心,这种磁心饱和磁感应强度Bj=1.24T,电阻率高达130Ω·cm、居里温度在320℃以上。第二,企业能不能大规模、稳定生产,或快捷地进行单项生产。据德国宏宝公司介绍,一台设计好了的开关电源,从元器件选用、电路板的设计制作、排插焊接、老化测试,直到成品包装出厂,只需18min,产品的完好率达98%。第三,按照人们的需要,能不能组装或拼装大容量、低电压的开关电源。
在生产设计过程中,测量多环开关电源的频率响应是生产工艺一项艰巨挑战,尤其是在有稳压电路处在二次侧时,环路稳定性分析通常是从被研究的电源部分的开环波特图开始,设计人员从频率范围内的相位和增益数据来确定变换形式的补偿器结构,以此设计出正确相位裕量影响的选定交叉频率,最后设计出符合工艺要求的总环路增益及补偿电路的电源。一旦环路闭合补偿电路的极点/零点能够确保稳定,又要涉及实现加权反馈的变换器,这使得设计生产工艺显得非常复杂,这种电源功率变换运用多路反馈通道,值得研究电源的人们探讨。
高频开关电源性能优于相控整流电源,它能否在工业上得到广泛应用,关键是生产工艺,由生产工艺得出产品的可靠性,而开关电源的可靠性又取决于主电路拓扑结构及控制方法,在设计电源模块时,作者曾选用三相电流型PWM整流技术来实现三相功率因数校正及移相全桥谐振拓扑的方法来执行AC/DC转换。高频开关电源整流模块具有重量轻、体积小、效率高的特点,随着均流技术的成熟完善,一定能将高频开关电源设计成高效率的电源。近期,科研人员通过高压整流、高压滤波、高频调制、低压高频整流等一套新工艺生产方式,生产出低电压、大电流输出的新电源,它具有高功率因数、高效率、低辐射、超小型等特点。(www.xing528.com)
第四,开关电源能否在更广泛领域里应用,也是值得期待,做到一机多用,机机相用不是一件很容易的事,它除了有很好的兼容性外,还要有通用性,如一台只有45W的开关电源,应安全地用在60W生产机子上,通用性好。所有的开关电源能在中国(220V、50Hz)、美国(100V、60Hz)、日本(230V、60Hz)以及欧洲都能使用。这样,所开发出电源产品性能价格比大,销路宽广。
总之,开关电源正朝着小、短、轻、薄、多用途、长寿命方向发展,灵巧、精致、智能型的新产品,不久的将来一定会出现。
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