高频开关电源查看源代码讨论查看历史
| 高频开关电源 |
高频开关电源(也称为开关型整流器SMR)是通过MOSFET或IGBT的高频工作的电源，开关频率一般控制在50-100kHz范围内，实现高效率和小型化。
简介
20世纪60年代大量应用的线性调节器式直流稳压电源，由于它存在着以下诸多的缺点，如体积重量大，很难实现小型化、损耗大、效率低、输出与输入之间有公共端，不易实现隔离，只能降压，不能升压，很难在输出大于5A的场合应用等，已开始被开关调节器式直流稳压电源所取代。1964年，日本NEO杂志发表了两篇具有指导性的文章：一篇为“用高频技术使AC变DC电源小型化”；另一篇为“脉冲调制用 于电源小型化”。这两篇文章指明了开关调节器式直流稳压电源小型化的研究方向，即一是高频化，二是采用脉冲宽度调制技术。经过将近10 年的研究、开发取得了良好的结果。1973年，美国摩托罗拉公司发表了一篇题为“触发起20kHz的革命”的文章，从此在世界范围内就掀起了高频开关电源的开发热潮，并将DC/DC转换器作为开关调节器用于开关电源，使电源的功率密度由1～4 W/in3增加到40～50W/in3。首先被采用 的是Buck转换器。到20世纪80年代中期，Buck、Boost和Buck￣Boost转换器也应用到开关电源中。20世纪70年代中期，美国加州理工学院研制 出一种新型开关转换器，称为Cuk转换器（是以发明人S1obodan Cuk的姓来命名的）。Cuk转换器与Buck-Boost转换器互为对偶，也是一种升降压 转换器。20世纪80年代中期以后逐渐被应用到开关电源中。
评价
1976年，美国P.W，Clarke研制出一种有变压器的“原边电感式转换器”（Primary Inductance Converter）简称PIC，获得专利，并且也应用到开关电源中。1977年，Bell实验室在PIC的基础上，研制出有变压器的“单端原边电感式转换器”（Single-Ended Primary Inductance Converter），简称（有变压器的）SEPIC电路，这是一种新的DC/DC单端PWM开关转换器，其对偶电路称为DualSEPIC，或Zeta转换器。到1989年，人们将SEPIC和Zeta也应用到了开关电源中，使开关电源所采用的DC/DC转换器，增加到6种 。通过DC/DC转换器的演化与级联，开关电源所采用的DC/DC转换器已经增加到了14种。用这14种DC/DC转换器作为开关电源的主要 组成部分，就可以设计出使用于不同场所、满足于不同性能要求和用途的、高性能、高功率密度的各种功率的开关电源。开关K以一定的时间间隔重复地接通和断开，在开关K接通时，输入电源E通过开关K和滤波电路提供给负载RL，在整个开关接通期间，电源E向负载提供能量；当开关K断开时，输入电源E便中断了能量的提供。可见，输入电源向负载提供能量是断续的，为使负载能得到连续的能量提供，开关稳压电源必须要有一套储能装置，在开关接通时将一部份能量储存起来，在开关断开时，向负载释放。由电感L、电容C2和二极管D组成的电路，就具有这种功能。电感L用以储存能量，在开关断开时，储存在电感L中的能量通过二极管D释放给负载，使负载得到连续而稳定的能量，因二极管D使负载电流连续不断，所以称为续流二极管。[1]