开关电源的发展现状与前景

开关电源的发展现状与前景

【摘要】现今，开关电源的智能化与日常生活和工作息息相关。通过对开关电源工作原理、种类及目前发展情况的了解，得出高频PWM技术对开关电源的推动作用。并联系日益智能化的电子产品，提出集成了多模式控制和监视保护功能的脉宽调制（PWM）集成电路芯片的开关电源有着良好的发展前景。

【关键词】开关电源智能化PWM

近年来，在工业生产不断发展的同时，环境污染问题也日益突出。工业发展而导致的污染所带来的损失已经威胁到人类的生存：温室效应、酸雨、臭氧层的破坏等一系列问题已经迫在眉睫，要解决这些问题其中离不开尽量减少电子产品的污染，开关电源绿色化成为其新的发展方向。微电技术的迅猛发展对开关电源的性能、数量及用途提出了更多的要求，这就促使人们更加重视对新型开关电源的研发。而优良的PWM控制集成电路芯片则成为开关电源智能化的新起点。

1 开关电源简介

1.1 原理框图

1.2 工作原理

开关电源由以下几个部分组成：主电路、控制电路、检测电路以及辅助电源组成。交流电源输入电路经整流滤波成直流，通过高频PWM（脉冲宽度调制）信号控制开关管，将直流加到开关变压器初级上，开关变压器次级感应出高频电压，经整流滤波供给负载，输出部分通过一定的电路反馈给控制电路，控制PWM 占空比，输出电压可调并实现自动稳压。

2 开关电源现状

开关电源属于电子电源，是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源。开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。和线性电源相比，二者的成本都随着输出功率的增加而增长，但二者增长速率不同。线性电源成本在某一输出功率点上，反而高于开关电源，这一点称为成本反转点。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新，这一成本反转点日益向低输出的电力端移动，这为开关电源提供了广阔的发展空间。

2.1 开关电源市场稳步增长

我国开关电源行业起步于1970年代末期，到1980年代中期，开关电源产品开始推广应用。随着全球产业分工日渐加强，目前，我国已成为开关电源最主要

的生产国和消费国。根据《UPS应用》杂志的相关统计数据，2003年以来，中国电源市场始终总体保持稳定发展态势。2008年中国电源产品产量3，163万台，同比增长5.7%，销售额为165.67亿元，同比增长6.2%。其中通用开关电源实现销售额56.2亿元，占据33.9%的市场份额，通信电源市场占26.3%，UPS市场占18.3%。到2011年中国电源产业产值增长至1304亿元，较2010年增长11.26%。

2.2 市场分散，竞争激烈

开关电源生产商近1000家，分布地域广，厂商竞争激烈。随着竞争的激烈，新产品的研发不断出现。

2.3 技术进步推动产品创新

电子技术迅猛发展，推动者开关电源向前发展。目前相关研发人员在开关电源技术领域是边开发相关电力电子器件，边开发开关变频技术，两者相互促进推动着开关电源每年以超过两位数字的增长率向着轻、小、薄、低噪声、高可靠、抗干扰的智能化方向发展。

3 开关电源的发展趋势

现代生活的日益智能化，势必要求开关电源朝着高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化智能方向发展。新型、节能、环保、智能化产品是开关电源发展的必然趋势。

要实现高频化、智能化，轻、小、薄是关键技术。目前各大开关电源制造商都致力于同步开发新型高智能化的元器件。SMT技术的应用使得开关电源取得了新的进展，在电路板两面布置元器件，以确保开关电源的轻、小、薄。开关电源的高频化对传统的PWM开关技术也提出新要求，实现ZVS、ZCS的软开关技术已成为开关电源的主流技术，不仅大幅提高开关电源的工作效率，产品的可靠性也会大大提高。当然开关电源的高频化，噪声也必将随着增大。针对这一缺点，采用部分谐振转换电路技术，在理论上即可实现高频化又可降低噪声，但目前部分谐振转换技术的实际应用仍存在着技术问题，仍需在这一领域开展大量的工作，以使得该项技术得以实用。

4 结语

开关电源智能化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了高新技术产品的小型化、轻便化、普及化。智能化开关电源的应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。随着电力电子技术的不断创新，开关电源产业有着广阔的发展前景。

参考文献：

[1]叶慧贞.开关稳压电源[M].北京：国防科技出版社，1993年.

[2]张占松等编.开关电源的原理与设计[M].北京：电子工业出版社，1998年.

[3]王团结.开关电源电池兼容技术研究.电子科技大学硕士论文，2010年.

[4]周志敏，周继海.开关电源实用技术——设计与应用.第一版.北京：民邮电出版社，2003.19-70.

[5]裴雪军.电力电子装制传导干扰抑制技术.华中科技大学硕士论文，2004年.

[6]关永晋.开关电源的电磁干扰及其滤波措施.电气时代，2007年第11期.92-95.

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王喜元（1976-），女，湖南洞口人，硕士，高级实验师，主要从事电力系统自动化研究。