促進電源適配器發(fā)展的因素

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促進電源適配器發(fā)展的因素

(1)電力電子器件
電力電子器件經(jīng)歷了從雙極型器件到場控型器件，及其寬禁帶電力電子器件的發(fā)展趨勢。電力電子器件作為電源適配器的主要構(gòu)成部分，可以直接影響著電源適配器的性能，電力電子器件的發(fā)展趨勢更加是可以直接促進著電源適配器的迅速發(fā)展趨勢。功
率MOSFET是現(xiàn)階段電源開關(guān)速度較快的電力電子器件，電力MOSFET的出現(xiàn)使電源適配器達到高頻化變成可能；
IGBT綜合了場控型器件迅速和雙極型器件通態(tài)壓降低的優(yōu)點，使電源適配器成功應(yīng)用于超高壓、大電流、大功率等場合。
(2)軟電源開關(guān)技術(shù)
通常電源適配器的開關(guān)管工作在硬電源開關(guān)情況，因而，在電源開關(guān)過程中，開關(guān)管兩端的電壓與流過開關(guān)管的電流存在交疊時間，進而產(chǎn)生了開關(guān)損耗。開關(guān)損耗使電源適配器的效率降低，溫升加劇，可靠性降低。同時電源開關(guān)頻率越高，開關(guān)損耗越大，進而限制了電源適配器的小型化和輕量化。為了降低電源適配器的體積和重量，就需要提高電源開關(guān)頻率，同時降低開關(guān)損耗，因而，必須降低電源開關(guān)過程中開關(guān)管兩端的電壓與流過開關(guān)管的電流的交疊時間。為此研究出了零電壓電源開關(guān)ZVS(Zero-Voltage-Switching)和零電流電源開關(guān)ZCS(Zero-Current-Switching)的軟電源開關(guān)(Soft-Switching)技術(shù)，及其零電壓轉(zhuǎn)換ZVT(Zero-Voltage-Transition)和零電流轉(zhuǎn)換ZCT(Zero-Current-Transition)變換器。
軟電源開關(guān)技術(shù)是利用電感和電容之間的諧振，進而改變開關(guān)管的電源開關(guān)軌跡，利用諧振中電壓或電流過零的特點，為開關(guān)管創(chuàng)造達到零電壓電源開關(guān)或零電流電源開關(guān)的條件，降低電源開關(guān)過程中開關(guān)管兩端的電壓與流過開關(guān)管的電流的交疊時間，進而降低開關(guān)損耗。
軟電源開關(guān)相對硬電源開關(guān)有顯著優(yōu)越性，能夠緩解硬電源開關(guān)中存在的眾多難題，如：
(a)硬電源開關(guān)的開關(guān)損耗大，軟電源開關(guān)降低了開關(guān)損耗；
(b)硬電源開關(guān)在超高壓下啟用時,開關(guān)管并聯(lián)結(jié)電容中的能量通過開關(guān)管耗散，易導(dǎo)致開關(guān)管溫升過高，進而毀壞開關(guān)管，軟電源開關(guān)利用諧振技術(shù)將結(jié)電容中的能量轉(zhuǎn)移至另一個開關(guān)管的并聯(lián)結(jié)電容；
(c)硬開關(guān)在大電流下關(guān)斷時，電源電路中的二端元件會造成過高的電壓尖峰，進而毀壞開關(guān)管，軟開關(guān)利用諧振技術(shù)提供續(xù)流回路，降低電流變化率，進而降低感應(yīng)尖峰電壓；
(d)硬開關(guān)的并聯(lián)二極管反向恢復(fù)期間,與其串聯(lián)開關(guān)管的開通易造成電流短路，耗損急劇提升，造成開關(guān)管超溫毀壞，軟開關(guān)通過設(shè)置恰當(dāng)?shù)难舆t時間，防止開關(guān)管直通；
(e)硬開關(guān)因其過大的電壓、電流變化率，易造成的電磁干擾(EMI)，軟開13關(guān)利用諧振技術(shù)，降低電壓、電流變化率，進而降低了電磁干擾；
硬開關(guān)的開關(guān)損耗限制了其開關(guān)頻率的提升，在20kHz以下開關(guān)管會造成人耳可以聽見的噪聲，軟開關(guān)伴隨著其開關(guān)損耗的降低，開關(guān)頻率取得提升，進而降低了開關(guān)噪聲。
軟開關(guān)技術(shù)的運用，促使了電源適配器迅速發(fā)展，基于軟開關(guān)技術(shù)的拓撲電源電路結(jié)構(gòu)也愈來愈多，如準諧振變換器(QRCs)、ZVS-PWM變換器和ZCS-PWM變換器以及ZVT-PWM變換器等，基于移相操縱ZVS-PWM全橋變換器的拓撲電源電路結(jié)構(gòu)更是被廣泛應(yīng)用于中大功率場合的電源適配器中。
(3)拓撲結(jié)構(gòu)
伴隨著電力電子器件MOSFET和IGBT的出現(xiàn)，電力電子電路拓撲結(jié)構(gòu)的研究取得了迅速發(fā)展。為了更好地滿足電源適配器的效率和功率密度等能力的標(biāo)準，以及在不同的電壓、電流等級和不同功率場合的運用，提出了相應(yīng)的AC/DC和DC/DC功率變換電源電路拓撲結(jié)構(gòu)，常用的AC/DC功率變換拓撲電源電路結(jié)構(gòu)有單相或三相功率因數(shù)校正電源電路以及光伏逆變電路，常用的DC/DC功率變換電源電路拓撲結(jié)構(gòu)有Buck降壓變換電源電路、Boost升壓變換電源電路、Cuk降壓/升壓變換電源電路、移相全橋軟開關(guān)DC/DC變換電源電路和有源鉗位DC/DC變換電源電路等。諸多新式功率變換電源電路拓撲結(jié)構(gòu)的不斷提出，使電源適配器滿足不同運用場合，對電源適配器技術(shù)的發(fā)展起到了極大的促進作用。
(4)控制技術(shù)

伴隨著對電源適配器技術(shù)能力的標(biāo)準不斷提升，愈來愈多的新式控制技術(shù)被運用到電源適配器中。基于控制理論的線性系統(tǒng)控制技術(shù)被運用到電源適配器的控制電路中，與傳統(tǒng)的電壓模式PWM操縱和電流模式PWM操縱相比，線性系統(tǒng)控制技術(shù)具備優(yōu)異的操縱能力。

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| 發(fā)布時間：2020.09.21 來源：電源適配器廠家

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