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開(kāi)關(guān)電源中應(yīng)用的電力電子器件主要為二極管、IGBT和MOSFET、變壓器。SCR在開(kāi)關(guān)電源輸入整流電路及軟啟動(dòng)電路中有少量應(yīng)用,GTR驅(qū)動(dòng)困難,開(kāi)關(guān)頻率低,逐漸被IGBT和MOSFET。開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展方向是高頻、高可靠、低耗、低噪聲、抗干擾和模塊化。開(kāi)關(guān)電源由于開(kāi)關(guān)電源輕、小、薄的關(guān)鍵技術(shù)是高頻化,因此國(guó)外各大開(kāi)關(guān)電源制造商都致力于同步開(kāi)發(fā)新型高智能化的元器件,特別是改善二次整流器件的損耗,并在功率鐵氧體材料上加大科技,以提高在高頻率和較大磁通密度(Bs)下獲得高的磁性能,而電容器的小型化也是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。SMT技術(shù)的應(yīng)用使得開(kāi)關(guān)電源取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展,在電路板兩面布置元器件,以確保開(kāi)關(guān)電源的輕、小、薄。開(kāi)關(guān)電源的高頻化就必然對(duì)傳統(tǒng)的PWM開(kāi)關(guān)技術(shù)進(jìn)行,實(shí)現(xiàn)ZVS、ZCS的軟開(kāi)關(guān)技術(shù)已成為開(kāi)關(guān)電源的主流技術(shù),并大幅提高了開(kāi)關(guān)電源的工作效率。對(duì)于高可靠性指標(biāo),美國(guó)的開(kāi)關(guān)電源生產(chǎn)商通過(guò)降低運(yùn)行電流,降低結(jié)溫等措施以減少器件的應(yīng)力,使得產(chǎn)品的可靠性大大提高。
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軟開(kāi)關(guān)DC/DC轉(zhuǎn)換器的開(kāi)關(guān)管,在開(kāi)通或關(guān)斷過(guò)程中,或是加于 其上的電壓為零,即零電壓開(kāi)關(guān)(Zero-Voltage-Switching,ZVS),或是通過(guò)開(kāi)關(guān)管的電流為零,即零電流開(kāi)關(guān)(Zero-Current·Switching,ZCS)。這種軟開(kāi)關(guān)方式可以顯著地減小開(kāi)關(guān)損耗,以及開(kāi)關(guān)過(guò)程中激起的振蕩,使開(kāi)關(guān)頻率可以大幅度提高,為轉(zhuǎn)換器的小型化和模塊化創(chuàng)造 了條件。功率場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET)是應(yīng)用較多的開(kāi)關(guān)器件,它有較高的開(kāi)關(guān)速度,但同時(shí)也有較大的寄生電容。它關(guān)斷時(shí),在外電壓的作用下, 其寄生電容充滿電,如果在其開(kāi)通前不將這一部分電荷放掉,則將消耗于器件內(nèi)部,這就是容性開(kāi)通損耗。為了減小或消除這種損耗,功率場(chǎng) 效應(yīng)管宜采用零電壓開(kāi)通方式(ZVS)。
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按照開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)條件,DC/DC轉(zhuǎn)換器又可以分為硬開(kāi)關(guān)(Hard Switching)開(kāi)關(guān)電源和軟開(kāi)關(guān)(Soft Switching)兩種。硬開(kāi)關(guān)DC/DC轉(zhuǎn)換器的開(kāi)關(guān)器件 是在承受電壓或流過(guò)電流的情況下,開(kāi)通或關(guān)斷電路的,因此在開(kāi)通或關(guān)斷過(guò)程中將會(huì)產(chǎn)生較大的交疊損耗,CPCI電源,即所謂的開(kāi)關(guān)損耗(Switching loss)。當(dāng)轉(zhuǎn)換器的工作狀態(tài)一定時(shí)開(kāi)關(guān)損耗也是一定的,而且開(kāi)關(guān)頻率越高,開(kāi)關(guān)損耗越大,同時(shí)在開(kāi)關(guān)過(guò)程中還會(huì)激起電路分布電感和寄生 電容的振蕩,帶來(lái)附加損耗,因此,CPCI電源報(bào)價(jià),硬開(kāi)關(guān)DC/DC轉(zhuǎn)換器的開(kāi)關(guān)頻率不能太高。
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