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家电常识  
十大关注点浅述开关电源技术发展
时间: 2022-11-22

  开关电源一直是电子行业里非常热门的技术,而它的发展趋势又是大家必须时刻关注的问题,不然一不留神就会跟不上技术发展的步伐。电子元件技术网做了项开关电源技术发展关注焦点调查,得出来以下十个热门关注点。

  关注点一:功率半导体器件性能
  1998年,infineon公司推出冷mos管,它采用“ 超级结”(super-junction)结构,故又称超结功率 mosfet。工作电压600v~800v,通态电阻几乎降低了一个数量级,仍保持开关速度快的特点,是一种有发展前途的高频功率半导体电子器件。
  igbt刚出现时,电压、电流额定值只有600v、25a。很长一段时间内,耐压水平限于1200v~1700v,经过长时间的探索研究和改进,现在 igbt的电压、电流额定值已分别达到3300v/1200a和4500v/1800a,高压igbt单片耐压已达到6500v,一般igbt的工作频率上限为20khz~40khz,基于穿通(pt)型结构应用新技术制造的igbt,可工作于150khz(硬开关)和300khz(软开关)。
  igbt的技术进展实际上是通态压降,快速开关和高耐压能力三者的折中。随着工艺和结构形式的不同,igbt在20年历史发展进程中,有以下几种类型:穿通(pt)型、非穿通(npt)型、软穿通(spt)型、沟漕型和电场截止(fs)型。
  碳化硅sic是功率半导体器件晶片的理想材料,其优点是:禁带宽、工作温度高(可达600℃)、热稳定性好、通态电阻小、导热性能好、漏电流极小、 pn结耐压高等,有利于制造出耐高温的高频大功率半导体电子元器件。
  我爱方案网【http://www.52solution.com/】指出碳化硅将是21世纪最可能成功应用的新型功率半导体器件材料。
  关注点二:开关电源功率密度
  提高开关电源的功率密度,使之小型化、轻量化,是人们不断努力追求的目标。电源的高频化是国际电力电子界研究的热点之一。电源的小型化、减轻重量对便携式电子设备(如移动电话,数字相机等)尤为重要。使开关电源小型化的具体办法有:
  一是高频化。为了实现电源高功率密度,必须提高pwm变换器的工作频率、从而减小电路中储能元件的体积重量。
  二是应用压电变压器。应用压电变压器可使高频功率变换器实现轻、小、薄和高功率密度。压电变压器利用压电陶瓷材料特有的 “电压-振动”变换和“振动- 电压”变换的性质传送能量,其等效电路如同一个串并联谐振电路,是功率变换领域的研究热点之一。
  三是采用新型电容器。为了减小电力电子设备的体积和重量,必须设法改进电容器的性能,提高能量密度,并研究开发适合于电力电子及电源系统用的新型电容器,要求电容量大、等效串联电阻esr 小、体积小等。
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