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開(kāi)關(guān)電源的國(guó)外的發(fā)展及現(xiàn)狀
開(kāi)關(guān)電源在通訊系統(tǒng)中得到了廣泛的運(yùn)用，并已成為現(xiàn)代通訊供電系統(tǒng)的干流，而通訊業(yè)的迅速發(fā)展又極大地推動(dòng)了開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展。在通訊領(lǐng)域中，一般將高頻整流器稱為一次電源而將直流-直流(DC/DC)改換器稱為二次電源。一起,開(kāi)關(guān)電源也在各種電子信息設(shè)備中，如計(jì)算機(jī)、充電電源等得到了廣泛的運(yùn)用。
自1957年第一只可控硅(SCR)面世后，可控健取代了粗笨而且功率低下的硒或氧化亞銅整流器材，可控硅整流器就作為通訊設(shè)備的一次電源運(yùn)用。在隨后的20年內(nèi)，由于半導(dǎo)體工藝的前進(jìn)，可控硅的電壓、電流額外值及其它特性參數(shù)得到了不斷前進(jìn)和改進(jìn)，滿意了通訊設(shè)備不斷發(fā)展的需求，囚此，直到70時(shí)代，發(fā)達(dá)國(guó)家還一向?qū)⒖煽毓枵髌髯鳛榇蠖鄶?shù)通訊設(shè)備的一次電源運(yùn)用。
盡管可控整流器作業(yè)安穩(wěn)，能滿意通訊設(shè)備的要求，但它是相控電源，作業(yè)于工頻，有龐人粗笨的電源變壓器、電感線圈、濾波電容，嗓聲人，功率低，功率因數(shù)低，穩(wěn)壓精度也較低。因而，自1947年肖克萊創(chuàng)造晶體管，并在隨后的幾年內(nèi)對(duì)品體管的質(zhì)量和功用不斷完善前進(jìn)后，人們就著力研討運(yùn)用的體管進(jìn)行高頻改換的方案。1955年美國(guó)羅耶(GH·Roger)創(chuàng)造的自激振動(dòng)推挽晶體管單變壓器直流改換器，是完結(jié)高顏轉(zhuǎn)換電路的開(kāi)端,1957年美國(guó)查賽(.J.J·JenSen)又創(chuàng)造了白激式推挽雙變壓器改換器電路。在此基礎(chǔ)上，1964年，美國(guó)科學(xué)家提出了取消工頻變壓器的串聯(lián)開(kāi)關(guān)電源的想象，并在NEC雜志土發(fā)表了“脈寬調(diào)制運(yùn)用于電源小型化”等文章，為使電源完結(jié)體積和重量的大幅下降供給了一條根本途徑,
跟著大功率硅品體管的耐壓前進(jìn)和二極管反向康復(fù)時(shí)刻的縮短等元器材功用的改進(jìn)，1969年終于做成了25RIz的開(kāi)關(guān)電源。電源界把開(kāi)關(guān)電源的頻率前進(jìn)到20KHz以上稱為電源技能的“20KHz革新”。經(jīng)過(guò)幾年的努J，從開(kāi)關(guān)屯源的電路拓?fù)湫褪降较嗯涮椎脑鞑牡妊杏懚既〉昧饲‘?dāng)大的發(fā)展。在電路拓?fù)湫褪缴祥_(kāi)發(fā)出了單端貯能式反激電路、雙反激電路、單端正激式電路、雙正激電路、推挽電路、半橋電路、全橋電路，以適應(yīng)不同運(yùn)用場(chǎng)合、不同功率層次的需求;在元器材方面，功率晶體管和整流二極管的功用也有了較人的前進(jìn)。1976年美國(guó)硅通用公司第一個(gè)做出了型號(hào)為SGl52A的脈寬調(diào)制(PWM，PulseWidthModulation)操控芯片，極大地前進(jìn)了開(kāi)關(guān)電源的牢靠性，并進(jìn)一步減小了體積。
在隨后的兒年中，大功率晶體管(GTR)和功率場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET)相繼被研發(fā)出來(lái)，其電壓、電流額外值大為前進(jìn)，作業(yè)頻率也前進(jìn)較多，牢靠性也明顯添加。到80時(shí)代中后期，絕緣柵雙極性晶休管(IGBT)已研發(fā)出來(lái)并投入了市場(chǎng)，各種通訊設(shè)備所需的一次電源大多采納PWM集成操控芯片、雙極型晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管、絕緣柵雙極晶體管。
跟著微電子學(xué)的發(fā)展和元器材出產(chǎn)技能的前進(jìn)，相繼開(kāi)發(fā)出了耐壓高的功率場(chǎng)效應(yīng)管(VMOS管)和高電壓、大電流的絕緣柵雙極性品體管(IGBT)，具有軟康復(fù)特性的大功率高頻整流管，各種用處的集成脈寬調(diào)制操控器和高功用的鐵氧體磁芯，高頻用的電解電容器，低功耗的聚丙烯電容等。首要元器材技能功用的前進(jìn),為高頻開(kāi)關(guān)電源向大功率、高功率、高牢靠性方向發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)。
跟著通訊用開(kāi)關(guān)電源技能的廣泛運(yùn)用和不斷深化，實(shí)踐作業(yè)中人們對(duì)開(kāi)關(guān)電源提出了更高的要求，提出了運(yùn)用技能的高頻化、硬件結(jié)構(gòu)的模塊化、軟件操控的數(shù)字化、產(chǎn)品功用的綠色化、新一代電源的技能含量大大前進(jìn)，使之更加牢靠、安穩(wěn)、高效、小型、安全。在高頻化方面，為前進(jìn)開(kāi)關(guān)頻率并戰(zhàn)勝一般的PWM和準(zhǔn)諧振、多諧振改換器的缺陷，又開(kāi)發(fā)了相移脈寬調(diào)制零電壓開(kāi)關(guān)諧振改換器，這種電路戰(zhàn)勝了PM辦法硬開(kāi)關(guān)構(gòu)成的較人的開(kāi)關(guān)損耗的缺陷，又完結(jié)了恒頻I.作，戰(zhàn)勝了準(zhǔn)諧振和多諧振改換器作業(yè)頻率改變及電壓、電流起伏大的缺陷。選用這種Ⅰ.作原理，人人減小了開(kāi)關(guān)管的損耗，不光前進(jìn)了功率也前進(jìn)了I作頻率，減小了體積，更重要的是降低了改換電路對(duì)分布參數(shù)的最感性,拓寬了開(kāi)關(guān)器材的安全作業(yè)區(qū),在必定程度上降低了對(duì)器什的要求，從而明顯前進(jìn)了開(kāi)關(guān)電源的牢靠性。
國(guó)內(nèi)開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展及現(xiàn)狀
建國(guó)初期，我國(guó)郵電部門的科研技能人員開(kāi)發(fā)了以國(guó)產(chǎn)大功率電動(dòng)發(fā)電機(jī)組為主的成套設(shè)備作為通訊電源。在引進(jìn)原民主德國(guó)FGD系列和前蘇聯(lián)BCC51系列白動(dòng)化硒整流器基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)技能，與T.廠一起研發(fā)成功國(guó)產(chǎn)XZL系列白動(dòng)化硒整流器，并在武漢通訊電源廠批量出產(chǎn),開(kāi)端用硒整流器裝備通訊局(站)，替換原有的電動(dòng)發(fā)電機(jī)組，這標(biāo)志著我國(guó)國(guó)產(chǎn)通訊電源設(shè)備躍到一個(gè)新的水平。
但后來(lái)，我國(guó)的通訊電源發(fā)展恰當(dāng)緩慢。1963年開(kāi)端研發(fā)和選用可控硅(SCR)整流器,1965年著手研發(fā)逆變器和晶休管直流—直流(DC/DC)改換器，其時(shí)與發(fā)達(dá)國(guó)家比較只落后五六年.后由于十年動(dòng)亂，研發(fā)作業(yè)一向停滯不前，除了可控硅整流器丁1967年在武漢通訊電源廠開(kāi)端構(gòu)成系列化出產(chǎn)，供通訊設(shè)備作一次電源運(yùn)用，并不斷得到改進(jìn)，功用和質(zhì)量逐步前進(jìn)外，其它方面發(fā)展非常緩慢。一向到80時(shí)代才開(kāi)端出產(chǎn)20KHzDC/DC改換器，但由于受元器材功用的影響，質(zhì)量很不安穩(wěn)，無(wú)法作為通訊設(shè)備的一次電源運(yùn)用。只是作為通訊設(shè)備的二次電源運(yùn)用(二次電源對(duì)元器材的耐壓及電流要求較低)。直到上世紀(jì)90時(shí)代初，我國(guó)大多數(shù)通訊設(shè)備所用的一次電源仍然是可控硅整流器。這種電源作業(yè)于工頻50Hz，有龐大的工頻變壓器、電感線圈、電解電容等，粗笨龐人、功率低、噪聲人、功用指標(biāo)低，不易完結(jié)會(huì)集監(jiān)控。
由于通訊作業(yè)發(fā)展的需求，八十時(shí)代后期，郵電部加強(qiáng)了通訊電源技能發(fā)展的各項(xiàng)工.作，制訂了“通訊基礎(chǔ)電源系統(tǒng)設(shè)備系列暫行規(guī)定”，“通訊局(站)電源系統(tǒng)總技能要求”和電源設(shè)備職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等文件，屢次派代表參加世界電信能源會(huì)議，并在八十時(shí)代后期才第一批引進(jìn)了澳大利亞出產(chǎn)的48V/50A(開(kāi)關(guān)頻率為40KHz)和48V/10OA(開(kāi)關(guān)頻率為20KHz)的高頻開(kāi)關(guān)電源，在吸收國(guó)外先進(jìn)技能的基礎(chǔ)上，投入較大的力氣，開(kāi)端研發(fā)白己的開(kāi)關(guān)電源。郵電部武漢電源廠、通訊儀表廠等廠家開(kāi)發(fā)出了自己的以PWM辦法作業(yè)的開(kāi)關(guān)電源,并推向電信職業(yè)運(yùn)用，取得了較好的效果.隨后郵電部對(duì)電源提出了更新?lián)Q代和完結(jié)監(jiān)控(包括長(zhǎng)途監(jiān)控)的要求，眾多廠家都投入力氣研發(fā)開(kāi)發(fā)，推出了選用PWM技能的高頻開(kāi)關(guān)電源，有些廠家還推出了完結(jié)長(zhǎng)途監(jiān)控的處理方案，短短幾年后，電信部門所用的一次通訊電源幾乎都更換成了選用PWM集成操控芯片、大功率品體管、功率場(chǎng)效應(yīng)管、絕緣柵雙極晶體管的半橋或全橋電路,其開(kāi)關(guān)頻率為幾十~~100KH7、功率高于90%、功率因數(shù)挨近1。穩(wěn)壓精度優(yōu)于0.5%,模塊化組合的高頻開(kāi)關(guān)電源，電信職業(yè)成套電源技能前進(jìn)到了一個(gè)簇新的水平。
總的說(shuō)來(lái),開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展趨勢(shì)為:繼續(xù)向高頻、高效、高牢靠、高密度化、低耗、低噪聲、抗攪擾和模塊化發(fā)展。
