开关电源技术的七大发展方向
发表时间：2021-06-15 09:04:05 人气：4381
开关模式电源（Switch Mode Power Supply，简称SMPS），又称交换式电源、开关变换器，是一种高频化电能转换装置，是电源供应器的一种。其功能是将一个位准的电压，透过不同形式的架构转换为用户端所需求的电压或电流。开关电源的输入多半是交流电源（例如市电）或是直流电源，而输出多半是需要直流电源的设备，例如个人电脑，而开关电源就进行两者之间电压及电流的转换。开关电源作为重要的电能转换装置，PCB抄板技术人员一直以来都非常关注其技术的发展方向。未来，开关电源计算将朝着以下几个方面升级。
1、小型、薄型、轻量化
由于电源轻、小、薄的关键是高频化，所以，国外目前都在致力于开发新型高频元器件，特别是改善二次整流管的损耗、变压器及电容的小型化，并同时采用表面安装（SMT）技术在PCB两面布置元器件以确保开关电源的轻、小、薄。
2、高效率
开关电源高频化使传统的PWM开关（硬开关）功耗加大，效率降低，噪声也增大了，达不到高频高效的预期收益，因此，实现零电压导通、零电流关断的软开关技术将成为开关电源未来的主流。采用软开关技术可以使效率达到88%~92%。
3、高可靠性
在设计方面，开关电源使用较少的器件，提高了集成度，这样不但解决了电路复杂、可靠性差的问题，也增加了保护等功能，简化了电路，提高了平均无故障时间。特别是单片开关电源的出现，极大提高了可靠性。
4、模块化
开关电源模块化（模块电源）可以构成分布式电源系统，从而提高可靠性；可以做成插入式，实现热交换，从而在运行中出现故障时能快速更换模块插件；多台模块并联可实现大功率电源系统。此外，还可以再电源系统建成后，根据发展需要不断扩大其容量。
5、低噪声
开关电源的一个缺点是噪声大。若单纯追求电源高频化，噪声便随之增大。采用部分谐振变换技术，在原理上来说既可以实现高频化，又可以降低噪声。但谐振变换技术也有其难点，如难准确地控制开关频率、谐振时增大了元器件负荷、场效应管的寄生电容易引起短路损耗，元器件热应力难以转向开关管等。
6、电源系统的管理和控制
应用微处理器或计算机集中控制和管理电源系统，可以及时反映开关电源环境的各种变化。用中央处理单元实现智能控制，可自动诊断故障，减少维护工作量，确保开关电源的正常运行。
7、计算机辅助设计（CAD）
利用计算机对开关电源进行CAD设计和模拟试验，十分有效，是最为快速经济的设计方法，常采用的软件有Pspice、Saber、Multisim等。
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