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开关稳压电源的发展和历史


  开关稳压电源的发展和历史

  1955年,美国的科学家罗耶(G. H . Royer)首先研制成功了利用磁芯的饱和来进行自激振荡的晶体管直流变换器,该变换器中的功率晶体管工作在开关状态。用此制成的稳压电源系列产品具有输出的组数多、极性可变、效率高、体积小、重量轻等优点,被广泛应用于航天及军事电子设备上。但由于那时不能制作出耐压较高、开关速度较快、功率较大的晶体管,限制了电源产品的开关频率、转换速度和效率。

  20世纪60年代末,随着微电子技术的快速发展,出现了高反压的晶体管,使得直流变换器可以直接由市电经整流、滤波后输人,不再需要用工频变压器降压了。在此基础上诞生了无工频变压器的开关稳压电源,使得电源的体积、重量大为减小,效率提高。

  20世纪70年代以后,与开关电源有关的各种元器件不断被研制和生产出来,使无工频变压器开关稳压电源得到了飞速发展,成为各种电源中的佼佼者。特别是适应各类开关电源控制要求的集成开关稳压器应运而生,各种专用芯片大量问世,使开关稳压电源的功能不断完善,外接元件越来越少,设计、生产和调试工作日益简化,成本不断降低。

  自20世纪80年代以来,用于开关电源的功率器件出现了高反压MOS大功率场效应晶体管、绝缘栅双极管以及功率模块等多种器件,使得开关电源的工作频率从20kHz左右提高到目前的几百千赫兹。尤其是“谐振式”开关电源的出现,使电源的工作频率能达到数兆赫兹,工作效率大大提高。输出功率也由数十瓦提高到数百瓦甚至数千瓦。被广泛应用于电子计算机、通信、航天、彩色电视机等领域中。

  近年来,随着开关电源技术的不断发展,高频开关电源在设计上所遇到的难题被逐步解决,各种新技术、新产品不断涌现。如实现软开关方式的谐振型开关电源技术和部分谐振型开关电源技术、组件化技术、数字控制技术、小功率开关方式交流适配器等。促使开关稳压电源向高效率化、小型化、高频化迈进的步伐越来越大,使现代电子设备日益满足人们不断发展的要求。