促進電源適配器發展的因素

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促進電源適配器發展的因素

(1)電力電子器件
電力電子器件經歷了從雙極型器件到場控型器件，及其寬禁帶電力電子器件的發展趨勢。電力電子器件作為電源適配器的主要構成部分，可以直接影響著電源適配器的性能，電力電子器件的發展趨勢更加是可以直接促進著電源適配器的迅速發展趨勢。功
率MOSFET是現階段電源開關速度較快的電力電子器件，電力MOSFET的出現使電源適配器達到高頻化變成可能；
IGBT綜合了場控型器件迅速和雙極型器件通態壓降低的優點，使電源適配器成功應用于超高壓、大電流、大功率等場合。
(2)軟電源開關技術
通常電源適配器的開關管工作在硬電源開關情況，因而，在電源開關過程中，開關管兩端的電壓與流過開關管的電流存在交疊時間，進而產生了開關損耗。開關損耗使電源適配器的效率降低，溫升加劇，可靠性降低。同時電源開關頻率越高，開關損耗越大，進而限制了電源適配器的小型化和輕量化。為了降低電源適配器的體積和重量，就需要提高電源開關頻率，同時降低開關損耗，因而，必須降低電源開關過程中開關管兩端的電壓與流過開關管的電流的交疊時間。為此研究出了零電壓電源開關ZVS(Zero-Voltage-Switching)和零電流電源開關ZCS(Zero-Current-Switching)的軟電源開關(Soft-Switching)技術，及其零電壓轉換ZVT(Zero-Voltage-Transition)和零電流轉換ZCT(Zero-Current-Transition)變換器。
軟電源開關技術是利用電感和電容之間的諧振，進而改變開關管的電源開關軌跡，利用諧振中電壓或電流過零的特點，為開關管創造達到零電壓電源開關或零電流電源開關的條件，降低電源開關過程中開關管兩端的電壓與流過開關管的電流的交疊時間，進而降低開關損耗。
軟電源開關相對硬電源開關有顯著優越性，能夠緩解硬電源開關中存在的眾多難題，如：
(a)硬電源開關的開關損耗大，軟電源開關降低了開關損耗；
(b)硬電源開關在超高壓下啟用時,開關管并聯結電容中的能量通過開關管耗散，易導致開關管溫升過高，進而毀壞開關管，軟電源開關利用諧振技術將結電容中的能量轉移至另一個開關管的并聯結電容；
(c)硬開關在大電流下關斷時，電源電路中的二端元件會造成過高的電壓尖峰，進而毀壞開關管，軟開關利用諧振技術提供續流回路，降低電流變化率，進而降低感應尖峰電壓；
(d)硬開關的并聯二極管反向恢復期間,與其串聯開關管的開通易造成電流短路，耗損急劇提升，造成開關管超溫毀壞，軟開關通過設置恰當的延遲時間，防止開關管直通；
(e)硬開關因其過大的電壓、電流變化率，易造成的電磁干擾(EMI)，軟開13關利用諧振技術，降低電壓、電流變化率，進而降低了電磁干擾；
硬開關的開關損耗限制了其開關頻率的提升，在20kHz以下開關管會造成人耳可以聽見的噪聲，軟開關伴隨著其開關損耗的降低，開關頻率取得提升，進而降低了開關噪聲。
軟開關技術的運用，促使了電源適配器迅速發展，基于軟開關技術的拓撲電源電路結構也愈來愈多，如準諧振變換器(QRCs)、ZVS-PWM變換器和ZCS-PWM變換器以及ZVT-PWM變換器等，基于移相操縱ZVS-PWM全橋變換器的拓撲電源電路結構更是被廣泛應用于中大功率場合的電源適配器中。
(3)拓撲結構
伴隨著電力電子器件MOSFET和IGBT的出現，電力電子電路拓撲結構的研究取得了迅速發展。為了更好地滿足電源適配器的效率和功率密度等能力的標準，以及在不同的電壓、電流等級和不同功率場合的運用，提出了相應的AC/DC和DC/DC功率變換電源電路拓撲結構，常用的AC/DC功率變換拓撲電源電路結構有單相或三相功率因數校正電源電路以及光伏逆變電路，常用的DC/DC功率變換電源電路拓撲結構有Buck降壓變換電源電路、Boost升壓變換電源電路、Cuk降壓/升壓變換電源電路、移相全橋軟開關DC/DC變換電源電路和有源鉗位DC/DC變換電源電路等。諸多新式功率變換電源電路拓撲結構的不斷提出，使電源適配器滿足不同運用場合，對電源適配器技術的發展起到了極大的促進作用。
(4)控制技術

伴隨著對電源適配器技術能力的標準不斷提升，愈來愈多的新式控制技術被運用到電源適配器中。基于控制理論的線性系統控制技術被運用到電源適配器的控制電路中，與傳統的電壓模式PWM操縱和電流模式PWM操縱相比，線性系統控制技術具備優異的操縱能力。

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| 發布時間：2020.09.21 來源：電源適配器廠家

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