提高雙極電源開關(guān)的功率密度,使之小型化、輕量化,是人們不斷努力追求的目標(biāo)。
電源的高頻化是電力電子界研究的熱點(diǎn)之一。電源的小型化、減輕重量對便攜式電子設(shè)備(如,數(shù)字相機(jī)等)尤為重要。使開關(guān)電源小型化的具體辦法有:
一是高頻化。為了實(shí)現(xiàn)電源高功率密度,必須提高PWM變換器的工作頻率、從而減小電路中儲能元件的體積重量。
二是應(yīng)用壓電變壓器。應(yīng)用壓電變壓器可使高頻功率變換器實(shí)現(xiàn)輕、小、薄和高功率密度。
壓電變壓器利用壓電陶瓷材料*的“電壓-振動(dòng)”變換和“振動(dòng)-電壓”變換的性質(zhì)傳送能量,其等效電路如同一個(gè)串并聯(lián)諧振電路,是功率變換領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。
三是雙極電源開關(guān)采用新型電容器。為了減小電力電子設(shè)備的體積和重量,必須設(shè)法改進(jìn)電容器的性能,提高能量密度,并研究開發(fā)適合于電力電子及電源系統(tǒng)用的新型電容器,要求電容量大、等效串聯(lián)電阻ESR小、體積小等。
電源系統(tǒng)中應(yīng)用大量磁元件,高頻磁元件的材料、結(jié)構(gòu)和性能都不同于工頻磁元件,有許多問題需要研究。對高頻磁元件所用磁性材料有如下要求:損耗小,散熱性能好,磁性能*。適用于兆赫級頻率的磁性材料為人們所關(guān)注,納米結(jié)晶軟磁材料也已開發(fā)應(yīng)用。
高頻化以后,為了提高開關(guān)電源的效率,必須開發(fā)和應(yīng)用軟開關(guān)技術(shù)。
對于低電壓、大電流輸出的軟開關(guān)變換器,進(jìn)一步提高雙極電源開關(guān)效率的措施是設(shè)法降低開關(guān)的通態(tài)損耗。例如同步整流SR技術(shù),即以功率MOS管反接作為整流用開關(guān)二極管,代替蕭特基二極管(SBD),可降低管壓降,從而提高電路效率。