国内大功率开关电源发展趋势研讨

有报道称我国开关电源近年来发展速度极快。本世纪第一个十年每年的销售增长都达百分之十几，每年销售量超过2000万台(见开关电源的现状及发展趋势分析)。仔细阅读，发现此数字包含了个人电脑和家用电器等百瓦级以下的小功率开关电源。本文仅就千瓦级以上电力电子范围的开关电源进行讨论。应该肯定，大功率开关电源的发展速度应以突飞猛进来描绘。

一、大功率电源的分类

大致上大功率电源可分为线性电源和开关电源两类。

(1)线性电源主要包括工频变压器、大功率整流回路、输出整流滤波器、控制电路、保护电路等。它是先将交流电经过变压器变压，再经过整流电路整流滤波得到直流电压，再经过电压反馈调整输出电压，就得到高精度的直流电压。

(2)开关电源是通过电子技术实现的。先是把电网输入交流整流成直流，通过逆变器高频PWM(脉冲宽度调制)信号控制开关管，输出锯齿状的高频交流电压并加到开关变压器初级上，开关变压器次级感应出高频电压,经整流滤波供给负载需要的直流电压，同时还防止高频噪声对负载的干扰。输出部分通过一定的电路反馈给控制电路，控制PWM占空比,以达到稳定输出的目的。

它的特点是，在功率相同时,开关频率越高，开关变压器的体积就越小，但对开关管的要求就越高。开关变压器的次级可以有多个绕组或一个绕组有多个抽头，以得到需要的输出。

其实现在已经有了集成度非常高的专用芯片,可以使外围电路非常简单,甚至做到免调试。例如开关电源芯片(或称模块)，只要配合一些阻容元件和一个开关变压器，就可以做成一个基本的开关电源。

(3)都是直流电按要求不同使用在不同场合。线性电源输出的是线性直流电，技术很成熟，可以达到很高的稳定度，质量高、波纹也很小，而且没有干扰与噪音，可以用在要求高的场合。它的缺点是庞大而笨重，功耗大，转换效率低。这种电源不适合计算机等设备的需要，将逐步被开关电源所取代。上世记使用的就是这种传统的线性电源。开关电源次之，工作时会产生很大的尖峰脉冲干扰，纹波大，需采取措施。优点是重量小、容量大、效率高、体积小、热损耗小。它的缺点是噪音大、有电磁干扰，但现在的屏蔽技术已经非常到位。

二、开关电源的现状

20世纪90年代，开关电源相继进入各种电子、电器设备领域，程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源。可开关电源也存在着电路复杂、射频干扰、电磁干扰大的缺点。随着电子技术的发展，上述缺点正在被逐步克服。整机电路分为主电路和控制电路。主电路包括输入整流滤波、功率转换和输出整流滤波三个环节。

大容量电力电源产品的需求迅速提升，开关电源市场稳步增长。因为国家对能源和环保问题日益重视，电力行业结构调整势在必行；随着电力电子技术的进步，开关电源在节能降耗环保问题上的作用日益显着；高效、大容量机组渐成市场主力，有效拉动电源市场需求，所以中国电力电源市场的这种变化与我国宏观政策导向和电力行业的影响密不可分。受国家宏观政策的影响，我国电力行业结构有所调整，小火电机组相继叫停，大型、高效机组陆续投产。这种电力行业结构的转变显着拉动了大容量电源的市场需求，从而有效带动开关电源市场稳步增长。