第1章 开关电源技术的发展

1.1 开关电源技术的发展进程

20世纪开关电源技术发展的历程表明，高功率密度、高效率、高性能、高可靠性是开关电源的发展方向。

随着ULSI尺寸不断减小，供电电源的尺寸与微处理器相比要大得多，人们在减小开关电源的体积、减轻开关电源质量方面做了不少工作。发展小型化轻型电源，对便携式电子设备（如移动电话等）尤为重要。

为了实现高功率密度，必须提高PWM开关电源工作频率。1980年前，功率变换器的开关频率为20～50kHz，从20世纪80年代起，提高开关频率成为减少开关电源尺寸的最有效手段，同时也改善了电源的动态性能。20世纪70年代，国际上掀起的所谓20kHz的革命成为开关电源技术发展的历史转折点，同时也引发了PWM开关变换的研究热潮。

到了20世纪90年代，开关电源工作频率的提高受到开关损耗的制约，进一步提高开关电源功率密度和效率遭遇了瓶颈。软开关的新思维在90年代初开始萌芽，从此开关电源技术的发展进入了新的历史时期。经过20年的努力，到了21世纪初，高频PWM软开关技术日臻完善，工作频率达兆赫级的开关电源已进入商业领域。

开关电源的高频化引出一系列的新技术跟进。例如，磁性材料的高频化，以及平面型高频电感变压器的构造理念的形成；功率集成器件突破了单一的高频电力电子开关器件，将控制、驱动、保护、智能化功能等统统集成到薄膜和厚膜的模块里，使制造简化；高频开关电源的硬件高度紧凑集中，电磁兼容性问题不容忽视；无论功率集成还是分立元器件的主电路，在设计时越来越依赖仿真软件，彻底改变了研发的程序和教学模式。

开关电源技术下一步的发展动向如何？无疑是模块化和数字化，这是科技发展和社会需求所致。开关电源整机需要进一步集约化、智能化，以满足时代进步的需求。