大功率直流開關(guān)電源的發(fā)展過程是由線性電源向開關(guān)電源發(fā)展的，在開關(guān)電源出現(xiàn)以前，線性電源已經(jīng)應(yīng)用了很長一段時間，而后，開關(guān)電源因其體積小、重量輕、效率高等優(yōu)點作為線性電源的一種替代物出現(xiàn)，并廣泛應(yīng)用于家電、計算機、通信等設(shè)備中。而隨著電力推進船舶、船舶、風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電等的發(fā)展，使得開關(guān)電源必須向大功率、高頻化方向發(fā)展，而且成為當(dāng)前研究的熱點。
在電力電子各種電源系統(tǒng)中, 大功率直流開關(guān)電源技術(shù)處于核心地位。對于大型電解電鍍電源, 傳統(tǒng)的電路非常龐大而笨重, 如果采用高頓開關(guān)電源技術(shù), 其體積和重量都會大幅度下降, 而且可極大提高電源利用效率、節(jié)省材料、降低成本。在電動汽車和變頻傳動中, 更是離不開開關(guān)電源技術(shù), 通過開關(guān)電源改變用電頻率, 從而達到近于理想的負載匹配和驅(qū)動控制。高頻開關(guān)電源技術(shù), 更是各種大功率開關(guān)電源( 逆變焊機、通訊電源、高頻加熱電源、激光器電源、電力操作電源等) 的核心技術(shù)。
大致上大功率直流開關(guān)電源可分為線性電源和開關(guān)電源兩類。
(1)線性電源主要包括工頻變壓器、大功率整流回路、輸出整流濾波器、控制電路、保護電路等。它是先將交流電經(jīng)過變壓器變壓，再經(jīng)過整流電路整流濾波得到直流電壓，再經(jīng)過電壓反饋調(diào)整輸出電壓，就得到高精度的直流電壓。
(2)開關(guān)電源是通過電子技術(shù)實現(xiàn)的。先是把電網(wǎng)輸入交流整流成直流，通過逆變器高頻PWM(脈沖寬度調(diào)制)信號控制開關(guān)管，輸出鋸齒狀的高頻交流電壓并加到開關(guān)變壓器初級上，開關(guān)變壓器次級感應(yīng)出高頻電壓,經(jīng)整流濾波供給負載需要的直流電壓，同時還防止高頻噪聲對負載的干擾。輸出部分通過一定的電路反饋給控制電路，控制PWM占空比,以達到穩(wěn)定輸出的目的。
它的特點是，在功率相同時,開關(guān)頻率越高，開關(guān)變壓器的體積就越小，但對開關(guān)管的要求就越高。開關(guān)變壓器的次級可以有多個繞組或一個繞組有多個抽頭，以得到需要的輸出。
其實現(xiàn)在已經(jīng)有了集成度非常高的專用芯片,可以使外圍電路非常簡單,甚至做到免調(diào)試。例如開關(guān)電源芯片(或稱模塊)，只要配合一些阻容元件和一個開關(guān)變壓器，就可以做成一個基本的開關(guān)電源。
(3)都是直流電 按要求不同使用在不同場合。線性電源輸出的是線性直流電，技術(shù)很成熟，可以達到很高的穩(wěn)定度，質(zhì)量高、波紋也很小，而且沒有干擾與噪音，可以用在要求高的場合。它的缺點是龐大而笨重，功耗大，轉(zhuǎn)換效率低。這種電源不適合計算機等設(shè)備的需要，將逐步被開關(guān)電源所取代。上世記使用的就是這種傳統(tǒng)的線性電源。開關(guān)電源次之，工作時會產(chǎn)生很大的尖峰脈沖干擾，紋波大，需采取措施。優(yōu)點是重量小、容量大、效率高、體積小、熱損耗小。它的缺點是噪音大、有電磁干擾，但現(xiàn)在的屏蔽技術(shù)已經(jīng)非常到位。
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