提高雙極電源開關的功率密度,使之小型化、輕量化,是人們不斷努力追求的目標。
電源的高頻化是電力電子界研究的熱點之一。電源的小型化、減輕重量對便攜式電子設備(如,數字相機等)尤為重要。使開關電源小型化的具體辦法有:
一是高頻化。為了實現電源高功率密度,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。
二是應用壓電變壓器。應用壓電變壓器可使高頻功率變換器實現輕、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”變換和“振動-電壓”變換的性質傳送能量,其等效電路如同一個串并聯諧振電路,是功率變換領域的研究熱點之一。
三是雙極電源開關采用新型電容器。為了減小電力電子設備的體積和重量,必須設法改進電容器的性能,提高能量密度,并研究開發適合于電力電子及電源系統用的新型電容器,要求電容量大、等效串聯電阻ESR小、體積小等。
電源系統中應用大量磁元件,高頻磁元件的材料、結構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注,納米結晶軟磁材料也已開發應用。
高頻化以后,為了提高開關電源的效率,必須開發和應用軟開關技術。
對于低電壓、大電流輸出的軟開關變換器,進一步提高雙極電源開關效率的措施是設法降低開關的通態損耗。例如同步整流SR技術,即以功率MOS管反接作為整流用開關二極管,代替蕭特基二極管(SBD),可降低管壓降,從而提高電路效率。