开关电源技术发展综述

开关电源技术发展综述一、本文概述随着科技的飞速发展和电子设备的广泛应用，开关电源作为电子设备中的重要组成部分，其技术发展对于提高电子设备效率、稳定性和可靠性具有重要意义。本文旨在对开关电源技术的发展进行综述，梳理其发展历程、现状和未来趋势，以期为相关领域的研究和实践提供参考。本文将首先介绍开关电源的基本概念和工作原理，阐述其在电子设备中的重要性和应用场景。接着，回顾开关电源技术的发展历程，从早期的线性电源到现代的高效开关电源，分析其技术演变和进步。在此基础上，本文将重点分析当前开关电源技术的现状，包括其性能特点、应用领域以及存在的问题和挑战。展望开关电源技术的未来发展趋势，探讨其在节能环保、智能化和集成化等方面的潜在应用和发展方向。通过本文的综述，读者可以全面了解开关电源技术的发展脉络和现状，把握其未来发展趋势，为相关领域的研究和实践提供有益的参考和启示。二、开关电源的基本原理与分类开关电源，顾名思义，是一种利用开关技术控制电源通断的电源供应设备。其基本原理是通过高频开关控制电源的通断，将直流电能转换为高频交流电能，再经过高频变压器进行变压，然后通过整流滤波电路输出所需的直流电压。与传统的线性电源相比，开关电源具有更高的效率、更小的体积、更轻的重量以及更高的可靠性。AC-DC开关电源：这类电源将交流市电转换为直流电，广泛应用于各种电子设备中，如计算机、通讯设备、工业控制等。DC-DC开关电源：这类电源将直流电转换为另一种直流电，主要用于电池供电设备、电动汽车、航空航天等领域。DC-AC开关电源：这类电源将直流电转换为交流电，主要用于逆变器、不间断电源（UPS）等设备。AC-AC开关电源：这类电源主要用于交流电压的稳定和调整，如变频器、交流稳压电源等。随着科技的进步和市场的需求，开关电源技术也在不断发展。新型的开关电源不仅提高了转换效率，降低了能耗，还实现了更高的集成度、更小的体积和更好的散热性能。随着绿色环保理念的深入人心，开关电源的节能、环保、安全等方面也受到了越来越多的关注。开关电源以其高效、节能、环保等优点，在现代电子设备中占据了重要地位。未来，随着新材料、新工艺和新技术的不断应用，开关电源的发展前景将更加广阔。三、开关电源技术的发展历程开关电源技术的发展，可以说是伴随着电子技术的不断进步而逐步完善的。从最初的线性电源到如今的开关电源，其发展历程大致可以分为以下几个阶段。在20世纪50年代至60年代，电源设计主要以线性电源为主。这种电源的特点是工作原理简单，但效率相对较低，且在大功率应用时会产生大量的热量，需要较大的散热器。随着电子设备的普及和功率需求的增加，线性电源已无法满足高效、高功率密度的需求。20世纪70年代，PWM（脉冲宽度调制）控制技术的出现，标志着开关电源技术的诞生。PWM控制技术通过调节脉冲的宽度来控制输出电压，从而实现了对输出电压的精确控制。与线性电源相比，PWM开关电源具有更高的效率和更小的体积，因此在电子设备中得到了广泛应用。随着电子设备对电源效率、稳定性和可靠性的要求不断提高，谐振转换技术在20世纪80年代应运而生。谐振转换技术利用谐振电路的特性，使得开关管在零电压或零电流的条件下进行开关动作，从而降低了开关损耗，提高了电源效率。谐振转换技术还具有优良的电磁兼容性，使得开关电源在复杂电磁环境中的稳定性得到了提升。进入21世纪后，随着微电子技术和计算机技术的飞速发展，智能控制技术被广泛应用于开关电源中。智能控制技术通过实时监测电源的工作状态，并根据负载变化和环境因素进行智能调节，使得开关电源在保持高效率的同时，还能实现更好的动态响应和稳定性。智能控制技术还能实现远程监控和故障预警，为开关电源的维护和管理提供了极大的便利。随着新能源、智能电网、电动汽车等领域的快速发展，开关电源技术面临着更高的要求和挑战。未来，开关电源技术的发展将更加注重高效率、高可靠性、高功率密度和绿色环保等方面。随着新材料、新工艺和新技术的不断涌现，开关电源的性能和成本也将得到进一步优化和提升。四、开关电源的关键技术与优化方法开关电源作为现代电子设备的重要组成部分，其关键技术及优化方法对于提高电源效率、降低能耗以及增强系统稳定性具有重要意义。以下将重点探讨开关电源的几个关键技术环节及其优化策略。开关电源的核心控制技术是脉宽调制（PWM）技术。PWM技术通过调整开关管导通时间占空比，实现对输出电压和电流的稳定控制。优化PWM技术的方法包括提高调制精度、减少调制延迟和降低谐波干扰等。例如，采用高精度PWM控制器和快速响应的反馈电路，可以有效提高电源的动态响应能力和稳定性。开关电源的热设计也是关键技术之一。由于开关电源在工作过程中会产生大量热量，合理的热设计对于确保电源的稳定性和可靠性至关重要。优化热设计的方法包括采用高效散热结构、优化材料选择和提高热绝缘性能等。例如，通过增加散热片和风扇等散热装置，以及选用导热性能优良的材料，可以有效降低电源的工作温度，提高电源的可靠性。电磁兼容性（EMC）设计也是开关电源技术的重要方面。开关电源在工作时会产生电磁干扰，影响周围电子设备的正常运行。优化EMC设计的方法包括采用滤波技术、屏蔽技术和接地技术等。通过合理设计滤波电路和屏蔽结构，以及优化接地方式，可以有效降低电磁干扰对周围环境的影响，提高开关电源的电磁兼容性。开关电源的效率优化也是不可忽视的一环。提高电源效率不仅可以减少能源浪费，还可以降低设备发热，延长设备使用寿命。优化电源效率的方法包括选用低损耗开关管、优化电路拓扑结构和提高转换效率等。例如，采用软开关技术和同步整流技术等，可以有效降低开关损耗和整流损耗，提高开关电源的整体效率。开关电源的关键技术与优化方法涵盖了控制技术、热设计、电磁兼容性和效率优化等多个方面。通过不断研究和改进这些关键技术环节，可以推动开关电源技术的持续发展和进步，为现代电子设备的稳定、高效运行提供有力保障。五、开关电源在各个领域的应用与案例分析开关电源技术以其高效率、高可靠性以及优良的电气性能，在多个领域得到了广泛的应用。以下将详细介绍开关电源在不同领域的应用案例。（1）通信领域：开关电源在通信领域的应用十分广泛，包括基站、数据中心、光纤通信等。例如，在基站中，开关电源为通信设备提供稳定、可靠的直流电源，保证通信的连续性和稳定性。在数据中心，开关电源的高效率有助于降低能耗，提高能源利用效率。（2）工业控制领域：在工业控制领域，开关电源为各种工业设备提供稳定的电源，如PLC、传感器、执行器等。这些设备的正常运行对于工业生产的连续性和稳定性至关重要。开关电源的高可靠性保证了这些设备在恶劣的工业环境下也能正常工作。（3）医疗设备领域：在医疗设备领域，开关电源为各种医疗设备提供稳定的电源，如CT机、MRI机、血液透析机等。这些设备的电源稳定性对于医疗设备的准确性和可靠性至关重要。开关电源的高精度和高稳定性保证了医疗设备的正常运行，从而保证了医疗质量。（4）汽车电子领域：在汽车电子领域，开关电源为汽车的各种电子设备提供电源，如ECU、ABS、EPS等。这些设备的正常运行对于汽车的安全性和舒适性至关重要。开关电源的高效率和高可靠性保证了汽车在各种恶劣环境下都能正常工作。（5）航空航天领域：在航空航天领域，开关电源为各种航空航天设备提供电源，如卫星、火箭、飞机等。这些设备的电源稳定性对于航空航天任务的成功与否至关重要。开关电源的高精度和高可靠性保证了航空航天设备的正常运行，从而保证了航空航天任务的成功。开关电源在各个领域的应用都体现出了其高效、可靠、稳定的优势。随着科技的进步和应用的深入，开关电源技术将继续得到发展，为更多的领域提供更优质、更稳定的电源解决方案。六、开关电源技术的挑战与解决方案开关电源技术以其高效率、小型化、轻量化等优点，在电力电子领域得到了广泛应用。然而，随着技术的不断进步和应用领域的拓展，开关电源技术也面临着一系列挑战。首先是效率与热管理的问题。随着功率密度的增加，开关电源中的热量管理成为一大难题，有效的散热措施和高效的热设计成为关键。其次是电磁干扰（EMI）问题。高频开关动作容易产生电磁干扰，对周围电子设备和人体健康造成影响。开关电源的稳定性和可靠性也是一大挑战，特别是在恶劣的工作环境下，如何保证电源的稳定输出和长期可靠性是亟待解决的问题。针对上述挑战，可以采取以下解决方案。通过优化电路设计、采用先进的散热材料和结构，以及实施有效的温度监控和调控措施，可以有效提高开关电源的热管理效率。针对电磁干扰问题，可以采用电磁屏蔽、滤波、接地等技术手段来降低EMI的影响。通过选用高质量的材料和元器件、实施严格的生产工艺和质量控制，以及进行长期的老化和环境适应性测试，可以提高开关电源的稳定性和可靠性。开关电源技术面临的挑战是多方面的，但通过不断的技术创新和解决方案的实施，我们有望克服这些挑战，推动开关电源技术向更高效率、更小体积、更高可靠性方向发展，为现代电子设备的稳定运行提供有力保障。七、结论随着科技的不断进步和应用需求的日益提升，开关电源技术作为现代电子设备的重要组成部分，其发展历程充满了挑战与机遇。从最初的线性电源到如今的高效、智能、绿色的开关电源，其技术的每一次革新都极大地推动了电子产业的发展。在回顾开关电源技术的发展历程中，我们可以清晰地看到，高效率、高可靠性、低能耗、小型化、智能化等始终是开关电源技术发展的核心目标。而随着新型半导体材料、控制电路、散热技术等的不断涌现，开关电源的性能得到了显著提升，应用领域也得到了极大的拓展。未来，随着全球能源危机和环保意识的日益增强，高效节能、绿色环保的开关电源技术将受到更多的关注。随着物联网、5G等新一代信息技术的快速发展，开关电源技术也需要不断适应新的应用需求，实现更高的集成度、更低的功耗、更智能的管理。开关电源技术的发展是一个不断创新、不断进步的过程。面对未来，我们有理由相信，随着科技的不断进步和应用需求的持续升级，开关电源技术将会迎来更加广阔的发展空间和更加美好的应用前景。参考资料：DCDC开关电源芯片是现代电子系统中的重要组成部分，它负责将直流输入电压转换为满足设备需求的直流输出电压。随着科技的不断发展，DCDC开关电源芯片技术在许多领域，如通信、计算机、工业控制等，都得到了广泛的应用。因此，对DCDC开关电源芯片技术的研究具有十分重要的意义。DCDC开关电源芯片的基本工作原理是利用半导体器件的开关特性，通过一定的控制逻辑，将输入的直流电压转换成高频的脉冲电压，再经过变压、整流、滤波等环节，最终输出稳定的直流电压。其核心部分包括开关管、变压器、整流器、滤波器和控制器等。高效能转换技术：为了提高电源的转换效率，需要降低损耗，优化电路拓扑结构，采用高性能的磁性材料和半导体器件。精确的电压和电流控制技术：为了实现稳定的输出电压和电流，需要采用精确的控制算法，如PID控制、模糊控制等。软开关技术：为了降低开关损耗，提高电源的效率，需要研究软开关技术，实现零电压开通和零电流关断。集成化技术：为了减小电源体积和重量，降低成本，需要研究集成化技术，将多个电路和元件集成在一块芯片上。高效率和高可靠性：随着电子设备的功能日益强大，对电源的效率要求也越来越高。同时，由于电子设备的应用环境日益严酷，电源的可靠性也必须得到保证。小型化和轻量化：随着便携式电子设备的普及，电源的体积和重量已经成为了一个重要的性能指标。因此，研究小型化和轻量化的电源技术是未来的发展趋势。智能化控制：随着物联网和人工智能技术的发展，电源的智能化控制已经成为了一个重要的研究方向。通过智能化控制，可以实现远程监控、自动诊断和自适应控制等功能。多输出电源技术：随着电子设备的功能越来越复杂，需要更多的供电电压和电流。因此，研究多输出电源技术是未来的发展趋势。可再生能源应用：随着可再生能源的发展，如何将可再生能源转化为直流电源成为了研究的热点问题。因此，研究可再生能源的直流电源转换技术是未来的发展趋势。DCDC开关电源芯片技术是现代电子系统中的重要技术之一，其发展趋势与电子设备的发展趋势密切相关。未来，随着电子设备的功能越来越强大、体积越来越小、智能化程度越来越高，DCDC开关电源芯片技术的研究将更加深入，更加广泛的应用于各个领域。开关电源，作为一种高效、可靠的电力转换系统，已经成为现代电子设备中的关键组件。其发展历史可追溯到20世纪60年代，随着半导体技术和电子技术的快速发展，开关电源技术也在不断演进和改进。本文将主要探讨开关电源技术的发展历程、基本原理、应用领域，以及未来的发展趋势。开关电源的发展始于20世纪60年代，当时，由于军事和太空探索的需求，人们开始研发出高效率、小型的开关电源。自那时以来，开关电源的设计和制造技术经历了快速的发展，不断向更高的效率和更小的体积迈进。20世纪70年代，随着可控硅整流器的出现，以及磁性元件和半导体器件的改进，出现了更小、更高效的电源设计。在80年代，出现了更先进的功率因子修正技术，以及软开关电源等新技术。进入21世纪，随着电力电子技术的发展，开关电源技术进一步升级，如高频、高效率、数字控制等。开关电源通过将输入的直流电压转换成高频脉冲电压，然后再整流回直流电压来工作。其核心部件包括输入滤波器、整流器、逆变器、输出整流器和滤波器等。逆变器是关键部分，它通过半导体开关器件的切换，将直流电压转换为高频交流电。整流器和滤波器则将高频交流电转换为稳定的直流输出电压。开关电源广泛应用于各种电子设备中，如计算机、电信设备、工业控制系统、照明和电动汽车等。在数据中心和通信基站中，高效率的开关电源对于减少能源消耗和冷却需求至关重要。在电动汽车领域，开关电源用于电力转换和电池管理。而在医疗和航空航天领域，由于其对可靠性和安全性的高要求，开关电源技术的应用更为广泛。高频化：随着电力电子技术的发展，开关电源的工作频率越来越高。高频化可以减小电源的体积和重量，提高效率，并降低电磁干扰（EMI）。高效率：提高开关电源的效率对于减少能源消耗和冷却需求具有重要意义。未来的发展趋势将是通过采用更先进的磁性元件和半导体器件，以及优化控制策略，实现更高的效率。数字化：数字化控制可以提高开关电源的精度和可靠性，并便于实现智能控制。未来，数字化将成为开关电源的一个重要发展趋势。模块化和集成化：为了简化设计和降低成本，未来的开关电源将更加模块化和集成化。多模块和多芯片封装技术将会得到更广泛的应用。绿色环保：随着环保意识的提高，绿色环保成为电子产业的一个重要趋势。未来的开关电源将更加注重环保和能效，例如采用更环保的材料、生产工艺和回收策略。开关电源技术的发展历程经历了从机械式到半控制式再到全控制式的演变过程。随着半导体技术和电力电子技术的发展，开关电源的设计和制造技术不断升级和完善。未来，随着技术的进步和应用领域的拓展，开关电源将会继续朝着高频化、高效率、数字化、模块化和集成化以及绿色环保的方向发展。开关电源因其高效能和可靠性已成为电子设备中的重要组成部分。然而，随着科技的发展和设备复杂性的增加，开关电源在工作时产生的电磁干扰（EMI）问题日益严重。为了确保电子设备的正常运行和人体健康，对开关电源电磁兼容技术的研究显得至关重要。本文将简要概括开关电源电磁兼容技术的研究现状、面临的挑战以及未来可能的发展趋势。电磁兼容性（EMC）是指设备在电磁环境中正常运行，而不会受到干扰或影响的能力。在开关电源中，电磁兼容性的好坏直接影响到设备的性能和人体健康。为了提高开关电源的电磁兼容性，通常从电磁屏蔽、滤波、接地等几个方面进行设计和优化。自20世纪80年代起，随着电力电子技术的快速发展，开关电源开始被广泛应用于各种电子设备中。与此同时，由于开关电源在工作时会产生强烈的电磁干扰，对设备和人体健康的影响逐渐受到人们的。因此，开关电源电磁兼容技术的研究和发展逐渐成为学术界和工业界的重要方向。开关电源在工作时会产生多种形式的电磁干扰，如传导干扰、辐射干扰等，这些干扰会对设备的正常运行和人体健康造成不良影响。不同设备和应用场景对开关电源的电磁兼容性要求也各不相同，因此需要针对具体应用进行优化设计。（1）优化电路设计：通过改进电路拓扑、选择合适的元器件以及优化布线等方式，降低开关电源在工作时产生的电磁干扰。（2）电磁屏蔽：采用金属外壳或导电材料对开关电源进行屏蔽，以减少电磁干扰对外界的影响。（3）滤波设计：在开关电源的输入和输出端添加滤波器，以减小电磁干扰的传导和辐射。（4）接地技术：通过良好的接地设计，将开关电源产生的电磁干扰导入大地，提高设备的电磁兼容性。在电力电子技术不断发展的今天，开关电源电磁兼容技术已经在工业控制、通信、消费电子、医疗等领域得到了广泛应用。随着5G、物联网、人工智能等新兴技术的快速发展，开关电源电磁兼容技术的应用前景将更加广阔。（1）高频化与小型化：随着电力电子技术的进步，开关电源的工作频率越来越高，导致电磁干扰问题愈发严重。为了满足小型化和高效能的需求，研究和发展更高效的电磁兼容性技术势在必行。（2）智能化控制：未来的开关电源将更加注重智能化和自适应性。通过引入人工智能和机器学习等技术，实现对开关电源的实时监控和自动优化，以提供更好的电磁兼容性能。（3）绿色环保：未来的开关电源将更加注重环保和节能。通过研究更环保的材料和优化设计，降低开关电源在工作时的能耗和热辐射，提高其能效和电磁兼容性。本文对开关电源电磁兼容技术的研究现状、挑战与未来发展趋势进行了简要概括。为了应对不断提高的电磁兼容性要求和适应未来的发展需求，需要不断加强研究和创新，提高开关电源的电磁兼容性能。未来，高频化、小型化、智能化和绿色环保将成为开关电源电磁兼容技术的重要发展方向。开关模式电源（SwitchModePowerSupply，简称SMPS），又称交换式电源、开关变换器，是一种高频化电能转换装置，是电源供应器的一种。其功能是将一个位准的电压，透过不同形式的架构转换为用户端所需求的电压或电流。开关电源的输入多半是交流电源（例如市电）或是直流电源，而输出多半是需要直流电源的设备，例如个人电脑，而开关电源就进行两者之间电压及电流的转换。开关电源不同于线性电源，开关电源利用的切换晶体管多半是在全开模式（饱和区）及全闭模式（截止区）之间切换，这两个模式都有低耗散的特点，切换之间的转换会有较高的耗散，但时间很短，因此比较节省能源，产生废热较少。理想上，开关电源本身是不会消耗电能的。电压稳压是通过调整晶体管导通及断路的时间来达到。相反的，线性电源在产生输出电压的过程中，晶体管工作在放大区，本身也会消耗电能。开关电源的高转换效率是其一大优点，而且因为开关电源工作频率高，可以使用小尺寸、轻重量的变压器，因此开关电源也会比线性电源的尺寸要小，重量也会比较轻。若电源的高效率、体积及重量是考虑重点时，开关电源比线性电源要好。不过开关电源比较复杂，内部晶体管会频繁切换，若切换电流尚未加以处理，可能会产生噪声及电磁干扰影响其他设备，而且若开关电源没有特别设计，其电源功率因数可能不高。开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器，电子冰箱，液晶显示器，LED灯具，通讯设备，视听产品，安防监控，LED灯带，电脑机箱，数码产品和仪器类等领域。现代开关电源有两种：一种是直流开关电源；另一种是交流开关电源。这里主要介绍的只是直流开关电源，其功能是将电能质量较差的原生态电源（粗电），如市电电源或蓄电池电源，转换成满足设备要求的质量较高的直流电压（精电）。直流开关电源的核心是DC/DC转换器。因此直流开关电源的分类是依赖DC/DC转换器分类的。也就是说，直流开关电源的分类与DC/DC转换器的分类是基本相同的，DC/DC转换器的分类基本上就是直流开关电源的分类。直流DC/DC转换器按输入与输出之间是否有电气隔离可以分为两类：一类是有隔离的称为隔离式DC/DC转换器；另一类是没有隔离的称为非隔离式DC/DC转换器。隔离式DC/DC转换器也可以按有源功率器件的个数来分类。单管的DC/DC转换器有正激式（Forward）和反激式（Flyback）两种。双管DC/DC转换器有双管正激式（DoubleTransistorForwardConverter），双管反激式（DoubleTransistorFlybackConverter）、推挽式（Push-PullConverter）和半桥式（Half-BridgeConverter）四种。四管DC/DC转换器就是全桥DC/DC转换器（Full-BridgeConverter）。非隔离式DC/DC转换器，按有源功率器件的个数，可以分为单管、双管和四管三类。单管DC/DC转换器共有六种，即降压式（Buck）DC/DC转换器，升压式（Boost）DC/DC转换器、升压降压式（BuckBoost）DC/DC转换器、CukDC/DC转换器、ZetaDC/DC转换器和SEPICDC/DC转换器。在这六种单管DC/DC转换器中，Buck和Boost式DC/DC转换器是基本的，Buck-Boost、Cuk、Zeta、SEPIC式DC/DC转换器是从中派生出来的。双管DC/DC转换器有双管串接的升压式（Buck-Boost）DC/DC转换器。四管DC/DC转换器常用的是全桥DC/DC转换器（Full-BridgeConverter）。隔离式DC/DC转换器在实现输出与输入电气隔离时，通常采用变压器来实现，由于变压器具有变压的功能，所以有利于扩大转换器的输出应用范围，也便于实现不同电压的多路输出，或相同电压的多种输出。在功率开关管的电压和电流定额相同时，转换器的输出功率通常与所用开关管的数量成正比。所以开关管数越多，DC/DC转换器的输出功率越大，四管式比两管式输出功率大一倍，单管式输出功率只有四管式的1/4。非隔离式转换器与隔离式转换器的组合，可以得到单个转换器所不具备的一些特性。按能量的传输来分，DC/DC转换器有单向传输和双向传输两种。具有双向传输功能的DC/DC转换器，既可以从电源侧向负载侧传输功率，也可以从负载侧向电源侧传输功率。DC/DC转换器也可以分为自激式和他控式。借助转换器本身的正反馈信号实现开关管自持周期性开关的转换器，叫做自激式转换器，如洛耶尔（Royer）转换器就是一种典型的推挽自激式转换器。他控式DC/DC转换器中的开关器件控制信号，是由外部专门的控制电路产生的。按照开关管的开关条件，DC/DC转换器又可以分为硬开关（HardSwitching）和软开关（SoftSwitching）两种。硬开关DC/DC转换器的开关器件是在承受电压或流过电流的情况下，开通或关断电路的，因此在开通或关断过程中将会产生较大的交叠损耗，即所谓的开关损耗（Switchingloss）。当转换器的工作状态一定时开关损耗也是一定的，而且开关频率越高，开关损耗越大，同时在开关过程中还会激起电路分布电感和寄生电容的振荡，带来附加损耗，因此，硬开关DC/DC转换器的开关频率不能太高。软开关DC/DC转换器的开关管，在开通或关断过程中，或是加于其上的电压为零，即零电压开关（Zero-Voltage-Switching，ZVS），或是通过开关管的电流为零，即零电流开关（Zero-Current·Switching，ZCS）。这种软开关方式可以显着地减小开关损耗，以及开关过程中激起的振荡，使开关频率可以大幅度提高，为转换器的小型化和模块化创造了条件。功率场效应管（MOSFET）是应用较多的开关器件，它有较高的开关速度，但同时也有较大的寄生电容。它关断时，在外电压的作用下，其寄生电容充满电，如果在其开通前不将这一部分电荷放掉，则将消耗于器件内部，这就是容性开通损耗。为了减小或消除这种损耗，功率场效应管宜采用零电压开通方式（ZVS）。绝缘栅双极性晶体管（InsulatedGateBipolartansistor，IGBT）是一种复合开关器件，关断时的电流拖尾会导致较大的关断损耗，如果在关断前使流过它的电流降到零，则可以显着地降低开关损耗，因此IGBT宜采用零电流（ZCS）关断方式。IGBT在零电压条件下关断，同样也能减小关断损耗，但是MOSFET在零电流条件下开通时，并不能减小容性开通损耗。谐振转换器（ResonantConverter，RC）、准谐振转换器（Quasi-ResonantConverter，QRC）、多谐振转换器（Multi-ResonantConverter，MRC）、零电压开关PWM转换器（ZVSPWMConverter）、零电流开关PWM转换器（ZCSPWMConverter）、零电压转换（Zero-Voltage-Transition，ZVT）PWM转换器和零电流转换（Zero-Voltage-Transition，ZVT）PWM转换器等，均属于软开关直流转换器。电力电子开关器件和零开关转换器技术的发展，促使了高频开关电源的发展。开关电源大致由主电路、控制电路、检测电路、辅助电源四大部分组成。输入滤波器：其作用是过滤电网存在的杂波及阻碍本机产生的杂波反馈回电网。逆变：将整流后的直流电变为高频交流电，这是高频开关电源的核心部分。一方面从输出端取样，与设定值进行比较，然后去控制逆变器，改变其脉宽或脉频，使输出稳定，另一方面，根据测试电路提供的数据，经保护电路鉴别，提供控制电路对电源进行各种保护措施。实现电源的软件（远程）启动，为保护电路和控制电路（PWM等芯片）工作供电。人们在开关电源技术领域是边开发相关电力电子器件，边开发开关变频技术，两者相互促进推动着开关电源每年以超过两位数字的增长率向着轻、小、薄、低噪声、高可靠、抗干扰的方向发展。开关电源可分为AC/DC和DC/DC两大类。开关电源正在走向大众化，微型化。开关电源将逐步取代变压器在生活中的所有应用，低功率微型开关电源的应用要首先体现在数显表、智能电表、手机充电器等方面。现阶段国家在大力推广智能电网建设，对电能表的要求大幅提高，开关电源将逐步取代变压器在电能表上面的应用。反转式串联开关电源与一般串联式开关电源的区别是，这种反转式串联开关电源输出的电压是负电压，正好与一般串联式开关电源输出的正电压极性相反；并且由于储能电感L只在开关K关断时才向负载输出电流，因此，在相同条件下，反转式串联开关电源输出的电流比串联式开关电源输出的电流小一倍。开关电源高频化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了开关电源的发展前进，每年以超过两位数字的增长率向着轻、小、薄、低噪声、高可靠、抗干扰的方向发展。开关电源可分为AC/DC和DC/DC两大类，DC/DC变换器现已实现模块化，且设计技术及生产工艺在国内外均已成熟和标准化，并已得到用户的认可，但AC/DC的模块化，因其自身的特性使得在模块化的进程中，遇到较为复杂的技术和工艺制造问题。另外，开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。开关电源中应用的电力电子器件主要为二极管、IGBT和MOSFET、变压器。SCR在开关电源输入整流电路及软启动电路中有少量应用，GTR驱动困难，开关频率低，逐渐被IGBT和MOSFET取代。开关电源的发展方向是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化。由于开关电源轻、小、薄的关键技术是高频化，因此国外各大开关电源制造商都致力于同步开发新型高智能化的元器件，特别是改善二次整流器件的损耗，并在功率铁氧体材料上加大科技创新，以提高在高频率和较大磁通密度（Bs）下获得高的磁性能，而电容器的小型化也是一项关键技术。SMT技术的应用使得开关电源取得了长足的进展，在电路板两面布置元器件，以确保开关电源的轻、小、薄。开关电源的高频化就必然对传统的PWM开关技术进行创新，实现ZVS、ZCS的软开关技术已成为开关电源的主流技术，并大幅提高了开关电源的工作效率。对于高可靠性指标，美国的开关电源生产商通过降低运行电流，降低结温等措施以减少器件的应力，使得产品的可靠性大大提高。模块化是开关电源发展的总体趋势，可以采用模块化电源组成分布式电源系统，可以设计成N+1冗余电源系统，并实现并联方式的容量扩展。针对开关电源运行噪声大这一缺点，若单独追求高频化其噪声也