電源適配器技術(shù)的發(fā)展概況

   電源適配器最早出現(xiàn)在上世紀80年代中期，日本東芝率先把開關(guān)電源技術(shù)用于筆記本的外置電源，它的創(chuàng)舉開創(chuàng)了電源適配器發(fā)展歷史上新的一頁，也成為了世界第一個獨立的筆記本電源適配器。目前，電源適配器高頻化已成為其發(fā)展的方向，高頻化使開關(guān)電源小型化，并使電源適配器更進入更廣泛的應用領(lǐng)域。

    電源適配器技術(shù)是一種應用功率半導體器件、綜合電力變換技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、自動控制技術(shù)的多學科的邊緣交叉技術(shù)。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，電源適配器技術(shù)又與現(xiàn)代控制理論、材料科學、電機工程、微電子技術(shù)等許多領(lǐng)域密切相關(guān)。目前，電源適配器技術(shù)已逐步發(fā)展成為一門多學科互相滲透的綜合性技術(shù)學科。它對現(xiàn)代通信、電子儀器、計算機、工業(yè)自動化、電力工程、國防及某些高新技術(shù)提供高質(zhì)量、高效率、高可靠性的電源適配器起著關(guān)鍵作用。

    當代許多高新技術(shù)均與市電的電壓、電流、頻率、相位和波形等基本參數(shù)的變換和控制相關(guān)，電源適配器技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對這些參數(shù)的精確控制和高效率的處理，特別是能夠?qū)崿F(xiàn)大功率電能的頻率變換，從而為多項高新技術(shù)的發(fā)展提供有力的支持。因此，電源適配器技術(shù)不但本身是一項高新技術(shù)，而且還是其他多項高新技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)。電源適配器技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展必將為大幅度節(jié)約電能、降低材料消耗以及提高生產(chǎn)效率提供重要的手段，并為現(xiàn)代生產(chǎn)和現(xiàn)代生活帶來深遠的影響。

    當今，電子產(chǎn)品已普及到工作與生活的各個方面，其性能價格比愈來愈高，功能愈來愈強，但其供電的電源適配器電路在整機電路中是相當重要的。它的性能良好與否直接影n向整個電子產(chǎn)品的精度、穩(wěn)定性和可靠性。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，電源適配器技術(shù)也得到了很大的發(fā)展，它從過去的不太復雜的電子電路變?yōu)榻袢盏木哂休^強功能的功能模塊；電壓穩(wěn)定的方式，由傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓發(fā)展到今天的非線性式穩(wěn)壓，電源適配器電路也由簡單變得復雜，電源適配器技術(shù)正從過去附屬于其他電子設(shè)備的狀態(tài)，逐漸演變成為一個獨立學科分支。

    我們一般應用的串聯(lián)調(diào)整穩(wěn)壓電源適配器，是連續(xù)控制的線性穩(wěn)壓電源適配器。這種傳統(tǒng)的串聯(lián)穩(wěn)壓器，調(diào)整管總是工作于放大區(qū)，流過的電流是連續(xù)的。這種穩(wěn)壓的缺點是承受過載和短路的能力差，效率低，一般只有35%—60%。由于調(diào)整管上損耗較大的功率，所以需要采用大功率調(diào)整管并裝有體積較大的散熱器。

    開關(guān)電源適配器的調(diào)整管工作在開關(guān)狀態(tài)，功率損耗小，效率可高達70%—95%。開關(guān)穩(wěn)壓電源適配器省去了笨重的變壓器，所以穩(wěn)壓器體積小、質(zhì)量輕，調(diào)整管功率損耗較小，散熱器也隨之減小，此外，開關(guān)頻率工作在幾十千赫，濾波電感、電容可用較小數(shù)值的元件。允許的環(huán)境溫度也可大大提高。但是，由于調(diào)整元件的控制電路比較復雜，輸出紋波雜音電壓較高，瞬態(tài)響應較差，所以開關(guān)電源適配器的應用也受到一定的限制。

    電源適配器技術(shù)的發(fā)展離不開技術(shù)創(chuàng)新。1947年晶體管問世，隨后不到10年，可控硅整流器（SCR，現(xiàn)稱晶閘管）在晶體管逐趨成熟的基礎(chǔ)上問世，從而揭開了電源適配器技術(shù)長足發(fā)展的序幕。半個世紀以來，電源適配器技術(shù)的發(fā)展不斷創(chuàng)新。

    (1)高頻變化是電源適配器技術(shù)發(fā)展的主流。電源適配器技術(shù)的精髓是電能變換，即利用電能變化技術(shù)，將市電或電池等一次電源適配器變換成適用于各種用電對象的二次電源適配器。開關(guān)電源適配器在電源適配器技術(shù)中占有重要地位，從10 kHz發(fā)展到高穩(wěn)定度、大容量、小體積、開關(guān)頻率達到兆赫級的高頻開關(guān)電源適配器，為高頻變換提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，促進了現(xiàn)代電源適配器技術(shù)的繁榮和發(fā)展。高頻化帶來最直接的好處是降低原材料消耗、電源適配器裝置小型化、加快系統(tǒng)的動態(tài)反應，進一步提高電源適配器品質(zhì)以進入更廣闊的領(lǐng)域，特別是高新技術(shù)領(lǐng)域，進一步擴展了它的應用范圍。

    (2)新理論、新技術(shù)的指導：諧振變換、移相諧振、零開關(guān)PWM、零過渡PWM等電路理論；功率因數(shù)校正、有源箝位、并聯(lián)均流、同步整流、高頻磁放大器、高速編程、遙感遙控、微機監(jiān)控等新技術(shù)，指導了現(xiàn)代電源適配器技術(shù)的發(fā)展；

    (3)新器件、新材料的支撐。絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)、功率場效應晶體管(MOS-

FET)、智能IGBT功率模塊(IPM)、MOS柵控晶閘管(MCT)、靜電感應晶體管(SIT)、超快恢復二極管、無感電容器、無感電阻器、新型鐵氧體、非晶和微晶軟磁合金、納米晶軟磁合金等元器件，發(fā)展了現(xiàn)代電源適配器技術(shù)，促進產(chǎn)品升級換代。

    (4)控制的智能化?？刂齐娐?、驅(qū)動電路、保護電路采用集成組件?？刂齐娐凡捎萌珨?shù)字化?？刂剖侄尾捎梦⑻幚砥骱蛦纹瑱C組成的軟件控制方式，達到了較高的智能化程度，進一步提高了電源適配器設(shè)備的可靠性。

    (5)電源適配器電路的模塊化、集成化。電源適配器技術(shù)發(fā)展的特點是電源適配器電路的模塊化、集成化。目前，單片電源適配器和模塊電源適配器逐漸取代整機電源適配器，功率集成技術(shù)簡化了電源適配器的結(jié)構(gòu)，已經(jīng)在通信、電力等領(lǐng)域獲得廣泛的應用，并且派生出新的供電體制——分布式供電，使集中供電單一體制走向多元化。

    (6)電源適配器設(shè)備的標準規(guī)范。今天的市場是超越區(qū)域融貫全球的一體化市場，電源適配器設(shè)備要進入市場，必須遵從能源、環(huán)境、電磁兼容(EMC)、貿(mào)易協(xié)定等共同準則，電源適配器設(shè)備生產(chǎn)廠家必須接受安全、EMC、環(huán)境、質(zhì)量體系等多種標準規(guī)范的認證。

綜上所述，電源適配器作為電子信息產(chǎn)業(yè)的的重要組成部分，具有一定的市場。無論是發(fā)展速度，還是經(jīng)濟收益都是有目共睹的。為了更快更好地適應未來電源適配器市場發(fā)展，電子工程師在設(shè)計新的電源適配器時，要更多的考慮其待機能耗、功率、體積等問題，才能真正的占有電源適配器市場。