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現代電子系統中電源技術(shù)的發(fā)展和應用

 
綠色、環(huán)保、高效、節能，已成為當代電子系統發(fā)展的主流和趨勢。在現代電子系統中，數據處理速度越來(lái)越快，數據流量和存儲空間越來(lái)越大，系統穩定性、可靠性越來(lái)越高，而電子設備體積不斷減小，集成度不斷增高，功耗不斷降低。特別是現代手持便攜設備和遠程控制設備不僅要求電子系統集成度高、體積小，而且要求整個(gè)系統功耗低，電池在相同體積和功耗下待機時(shí)間更長(cháng)。電子設備外形變得越來(lái)越簡(jiǎn)單，終端產(chǎn)品變得更加小巧，集成電路生產(chǎn)商需要設計出更加緊湊小巧的封裝。由于系統內處理器、存儲器及其他集成電路數量不斷增加，產(chǎn)生更多熱量，使熱管理在系統設計中變得非常重要。這些因素給集成電路生產(chǎn)商和電子設計工程師帶來(lái)了更多挑戰。
    1 電源技術(shù)的發(fā)展趨勢和種類(lèi)
    1．1 電源技術(shù)的發(fā)展趨勢
    現代電源起始于20世紀50年代末60年代初的硅整流技術(shù)，其發(fā)展先后經(jīng)歷了整流時(shí)代、逆變時(shí)代和變頻時(shí)代，推動(dòng)了電源技術(shù)在許多新興領(lǐng)域的應用。20世紀80年代末期和90年代初期發(fā)展起來(lái)的以功率MOSFET和IGBT為代表的集高頻、高壓和大電流于一身的功率半導體復合器件，表明傳統電源技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入現代電源技術(shù)的新興時(shí)代。
    現代電源技術(shù)的發(fā)展趨勢：
    ①綠色化、小型化。低功耗、低污染、低電流、高效率、高集成已成為現代電源技術(shù)的主流，電源技術(shù)的發(fā)展同時(shí)也依賴(lài)于電子元器件和集成電路的發(fā)展。
    ②模塊化、智能化。電源技術(shù)模塊化包括功率單元模塊化和輸出單元模塊化。新型開(kāi)關(guān)電源將其功率開(kāi)關(guān)管和各種輸出保護模塊集成在一起，使開(kāi)關(guān)電源的體積進(jìn)一步縮小。輸出穩壓電路模塊化，使電源在實(shí)際應用中更加靈活、方便、智能。
    ③數字化、多元化。隨著(zhù)數字技術(shù)的發(fā)展和成熟，現代電源更多地向數字化方向發(fā)展。采用數字技術(shù)可減小電源高頻諧波干擾和非線(xiàn)性失真，同時(shí)便于CPU數字化控制。
    現代電源具備良好的EMC特性，自身產(chǎn)生的高頻諧波功率逐漸減小，降低了對環(huán)境的“污染”，同時(shí)增強了電源本身抗干擾性能。
1．2 電源種類(lèi)
    按輸入一輸出狀態(tài)分類(lèi)：AC-AC、AC—DC、DC—AC、DC—DC。
    按工作狀態(tài)分類(lèi)：線(xiàn)性電源、開(kāi)關(guān)電源、二極管穩壓電源。
    按同負載連接穩壓方式分類(lèi)：串聯(lián)型穩壓電源、并聯(lián)型穩壓電源。
    按輸出電壓調整方式分類(lèi)：固定輸出電源、可調電源。隨著(zhù)電源技術(shù)的發(fā)展，電源分類(lèi)和界定越來(lái)越模糊。例如，LA76810電視接收機集成音頻功放AN5265采用9 V直流供電，而電視接收機并不是采用9 V直流直接輸出或穩壓塊7809輸出，而是采用7812輸出后由9 V穩壓二極管穩壓并給集成電路供電。
    對于固定電源與可調電源，78系列和79系列是電子工程師常用的固定電壓穩壓輸出集成電路，317和337是常用可調電壓輸出集成電路。而現在1085可以是3．3 V輸出，也可以是1．7 V輸出，只需改變集成電路外圍電阻。
    開(kāi)關(guān)電源以其體積小、效率高、環(huán)路PWM控制、輸出短路和過(guò)載保護等特性已占領(lǐng)了電源市場(chǎng)，線(xiàn)性電源已經(jīng)完成了使命，逐步退出歷史舞臺。
    2 低功耗管理策略