开关电源的发展方向大讨论之畅言
中科白癜风医院好吗 http://pf.39.net/bdfyy/bjzkbdfyy/ cmg 开关电源发展了几十年,好像到了一个瓶颈,各种拓扑、控制理论、计算方法大致成型(当然不是每个人都掌握或熟练),好像很难再有一个大的发展。 这十几年来看到的是LLC从理论到设计的大量应用,反激拓扑PSR控制的大量应用,数字控制在大功率的大量应用,未来的突破可能在器件。 请大家讨论一下其他方面 eric.wentx 嗯,个人也觉得突破在半导体器件这块及底层材料学这块. 拓扑方向,可能会不同典型拓扑之间的融合,慢慢退出纯单一拓扑方式,类似磁集成那样. 如果谈及数字控制的话,那算法里面估计可以玩好久. 荨麻草 年前的一次年会,记得阮新波老师也谈到了这点,观点近似,他说: 电源技术未来最有可能在两方面取得突破,一个是新器件,另一个是数字控制。这是国内电源企业实现弯道超车的机会。 cmg 数字控制已经实用化多年了,不管是大功率还是中功率,还是AC/DC,DC/DC,严格来说已经不算将来的方向了,将来只是更进一步的提高和普及。小功率因为成本原因,只有极简单的数字控制。 荨麻草 老李在年写过一篇关于电力电子技术未来的专题文章,谈到了器件、数字控制、封装技术、趋势....等,传上来: 电力电子的未来展望---FredC.Lee.pdf 化二为一 新器件,是国内的薄弱点,涉及到新材料! 1richy 集成才是王道吧,很快就会只有变压器、电容和芯片了。。。 micropower 其实算法也没什么好玩的,做过就知道了,无非就是PID算法。算完一次就没得搞了。 短期来说我认为电路还在不断精简,长期来说应该是有新材料的出现。 micropower 讲到新材料,新材料就到,上次看到GaN功率管样片。电源可能会有新一轮改变。 後會絠萋 这个帖讨论的开关电源应该定义成高档电源吧 就这个来说,发展方向已经不再是传统单一功能了,在原功能的基础上一般 会往如下发展: 1.高功率密度 2.数字算法控制(如数字功率因素校正PFC,电力有源滤波APF等) 3通讯(如跟BMS通讯,引导升级等) 就深圳这边一般是归纳于上述3大发展方向 荨麻草 高档一点的。。。 花了一个下午拆的(高压全砖模块,---Vin,W输出),乖乖,控制板用了这么多元件。 cmg 下面是个LED的驱动电源,包括DALI等控制功能,用ST的ARM做的,成本不关心的时候,MCU还是个不错的选择。 shiyongxie 全数字控制,这个初次开发周期比较长,但是后面处理相对容易。另外这些别人也很难模仿(比起抄板),这也是一个特点 cmg 做什么东西都是第一次很难。 shiyongxie 觉得许多东西都是应运而生,就像LED驱动,10年前估计不会有现在这么多的解决方案。而现在电动车驱动和充电桩可能会爆发性增长,这些应用或许能过衍生出一些新的东西。市场的强力的需求会引领技术的发展。 真武阁 感觉拓扑很难再有什么突破了,未来的方向肯定是软开关方面,最理想的开关方式就是电流或电压其中一个呈梯形,如果无源方式能实现的话那估计就是突破了 剩下来就是寄望于材料方面的突破了,但是损耗的两大块磁性材料和二极管都是发展缓慢,线材更加了,除了铜还能有什么。常温超导估计没那么快来临吧 至于控制,数字或模拟好像没什么高低级的关系吧,功能需要而已 micropower 其实人是非常聪明的,这几十年所做的不过是几十年前所想,也许几十年后所做的是现在所想吧。 像十多年前红火的LLC早在几十年前也有相关论文,现在红火的单级BUCK驱动电源,十多年前就有人用来做适配器,60年代就有想关论文吧?近几年PSR也红火了些吧? boy59 首先应该是元器件,新元器件的诞生将使整个电源水平提高一个档次,现在所存在的问题到那时就不是什么问题。 其次关于拓扑,个人认为所有拓扑都是桥结构或由桥结构衍生得来的,而看似相同的拓扑因一个元件参数不同就能成为另一种电路,完全相同的拓扑因采用不同的控制方式又能实现不同的功能,从这个角度看似乎变化无穷还有潜力可发掘。 micropower 无论是模拟或是数字,主力拓扑可能没有什么新发现,因为该发现的或许都让我们发现了。 所以最关键的就是器件了,当工作频率上到M或是10M时,可能对所有器作材料都需要考虑了。 不过在现有材料基础上还是有很大发挥空间。如我们可以将PFC+BUCK集成在一棵SOP8封装里,包括两棵MOS,对于PFC及BUCK都采用单绕阻电感,这样高集成度不仅体积小,效率高成本也低。当然我跟朋友们说时他们都认为不可能在这个封装里做两棵MOS的,我想这种想法或许跟当年很多工程师认为MCU不可能真接驱动电源的一样。 乞力马扎罗的雪 应该说电源的理论系统已经基本完备了。从理论的角度,暂时难有大的突破,除非基础的物理学理论反生了重大的变化,这短期好像是不可能的。 那么后期的突破我个人以为主要集中在器件层面与应用层面。 器件层面的突破,主要是材料的突破,例如碳化硅器件、氮化镓器件等等。目前器件的突破主要都是集中在半导体领域。 而磁性材料目前急需大的突破,如果能有一种饱和磁通达到1T甚至更高,高频下损耗与铁氧体相当的材料,那么变压器的体积可以大大缩小,电源的功率密度可以有效提高。磁集成的技术,也应该有一定的推广空间。还有就是储能元件电容,是否能取得较大的突破,也是值得期待的。 从应用的角度来看,由于电源其实是能量转换领域的服务业,电源的发展更多的是依靠能源行业的发展而发展,未来的领域主要集中在新能源、电动汽车、智能电网、无线充电、便携/移动电源等几个领域,电源的新发展也应该在这几个领域产生。 然而要取得类似与当初从线性电源到开关电源这么大的突破,短期还没有能看出哪个领域能做到。 一家之言,仅供讨论。 乞力马扎罗的雪 通常来说,仿真结果与实际结果吻合的不好,很可能是仿真电路的模型不够精确。一般来说,我比较喜欢用仿真去验证一个设计的设计思想的可行性,不是非常追求仿真的结果与真实波形之间的相似度。有时候是为了写文章,为了显得有说服力,才会尽量把模型搞的精确一些,让结果更贴近真实。 书上的知识是基础,在现有的物理学理论体系已经很完备的情况下,短期是没有可能跟不上技术的发展的。理论与实际不一致,往往是我们对理论进行简化的过程中把不该简化的部分也简化了,那么得到的结论就会偏离的比较多。但是,该如何简化,这个是没有人可以告诉你的,需要自己通过不断的学习、理解、实践、反思,去慢慢积累自己对电源知识的理解。 至于你说的电路中的噪声。我不是很清楚你说的“噪声”是不是我理解的“噪声”。开关电源的噪声一般主要是由于MOS和二极管的剧烈的开关过程由于非理想的器件特性与杂散参数的振荡产生,并通过杂散参数以及电磁场耦合到电路中,要解决“噪声”的问题,主要是解决EMI的问题。而不是反馈环路的问题。 qhsz 量大,中小功率消费电源行业。 LED行业的不景气及电源的同质化,电源公司的肉搏导致电源的下游半导体材料(包括芯片.MOS.肖特基等)公司的肉搏化,开关电源的发展方向已经变成了虚无缥缈的事情了。 台湾和韩国的MOS应该会全线溃败,转入以国内的MOS为主力。 台湾电源芯片公司,剩下的也就2-3家,其他的即使能存活只能断尾求存; 国内的芯片公司,能存活下来的可能只有2家左右。 欧美的电源芯片公司,应该开始完全远离这个功率段的市场而转入大功率高拓扑市场; 一个6PIN的flyback芯片,价格杀到6分美金,市场一年为1亿颗,万美金,让一家芯片公司吃都吃不饱。 充电器市场,包三极管和芯片的,价格杀到6分美金。一年的市场5亿,就万美金。 全球做电源芯片的公司不下10家。 这一波下来,非死即伤; 由于这样就导致整个电源行业,特别是芯片行业的产值下降(量没降低,产值降低),恶性循环,涉及到电源整个产业链出不了高薪,养不起人才,对从业人员来说,不是好事。 谐振电子 我们运用LLC架构制作电源,功率W---10KW,每年出货万台以上,但是,我也深知LLC有弊端,比如:谐振腔环流、峰值电流、非零流关断等;见到上述新拓扑,至少它同步实现了ZCS/ZVS,无环流,同功率电源变压器可以比LLC小一倍,散热器更小,,,,,优势显著。原以为我们做的无APFCLLC效率97%,PF0.94,都很是可以了,然而还有更好的,所以,变换器领域未垦之路不仅长,可能还多呢,,, 真武阁 变压器除了双向和单向的区别外不可能因为拓扑的不同有很大改变,都是要遵守秒伏法则,损耗-频率;损耗-工作磁密规律,张大师的这NB的拓扑也不可能突破材料的瓶颈---隔离电源你都是要通过变压器把全部能量传递到二次侧,就变压器工作情况而言他这个和LLC也无很大区别,同样用了一个谐振电感,而且和变压器个头一样的规格,这个谐振电感同样也会有一部分无用功在上面驻留,你看到他变压器小那是因为他完全没有考虑安规,把窗口都占用了,不考虑安规的话LLC也可以这么小。 阅读更多精彩内容, |
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