电力电子技能现已开展成为一门完好的、自成体系的高科技技能。电源技能归于电力电子技能范畴。电力电子技能的开展带动了电源技能的开展，而电源技能的开展又有用地促进了电源工业的开展。迄今为止，电源已成为非常重要的根底科技和工业，并广泛运用于各行业。其未来的开展趋势为高频、高效、低压、大电流化和多元化。本文论说了现代电源技能电力电子的开展和未来电源技能的开展趋势以及开关电源的开展及运用。
跟着电力电子技能的开展，特别是微电子技能的开展，电器设备的品种越来越多，任何电器设备都离不开电源，电源正发挥着无足轻重的效果，一起跟着电源运用的遍及，以及科学技能的前进，特别是一些先进的仪器对电源提出了更新、更高的要求，使本来的电路技能特别是整流技能的功率大大下降而不再适用。因而，有必要选用新的器材，研讨新的电路。
近几年来，跟着微电子技能不断改进和开展，开关电源技能也有了突破性的开展，开关电源以其独有的体积小、分量轻、功率高、输出方式多样化等特色，已被运用到与电有关的各个范畴。别的，开关电源技能的运用老练，使许多电子产品小型化和微型化变为或许。所以开关电源不只成为各种电子设备的心脏，并且也成为了各种电子设备安全牢靠运转的要害。
1.现代电源技能的开展概略
现代电源技能的开展方向，是从以低频技能为主的传统电源技能，向以高频技能为主的现代电源技能方向改变。电源技能始于上世纪的四十年代末五十年代初的硅整流器材，其开展先后阅历了整流器年代、逆变器年代和变频器年代，并促进了电源技能在许多新范畴的运用。八十年代晚期和九十年代初期开展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高电压和大电流于一身的功率半导体复合器材，标明传统电源技能现已进入现代电源年代。
1.1整流器年代
大功率的工业用电由工频(50Hz)沟通发电机供给，可是大约20%——40%的电能是以直流方式消费的，其中最典型的是电解、牵引和直流传动三大范畴。大功率硅整流器能有用的把工频沟通电改变为直流电，因而在六十年代和七十年代，大功率硅整流管和晶闸管的开发与运用得以大力开展。可是，大功率整流器材也存在许多缺陷，比方转化功率低，体积巨大，散热量大等。
1.2逆变器年代
七十年代，变频技能因节能效果明显而敏捷开展。变频器的要害技能是：半导体器材的通断效果，将工频电源逆变为另一种频率的电能的操控设备。在七十年代到八十年代，跟着变频调速设备的遍及，大功率电力电子器材成为其时电机调速的主角。这时的电力电子技能现已能够完成整流和逆变，但作业频率较低，使得设备的体积仍然巨大，功率器材的损耗也较大，转化功率不够高，只是限制在中低频率规模内运用。
1.3变频器年代
进入八十年代，大规模和超大规模集成电路技能的迅猛开展，为电源技能的开展奠定了根底。MOSFET和IGBT的相继面世，是传统的电力电子向现代电力电子改变的标志。新式器材的开展不只为沟通电机变频调速供给了较高的频率，使其功用愈加完善牢靠，并且使现代电子技能不断向高频化开展，为用电设备的高效、节能，完成小型化，机电一体化和智能化供给了重要的技能根底。
2.现代电源技能的开展概略
现代电力电子技能的开展方向，是从以低频技能处理问题为主的传统电力电子学，向以高频技能处理问题为主的现代电力电子学方向改变。电力电子技能起始于五十年代末六十年代初的硅整流器材，其开展先后阅历了整流器年代、逆变器年代和变频器年代，并促进了电力电子技能在许多新范畴的运用。八十年代晚期和九十年代初期开展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器材，标明传统电力电子技能现已进入现代电力电子年代。
2.1整流器年代
大功率的工业用电由工频(50Hz)沟通发电机供给，可是大约20%的电能是以直流方式消费的，其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需求直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)三大范畴。大功率硅整流器能够高功率地把工频沟通电改变为直流电。因而在六十年代和七十年代，大功率硅整流管和晶闸管的开发与运用得以很大开展。其时国内从前掀起了一股各地大办硅整流器厂的热潮，现在全国大大小小的制作硅整流器的半导体厂家便是那时的产品。
2.2逆变器年代
七十年代呈现了世界规模的能源危机，沟通电机变频调速因节能效果明显而敏捷开展。变频调速的要害技能是将直流电逆变为0～100Hz的沟通电。在七十年代到八十年代，跟着变频调速设备的遍及，大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和门极可关断晶闸管(GTO)成为其时电力电子器材的主角。相似的运用还包含高压直流输出，停止式无功功率动态补偿等。这时的电力电子技能现已能够完成整流和逆变，但作业频率较低，仅限制在中低频规模内。
2.3变频器年代
进入八十年代，大规模和超大规模集成电路技能的迅猛开展，为现代电力电子技能的开展奠定了根底。将集成电路技能的精密加工技能和高压大电流技能有机结合，呈现了一批全新的全控型功率器材。首先是功率MOSFET的面世，导致了中小功率电源向高频化开展，然后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的呈现，又为大中型功率电源向高频开展带来机会。MOSFET和IGBT的相继面世，是传统的电力电子向现代电力电子转化的标志。据统计，到1995年末，功率MOSFET和GTR在功率半导体器材市场上已达到不相上下的境地，而用IGBT替代GTR在电力电子范畴已成结论。新式器材的开展不只为沟通电机变频调速供给了较高的频率，使其功用愈加完善牢靠，并且使现代电子技能不断向高频化开展，为用电设备的高效节材节能，完成小型轻量化，机电一体化和智能化供给了重要的技能根底。
3.电源技能的开展趋势
现代电源起始于20世纪50年代末60年代初的硅整流技能，其开展先后阅历了整流年代、逆变年代和变频年代，推动了电源技能在许多新式范畴的运用。20世纪80年代晚期和90年代初期开展起来的以功率MOSFET和IGBT为代表的集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器材，标明传统电源技能现已进入现代电源技能的新式年代。
(1)绿色化、小型化。
低功耗、低污染、低电流、高功率、高集成已成为现代电源技能的干流，电源技能的开展一起也依赖于电子元器材和集成电路的开展。
(2)模块化、智能化。
电源技能模块化包含功率单元模块化和输出单元模块化。新式开关电源将其功率开关管和各种输出维护模块集成在一起，使开关电源的体积进一步缩小。输出稳压电路模块化，使电源在实践运用中愈加灵敏、便利、智能。
(3)数字化、多元化。
跟着数字技能的开展和老练，现代电源更多地向数字化方向开展。选用数字技能可减小电源高频谐波搅扰和非线性失真，一起便于CPU数字化操控。
现代电源具有杰出的EMC特性，自身发生的高频谐波功率逐渐减小，下降了对环境的“污染”，一起增强了电源自身抗搅扰功用。
4.开关电源的开展及运用
开关电源是专指电力电子器材作业在高频开关状态下的直流电源。因而，开关电源也常被称为高频开关电源，频率一般可高达100KHz左右，内部功率损耗小，转化功率高。在一些电子工业兴旺的国家，能够做到MHz以上，这便使得开关转化电源的功率得到大幅的进步。正因为开关电源功率高、体积小、分量轻、功用好这些长处，计算机、电视机、各种电子仪器的电源简直都已是开关电源统一天下。
4.1开关电源技能的开展
开关电源的前身是线性稳压电源，各种电子设备、许多电气操控设备的作业电源都是直流电源。在开关电源呈现之前，这些设备的作业电源都选用线性稳压电源。因为计算机等电子设备的集成度不断添加，功用越来越强，它们的体积越来越小，迫切需求体积小、分量轻、功率高、功用好的新式电源，这就成了开关电源开展的强壮动力。
20世纪60末，因为微电子技能的快速开展，高反压、大电流的功率开关晶体管的呈现，使得选用高作业频率的开关电源得以面世，那时确认的开关电源根本组织一向沿用至今。开关频率的进步有助于开关电源的体积减小、分量减轻。前期的开关电源的开关频率仅为KHz，跟着电力MOS管的运用，开关电源的开关频率进一步进步，使得电源体积更小，分量更轻，功率更进一步进步。
因为和稳压电源比较，开关电源在绝大多数功用电源指标上都具有很大的优势。因而，现在除了对直流输出电压的纹波要求不高的场合以外，开关电源现已全面替代了线性稳压电源。作为电子设备的供电电源，线性稳压电源首要用于小功率规模。因而，在20世纪80年代曾经，作为线性稳压电源的更新换代产品，开关电源也首要用于小功率的场合。那时，中、大功率直流电源仍以晶闸管相控整流电源为主。可是，20世纪80年代起，因为绝缘栅双极型晶体管IGBT的呈现，打破了这一格式。使得开关电源的容量不断增大，在许多中等容量的规模内，敏捷替代了线性电源，在通讯范畴，前期的48V根底电源简直都是选用晶闸管相控电源，现在已逐渐被开关电源所替代。电力系统的操效果直流电源，曾经也是选用晶闸管相控电源，现在开关电源已成为其干流电源，开关电源的运用规模正在不断扩大。
如前所诉，开关频率的进步能够使电源的体积减小、分量减轻，但却使得开关损耗增大，电源功率下降。别的，开关电源频率的进步也使得电源的电磁搅扰问题变得杰出起来。为了处理这一问题，20世纪80年代，呈现了选用软开关技能。在抱负情况下，可使开关损耗降为零，进步功率，一起也使电磁搅扰大大减小，因而也有助于进一步进步开关频率，使得电源进一步向体积小、分量轻、功率高的方向开展。
4.2开关电源的运用
近年来，跟着对开关电源研讨的不断加深，开关电源技能开展迅猛，运用范畴不断扩大。20世纪80年代，国内高频开关电源，只在及少量设备上运用，现在许多范畴，特别是在高薪技能范畴的运用，推动了高新技能产品的小型化、简便化。别的，开关电源的开展与运用在节省能源，节省资源及维护环境方面都具有重要的含义。这样一来，就使得具有很多长处的开关电源更显重要了。因而，开关电源在计算机、通讯、帆海、航天、仪器仪表、传感器、家用电器等方面得到了越来越多的广泛运用，发挥了不行替代的巨大效果，一起也大大地促进了开关电源的开展。
