开关电源转换器便携式电子设备用燃料电池电源DC/DC转换器-电子工程世界

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　　随着电子产品小型化与功能多样化风潮的兴起，便携式电子通信产品大行其道，如手提电脑、手机、数码相机等。电池的性能将直接影响电子产晶的使用时间，以及其体积的大小，甚至销售量；曲于电子产品功能增加的速度、小型化及轻型化的速度加快，对电力的需求世越来越大，当前锂离子电池的能量密度已经不能满足需要了，即已经不能再满足便携式眭脑、移动电话、PDA等电子设备的要求。例如，一台新型的P4笔记本电脑平均功耗在100W左右，若工作10h则需1kW·h，用7.4 W·h的锂离子聚合物电池供电需要140块，重量可达5～6 kg，高性能的CPU要求 400A/μs的转换速率和100A以上的峰值电流，到2005年后，此值将分别增加到1000A/μs和150A；当移动电话增加接收地面数字电视功能，采用大型真彩显示屏时，其供电量可以增加到现在的（通常为700mA·h）3～4倍，达到2A·h以上。又如，使用高密度锂离子电池的3G（第三代）手机的通信时间仅为100 min。然而重量却因电池加大而增加到150g，这一切都对微电子产品的供电系统提出了挑战。为此，人们开始开发灵巧的燃料电池作为便携式电子设各用的电源。其能量密度已从早期的50～80 W·h/kg提高到1000W·h/kg，比当前流行的锂离子电池的能量密度150～ 300W·h/kg高出了许多。10z（10z=28.35g）燃料电池所释放出来的能量是900mA·h的锂离子电池的2倍以上，理论计算表明，燃料电池所能提供的能量是同样重量锂离子电池所能提供能量的3倍，最大极限是30倍。

　　适合于便携式电子设备应用的燃料电池，是直接甲醇燃料电池（Direct Methano1 FuelCe11，DMFC），它是质子交换膜燃料电池（PEMFC）的一种变种，这种燃料电池的工作温度为120℃，其效率大约在40％左右，与其他类型的燃料电池相比，DMFC的优点是结构简单、体积能量密度高、启动时间短、运行可靠、维护方便、运行时间长。当电能不足时仅补充燃料即可，不需要长时间充电。

　　燃料电池的结构特点是由许多单体电池串、并联组合而成的，因此内阻较大，输出外特性软，输出电压随着输出电流的增大下降较快，甚至在额定输出电流时使输出电压下降到空载电压时的一半。为了能使输出电压稳定在某一给定的范围，必须在燃料电池与负载之间串加一个DC/DC转换器，用此DC/DC转换器的PWM控制来稳压。这将是开关电源又一种新的，而且很有前途的应用领域。

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