開(kāi)關(guān)電源轉換器便攜式電子設備用燃料電池電源DC/DC轉換器

　　隨著(zhù)電子產(chǎn)品小型化與功能多樣化風(fēng)潮的興起，便攜式電子通信產(chǎn)品大行其道，如手提電腦、手機、數碼相機等。電池的性能將直接影響電 子產(chǎn)晶的使用時(shí)間，以及其體積的大小，甚至銷(xiāo)售量；曲于電子產(chǎn)品功能增加的速度、小型化及輕型化的速度加快，對電力的需求世越來(lái)越大，當前鋰離子電池的能量密度已經(jīng)不能滿(mǎn)足需要了，即已經(jīng)不能再滿(mǎn)足便攜式眭腦、移動(dòng)電話(huà)、PDA等電子設備的要求。例如，一臺新型的P4筆記 本電腦平均功耗在100W左右，若工作10h則需1kW·h，用7.4 W·h的鋰離子聚合物電池供電需要140塊，重量可達5～6 kg，高性能的CPU要求 400A/μs的轉換速率和100A以上的峰值電流，到2005年后，此值將分別增加到1000A/μs和150A；當移動(dòng)電話(huà)增加接收地面數字電視功能，采 用大型真彩顯示屏時(shí)，其供電量可以增加到現在的（通常為700mA·h）3～4倍，達到2A·h以上。又如，使用高密度鋰離子電池的3G（第三代）手機 的通信時(shí)間僅為100 min。然而重量卻因電池加大而增加到150g，這一切都對微電子產(chǎn)品的供電系統提出了挑戰。為此，人們開(kāi)始開(kāi)發(fā)靈巧的燃 料電池作為便攜式電子設各用的電源。其能量密度已從早期的50～80 W·h/kg提高到1000W·h/kg，比當前流行的鋰離子電池的能量密度150～ 300W·h/kg高出了許多。10z（10z=28.35g）燃料電池所釋放出來(lái)的能量是900mA·h的鋰離子電池的2倍以上，理論計算表明，燃料電池所能提供 的能量是同樣重量鋰離子電池所能提供能量的3倍，最大極限是30倍。

　　適合于便攜式電子設備應用的燃料電池，是直接甲醇燃料電池（Direct Methano1 FuelCe11，DMFC），它是質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）的一 種變種，這種燃料電池的工作溫度為120℃，其效率大約在40％左右，與其他類(lèi)型的燃料電池相比，DMFC的優(yōu)點(diǎn)是結構簡(jiǎn)單、體積能量密度高、 啟動(dòng)時(shí)間短、運行可靠、維護方便、運行時(shí)間長(cháng)。當電能不足時(shí)僅補充燃料即可，不需要長(cháng)時(shí)間充電。

　　燃料電池的結構特點(diǎn)是由許多單體電池串、并聯(lián)組合而成的，因此內阻較大，輸出外特性軟，輸出電壓隨著(zhù)輸出電流的增大下降較快，甚至在 額定輸出電流時(shí)使輸出電壓下降到空載電壓時(shí)的一半。為了能使輸出電壓穩定在某一給定的范圍，必須在燃料電池與負載之間串加一個(gè)DC/DC轉 換器，用此DC/DC轉換器的PWM控制來(lái)穩壓。這將是開(kāi)關(guān)電源又一種新的，而且很有前途的應用領(lǐng)域。