电力电子技术在开关电源中的应用

贾晓英

摘要：目前，科学技术的发展迅速，电力电子工程的发展也有了很大的创新。电力电子技术在开关电源中的应用关乎到电源能耗。结合我国电力电子技术的发展，分析电力电子技术在开关电源中的应用。针对电力电子技术在开关电源中的应用展开研究。

关键词：电力电子技术;开关电源;应用

引言

开关电源在人们日常生活中应用广泛，可以说是家家必备，家中的电器都需要用到开关电源，开关电源技术的进步能够给人们提供更加便捷的生活方式，电力电子技术应用的领域广泛，开关电源中运用电力电子技术会推动开关电源技术的向前，由此会产生新颖高效低能耗的开关电源。

1电力电子技术的发展及其特点

电力电子技术经历了一个漫长的发展过程。最早应该追溯到第一个晶闸管（FGH）的诞生。“晶闸管”是美国一家通用电气公司的问世标志，为电力电子技术的发展开了先河，并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。目前很多家用电源开关内部使用的都是FGH，是第一代半控型器件，不能自行关断，需要使用者根据需求进行操作。以FGH为核心的变流电路在电子能源转换过程中扮演着重要的角色，主要功能是使交流变成直流，为用户提供全面的安全服务。随着科学技术的不断进步，电力电子技术水平也呈现出不断发展的趋势。传统的FGH逐渐被“GTR、GTO”等新颖的电力转换器件所代替，从“传统电力电子技术”向“现代电力电子技术”转变。电力电子器件的研究和开发，也推动了当前电力行业的进步，使人们进入高频化和智能化的电力时代。“IGBT”的出现，更是实现了电网之间的非同期互联，解决了很多电源开关的不稳定问题，避免电路中出现短路和功损。很多家居用品和用电器等，都需要配置相应的开关，才能为用户提供便利，有效的实现开关和电路互通。在电源开关系统中加入电力电子应用，是新时期的科技需求，也是每个家电设计工作者需要掌握的重点技术。影响电力传输的因素有很多，比如“电路的距离、电压的大小、传输电线的质量、电路设备的品牌”等，这些都会影响电流在线路中的传输速率。如果电路距离过长、电压强度不够、电路设备不够完善，就有可能降低电源开关的反应灵敏度，增加电路能量的消耗。

2优化措施分析

2.1高频开关电源

通信源的发展与通信业的发展速度密不可分，高频小型开关电源的应用主要面向供电系统使用。通信业中的一次电源（也就是整流器），主要应用在单相或者三相交流电向直流电的转换方面。随着科技的不断发展进步，最终结果是相控式稳压电源将全部被低压高频开关使用。在通信行业设备的使用中，电源的电压大小，由相应的集成电路形式决定。一般采用高频电源的模块，除了节能外，更方便了日后的维护和安装，一般考虑到两个方面，一是日后容量增加的影响，二是开关电源小轻量化的需求，因此必须采取高频开关。但是也有一些因素会影响高频开关的正常使用。滤波器对这种电磁干扰能够有很好的控制作用，我们可以设计开关电源电路时，在开关电源输入及输出部分中，放置一些滤波器，来解决这些电磁的干扰问题。通常滤波抑制用到的技术有很多种，在实际使用中根据现场不同情况，选择适宜的方案，这样才能够达到理想的效果。

2.2关注软开关

软开关技术的应用有很多优势，这项技术的应用原理就是谐振，能够弥补之前存在的电路使用缓冲电路消除电压尖峰以及浪涌电流的不足之处，能够使系统变得更加简单，减少发生事故的概率。之前的电路在电源开关打开和关上时的一瞬之间产生较强的电压以及电流，，在这一瞬之间产生的电压是不能被利用的，这样就会引起电能的损耗，但是利用软开关就会有不同的效果。软开关中的谐振电路就能够对高频变压器中的电容、电感进行充分的吸收利用，减少晶体管等不少开关电源元件的压力，在根本上提高电能的使用效率，增加开关电源系统内部的稳定性，降低能量的消耗。

2.3高频逆变式整流焊机电源

从开关电源开发的角度来看，效率和能源效率是主要特征。焊接机目前正在以达成高效率的能源效率标准而上市。在开发展望中，对高频率变频器整流电源的开发前景良好。在功率使用方面，采用了AC-DC-AC-DC。实际应用方面，通过全桥整流器将50Hz交流转换为dc电流。使用PWN高频转换将直流功率转换为高频矩形波。高频转位装置可以执行耦合过程来实现DC的DC稳定化。在整流处理之后，将滤波转换为稳定的直流。从实用性的观点来看，焊接机电源存在的环境比较苛刻，关于电源的稳定性和可靠性有很高的要求。因此，有必要有效地控制微处理器，预测系统的实际操作并合理选择微处理器来解决问题。主要分析了开关电源中电力电子技术的应用。在能源、环境保护及生命科学及材料方面，电力电子技术的有效应用在所有领域都发挥了非常重要的作用。作为重要的科学技术支持，电力电子技术在经济各领域广泛使用，并具有非常有前途的发展前景。

3发展趋势

开关电源在运行过程中具备安全、高效、可靠、节能、低噪等显著优势，现阶段，常见的开关电源中采用双极性晶体管，这种型号的开关电源在频率控制上仍有待提高。因此，开关电源的应用趋势应以提升开关元器件的开关频率为主，这样才能够有效的保證开关电源的频率，达到节能减排的目的。考虑到提升开关电源的开关速度会对电路中分布电感和电容产生干扰，致使二极管存储电荷存在浪涌情况。为例对存储电荷的浪涌情况进行控制，可根据实际情况选择不同的应对方法。一般来说，可采用L-C缓冲器、磁缓冲器等辅助元器件控制浪涌。针对高频开关电源而言，可采用部分谐振转换电路技术对存储电荷涌浪情况进行控制。谐振式开关电源能够降低开关启动过程中的能源损耗，但在实际应用过程中，部分谐振转换电路技术在高频开关电源应用中仍存在诸多难以攻克的技术难题。现阶段，国际上针对开关电源的运行电流耗电情况，已经展开了相关研究，有学者通过降低开关电源运行电流的方式，辅助降低结温措施，控制开关电源中器件应力，从而保证开关电源产品的可靠性，能够解决开关电源存储电荷的涌浪以及噪声等问题，具有一定的实用性。

结语

开关电源中电力电子技术的应用能够提升开关电源的运行效率，使得开关电源更加智能化、高效化、节能化。随着科技的进步，电力电子技术的应用范围将会不断扩大，应用领域也会不断深入。

参考文献：

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