摘要：随着科技的不断发展，社会生活中需要大量的自动化电子设备进行协助才能完成工作，因此电源在电子设备及生产生活中的地位就凸显了出来，而由于我国的电子信息技术正处在高速发展阶段，开关电源在我国各行各业都有着极为广泛的应用，高性能的低压大电流电源需求逐渐增多，其安全和使用性能自然就成为了人们关注的焦点，此外，随着环保意识的大范围宣传，因此现代化新型高效节能的开关电源整流器的应用和推广将成为未来的主流方向之一，本文也将就现代开关电源整流器技术极其应用进行深入的分析。
关键词：整流器；开关电源；新兴技术
引言：
高新科技的发展必然带来电子技术的更新换代，其配套的电子设施和装置在实际生活中的应用也越来越广泛，便捷的智能电子设备使得数字化和自动化成为了未来科技发展的主体之一，整流器的使用就是其中最为明显的例子，一般来说整流器通常由二极管或者晶闸管组成，在使用中可以直接实现交流电到直流电的转换，在实际应用中体现在与电力网接口之后为使用的电子产品提供源源不断的电力供应，而由于整流器是属于高输入电流谐波的非线性电路，因此在一定程度上也会导致污染，部分电网污染的来源也主要来自整流器的使用，因此在现代生产中，如何通过技术手段实现整流器的更新升级，提升其使用性能并减少其污染的产生就成为了目前最为重要的研究目标之一。
一、现代开关电源整流器简介
整流器属于整流装置，从交流电到直流电的转换是其最主要的功能，人们在日常生活生产中使用到的是所有电子产品使用的都是直流电，而供电局提供交流电无法直接使用，此时就需要整流器来进行电流的转换，而若想实现直流电到交流电的转换则需要逆变器，而除了转换电流之外，整流器还具有其他的功能，向逆变器提供电流和通过滤波向负载供电都属于整流器的使用范围，另外，整流器也可以向充电电池提供电压，即起到充电器的作用。
整流器的主要组成部件有真空管、引燃管、固态矽半导体二极管和汞弧等，而在长时间的储存环境下，节能灯和电子镇流器会因为电路震荡频率过低和整机工作电流过高导致三极管损坏，进而导致整个产品性能降低，最终引起产品元件过热直接损坏[1]。
从开关电源整流器的历史角度来说，第一个发展阶段在20世纪60年代，此时的开关电源整流器处于一个相控整流器阶段，因为当时核心部件使用的是可控硅，因此在整流器整体体积巨大，重量也较重，在使用过程中因为开关频率过低以及其他原因也会导致噪声大、元件易发热等问题，其使用的可靠性较低，很难在实际使用过程中完成基本任务。因此在20实际80年代，经过改良的整流器成功问世，改良后的整流器在开关元件上使用的是大功率的晶体管，但是第一代整流器上的谐波电流问题在改良之后依然得不到有效解决，因此针对这一问题在90年代出现了第二代和第三代整流器，这两代整流器最大的改良是将相控整流器用功率场效应管和绝缘栅功率晶体管进行了替换，从而实现了整流器在效率和功率因数上的巨大提升，同时物理性能上也更加优秀，体积和质量更加小巧，噪音也处在可控制的最小范围内，材料和能源损耗上和前代整流器相比更是有着极大的提升，随着科技的不断进步，软开关的高频电源技术开始逐步得到应用，这种新型技术给整流器带来了全新变革，较低的功耗和温度，更轻的重量以及更低的环境要求，使得整流器可以在减少能源损耗的情况下实现较长寿命的运转，功率和效益大大提升[2]。
二、现代开关电源整流器技术应用
（一）恒功率整流器技术
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图一 现代开关电源整流器技术
恒功率整流器与其他类型整流器最大的不同点在于在规定的交流输入电压和直流输出电压范围内，它都能恒定的给出额定功率，因此，即使是在蓄电池低电压的情况，恒功率整流器也可以保证输出更大的电流，而根据蓄电池的贮能情况，其输出特性可以大致分为横流和恒压两大阶段，在恒流阶段额定电流、限定电流以及过流值在负载电流超过限流值的情况下数值相近，因此在开关电源系统上需要使用限流型整流器，蓄电池便可以在特定的时间内完成充电任务。而恒功率整流器与限流型整流器最大的不同之处在于，恒功率整流器在恒压和恒流阶段之间插入了一段恒功率阶段，在正常情况下恒压和恒流阶段两种整流器工作情况是完全相同，然而在恒功率阶段恒功率整流器可以在输出功率维持在一定数值的情况下线性降低输出电压，且需要注意的是，对已经放电的蓄电池进行再次充电时需要多大的电流需要进行仔细考虑，其中最主要的参考因素为通信设备所需的最大负载、停电后蓄电池放电的安时数以及恢复蓄电池所需要的充电时间，在一般情况下停电后已经放电的蓄电池在进行充电时需要留出约三分之一的额定电流，从另一种角度来说整个电源系统中有约三分之一的部分未得到充分的利用，而恒功率整流器在结构设计上因为可以在保持系统正常工作的状态下实现功率的持续输出，因此可以更快的为已经放电的蓄电池充电，也不会浪费多余的电源空间，恒功率整流器在使用中的资源浪费也被大大降低[3]。
（二）同步整流器
同步整流器可以大致分为次级同步整流器、半波整流器、全波整流器以及双电流同步整流器，这种整流器与传统整流器的区别在于在低压和大电流电源效率的要求下，传统整流器因为导通压降不能满足条件因此在使用上有着较大的限制，而同步整流器则因为使用了低导通电阻，因此在功率效率以及功率密度上比传统整流器有着较大的提升，此外，同步整流器中双电流同步整流器因为其滤波电感可以集成至主变压器，因此体积、重量等物理性质上有着较大的优势，紧凑的电路设计在使用中也可以实现损耗降低的绿色目标[4]。
（三）可控硅整流器
可控硅整流器因为使用材料的特殊性，因此具有噪音少、功率高和不易发热等优秀性能，在省电性能上依然比不上高频开关电源，但是在加入分级式节能整流之后，其省电性能也能得到大幅度的提升，尤其是在高电流强度下，两者之间在功率、功率因数以及功耗上的数值差距基本可以忽略不计。
（四）相移谐振脉宽调制技术
相移谐振脉宽调制技术的独特之处在于使用了特殊的开关管驱动模式，在相移谐振脉宽调制电路中，当上端的开关管断开之后，直到下端开关管的电压数值为零之后才会导通，这在一定程度上减少了开关管在断开时承受的应力，在损耗和发热量上有了明显的减少，此外在使用了软开关技术之后，开关管的可靠性也会大幅度的提升，即使是在更高的温度下也可以实现稳定的工作，开关损耗程度更是可以降到可以忽略的地步。
三、结束语
综上所述，随着整流器技术的不断发展，越来越多的高新技术和材料开始应用于整流器的使用之中，而高效整流器与普通模块之间的性能差距也越来越大，高效整流器在体积、重量、生产噪音、效率、功率以及节能等方面的优势，已经完全证明了现代开关电源整流器技术已经完全步入高速发展阶段，种类繁多的整流器类型在不同领域内都有着其个性化的应用，因此，对于企业以及其他个人用户来说，根据实际的使用情况选择合适的整流器类型已不再是一项棘手的难题，本文就现代开关整流器技术以及其应用进行了分析，希望能给相关从业人员一些参考。
参考文献：
[1]魏彦，王晓民.分析新型多功能反激式开关电源设计[J].科学技术创新，2017（17）：105-105.
[2]郑小娜.高频开关电源在电化学重金属水处理系统的应用[J].有色设备，2017（6）.
[3]邢心润.一种磁反馈开关电源的设计与实现[D].2018.
[4]章发庆.沟道MOS势垒肖特基（TMBS）和超级势垒整流器[J].电子制作，2017（19）：61-63.
论文作者:沈飞,卢伟
论文发表刊物:《基层建设》2019年第30期
论文发表时间:2020/3/16
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