摘要：目前，我国的综合国力在不断的增强，社会在不断的进步，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；开关电源；高频开关
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。此外，有的用户不注意用电安全，反复使用电源开关，就会导致短路电流，烧断保险丝等问题出现，甚至产生漏电的危险，对用户的人身安全产生威胁。所以新时期的电力工作者必须事先预想这些可能存在的安全隐患，做出有效的应对政策和解决措施，加大电力电子技术在电源开关中的应用。传统的电力传输系统比较简单，不存在电容充电电流，电力的功率损耗也相对较小，这适合小家电的用户使用。很多大型的家用电器，比如“电冰箱、洗衣机、电视机、跑步机”等，就需要改变传统的电力传输系统，采用高压直流输电输送的方式，使电源系统拥有较快的调节速度，方便用户的操作，并且投入到市场当中使用。
2 电力电子技术在开关电源中的应用
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。比如说各种辐射，由于高频的开关电源，在工作中会产生快速的电流和电压变化，因此会有一定的电磁干扰产生，对电网造成一定的污染。因此，要想办法控制这些干扰。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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆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计算机高效率绿色电源
随着计算机技术的飞速发展，开关电源的应用和开发已经进入电子电气领域。从计算机技术的应用角度看，绿色功率和绿色计算机的要求很高。例如，绿色能源的使用不仅效率高，能源效率也很好。由于绿色电源的实际应用效果，可减少功率操作的消耗和改进功率操作效率，且台式计算机和支撑装置处于睡眠状态，且功率消耗不超过30w。市场上出现了一种新的绿色电力管理方法，可以有效降低个人电脑和笔记本电脑的功耗。例如，NXP引入了绿色芯片PFC芯片、绿色芯片同步整流控制器等一系列LFEPAK封装。利用30v功率MOSFET元件的端口石绿色芯片，提高了功率芯片的智能水平，实现了端子产品的节能。通过集成在芯片上的高电压SOI过程和绿色芯片解，电源PFC可以实现最大效率。二级PFC的使用输出正确的电压，以便改进电压效率。此外，使用低/零电压开关实现最低开关损耗。绿色芯片同步整流器取代传统二极管整流器电路以改善芯片设计水平，更加方便电源同步整流器，具有与某些功率控制芯片兼容的性能且更加稳定。从产品使用效果来看，节能性强。
2.3软开关技术
我们过去应用的传统电路中，通常用到的开关电源在开启关闭的时候会瞬间有大的电流和电压变化，这部分电流、电压没有很好地被利用，导致了大量的能源被浪费掉。而软开关技术通过电感和电容的谐振原理，对系统进行简化，能有效地避免故障发生。所谓谐振，概念上是指物理上的简谐振动，当物体的加速度在跟偏离平衡位置的位移成正比，且总是在指向平衡位置的回复力的作用下的振动。由电感L和电容C组成的，可以在一个或若干个频率上发生谐振现象的电路，统称为谐振电路。谐振电路在软开关电源上的应用，有效地避免了能源的大量浪费，使电源性能有了稳固提升。
2.4重视同步整流
开关电源技术的发展进步一个主要体现就是低耗能，高效率，那么重视同步整流技术就能进一步提高电能的使用效率，该技术其实是另一种提高电能利用效率的方式，是在软开关之后进行的，主要是反接整流开关二极管中的金属绝缘体半导管，关键是它运用于低压大电流电源，同步电流会经过零电压、零电流的开关，联动信号，这个信号是同步整流以及初始的脉冲信号之间进行的，让它的上升沿增加从而超过之前的上升沿，最终形成一种金属氧化物半导体效应晶体管、零电压的电源开关方法，其根本目标就是能够实现电能的低消耗、高效率。
3 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。高频开关电源的研发不仅标志着我国电力电子器件技术上的突破，更标志着我国在探索开关电源领域的技术已经走向成熟。未来，高频化、智能化的开关电源将成为电力电子技术在开关电源中的主要发展方向，电力电子技术将会在开关电源领域实现技术性的突破。
参考文献：
[1]张耕华.探究我国现代电力电子以及电源技术的发展[J].电子技术与软件工程，2016（24）：246.
[2]唐吉林，杜明星，李豹，魏克新.基于开关电源的传导抗扰度测试方法[J].电测与仪表，2016，53（14）：90-95.
[3]张嵇禹.开关电源用电力电子集成模块分析[J].科技创新与应用，2016（16）：67.
[4]王俏.变电站电子设备高频阻抗测试装置的研制[D].长沙理工大学，2016.
论文作者:高雨萌1,张丽芳2,韩海军3
论文发表刊物:《电力设备》2019年第19期
论文发表时间:2020/1/15
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