开关电源的发展及技术趋势

作者/曹腾、吕鹏飞，中国人民解放军石家庄机械化步兵学院



开关电源的发展及技术趋势

作者/曹腾、吕鹏飞，中国人民解放军石家庄机械化步兵学院

文章摘要：随着当前我国的科学技术的进一步发展，对各个领域发展都有着很大的促进。开关电源的发展在新技术的支持下也有着很大的进步，开关电源技术是电力电子技术的范畴，主要是通过功率变换器进行实现的电能转变，进而来满足多样化的需求。本文主要就开关电源和其发展进行详细分析，然后结合实际对开关电源技术的发展趋势进行详细探究，希望此次理论研究对开关电源的整体发展起到促进作用。

关键词：开关电源；发展趋势；技术趋势

引言

科学技术的进步发展背景下，对开关电源的发展也有着促进作用。开关电源是人们生产生活当中必要的应用技术，只有将开关电源技术得到优化发展，才能有利于人们的生产生活。在这一实际需求下，加强对开关电源发展的理论研究，对实际的应用和作用的发挥就有着积极作用。

1.开关电源和其发展

■1.1开关电源理论分析

开关电源作为人们日常生活中比较常用的技术，也有着不同的类型。能够将其分成变换电能的电源以及发出电能的电源两种类型。严格来说，自然界并没有能够直接利用的电源，所以这就需要通过转换器进行转换，才能对电能得到有效的利用。而这一能够将能源得到有效转变获得的电源就是付出电能的电源。很多时候这一电源并不能直接的进行应用，也要能够通过变压器等进行电压的转换，这样才能进行实际的应用。而开关电源是变换电能的电源，开关电源的工作原理就是在电进入到电源之后，就要经过整流以及滤波进行转为高压直流电，在开关电路以及高频开关变压器作用下，进行转变为高频低压脉冲，最后就能够输出低电压直流的电源。

■1.2开关电源的发展

上世纪五十年代开关电源的应用就比较广泛，在当前的先进技术的支持下，对电源技术的进一步发展也起到了促进作用。开关电源的真正发展是在七十年代开始，这一过程中的电力电子理论也开始得到了确立，这就为开关电源的发展提供了良好的基础。而在实际应用过程中却存在着一些问题，主要是开关的频率相对比较低，可靠性也不是很高等。对开关电源的发展方向就主要是针对这些层面进行优化改进的。

进入到新的发展时代，一些新的器件和拓扑理论也开始有了新的发展，在开关电源中的应用作用也有着良好的发挥。所以在满足了实际的需求的同时，开关电源也向着成熟以及经济等方向迈进，在环保的性能以及智能化等方面也有着很大的进步。

2.开关电源的技术发展趋势分析

■2.1开关电源的多样化技术

对于当前的开关电源的新的技术不断的涌现，电源技术的关键就是电能的变换，也就是对变电变换技术的充分利用，在当前的开关电源的新技术主要体现在高频花以及数字化控制等等面。高频化的开关电源技术层面，已经将频率提高了四百倍，在所用的电气设备的体积以及重量上得到了相应的下降，对功率变幻也带来了比较明显的效益，总之是开关电源的精致和灵巧的设计在智能化方面有着鲜明的呈现。再有是开关电源的新理论和新技术的出现，例如谐振变换以及移相谐振等开关技术，这就为开关电源的进一步完善打下了基础。

而在数字化的控制以及模块化和集成化的控制技术方面也表现的比较突出。开关电源的数字化控制技术层面，主要是在数字处理技术的不断发展背景下，能够通过计算机软件对开关电源实施有效的控制，避免了模拟信号传递中的波形畸变失真，而且在抗干扰的能力上表现的也比较突出。通过数字化的控制技术，能够将电路的安全可靠性得到了有效保证。而在模块集成化层面，主要是单元电路模块化以及功率器件的模块化方面，将开关电源的可靠性也得到了有效提升。

■2.2开关电源的技术发展趋势分析

对于当前的开关电源技术的进一步发展，在先进技术的支持下，也能得到进一步的迈进，开关电源的绿色化的发展目标将会得到实现。开关电源的绿色化就是没有污染的技术，通过分布式体系结构的应用普遍化，开关电源的高功率密度化的发展目标就会得到有效实现，之所以能够达到绿色化的发展目标，就是输入侧出现了尖峰脉冲波形，对谐波电网的污染就有着有效控制作用。

开关电源的过压过流的保护功能作用的发挥也会愈来愈明显，在电源配置过程中通过过流过压的电路保护，在出现了短路情况时候就可及时性的将电源切断，这就对开关电源的稳定可靠性得到了有效保证。另外对宽输入电压的范围也会逐渐的拓宽，以及对输出电压的范围也会得到有效扩大化，对输入端功率因数也会得到相应的提升。在AC/DC开关电源输入侧存在着整流以及电容滤波电路，这就会输入电流波形呈现尖脉冲状，对整机效率低的问题得到有效解决，就可加有源功率因数校正器，这就能将输入端的功率因数得到有效提升。

另外，在设计以及测试技术方面也能得到有效应用。通过建模以及仿真等设计工具的使用，对电源系统的仿真就能得到有效实现。通过仿真模型的建立，以及对开关管的热模型和可靠性模型等充分考虑，就要能够将建模的层次化发展目标得以有效实现。在电源系统的CAD是通过参数最优化以及控制电路设计等方面所构成的，通过CAD的科学化应用，就能够将设计制造的费用得到有效减少，在可制造性的分析方面也能得到准确性的呈现。

3.结语

总而言之，对开关电源的发展过程中，要能注重新技术的开发应用，开关电源的稳定可靠性对产品的稳定可靠性有着决定性作用。在对新技术的开发应用中，要能注重功率以及电压和噪声等方面的重视，只有从多方面进行分析探究才能对开关电源的技术发展起到促进作用。此次主要从开关电源的类型以及发展进行了简述，然后对开关电源的新技术以及技术发展趋势进行了详细分析，希望能够在此次努力下，为我国的开关电源的整体发展水平提升起到促进作用。

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