关于电力电子技术在开关电源中的应用分析

摘 要：我国经济的快速发展使我国各行业发展迅速，随着半导体以及信息技术的有效推进，电力电子技术得以全面发展，同时带动着开关电源的发展，从低频转向高频，由整体化转到模块化，运行的能源消耗不断减少。比如，高频开关电源，其能够将交流输入的电流，给转化成为相应的直流输出。利用大功率开关元件，对直流高压进行转换，使其成为方波，再把方波电压，转化为低压，输出稳定的直流电压，在开关电源中，被广泛的应用。

关键词：电力电子技术；开关电源；应用

引言

时代的进步，科技的发展使我国各行业有了新的发展机遇和发展空间。社会不断进步，对于能源消耗和环境污染等问题的重视程度愈来愈高，电力系统相关技术水平发展已经成为了当前社会发展的核心问题。电力电子技术作为电力系统中非常重要的技术，提高电力电子技术对于提高能源利用率、保护环境具有十分重要的作用。

1电力电子技术发展特点

电子技术产业快速发展，其中半集成技术、导体技术、电子科学和现代通讯技术使得电力电子技术在电力系统中飞速发展。电力电子技术的快速发展推动着国民经济上升，电力电子技术的空前发展推动着电力产业规模不断扩大，使得电力电子技术呈现出新特点。电力电子技术不断提升，原有的电力电子器件的参数也在不断提高。电力电子技术和微电子技术之间相互渗透，电力电子元件朝着容量大、智能化的方向不断发展。电力电子技术与我国的经济发展密切相关，科技发展推动着电力系统产业化发展，对于我国能源领域创新影响极大，为我国开创社会经济发展贡献重要力量。电力电子技术在发展过程中会不断优化电能的使用性能，实际工作中常会借助于电力电子技术来实现在电力系统中的应用。电力系统节能方面，电力电子技术有着很大的影响力，电力电子技术在实践中应得到大力的推广。电力电子技术在电力系统升级改造中有着独特的优势，其在电力系统使用中得到了广泛的应用。電力电子技术在发展离不开计算机的发展以及其他与之相关联的技术电力设备发展，这就使得整个电力系统产业链发展有了基础条件。

2现代电源技术的发展现状

（1）现代电源技术是软开关与硬开关的结合，受到电源技术的限制，大部分传统的电器都是使用硬开关技术。随着软开关技术的逐步成熟，其在电器行业中的应用越来越广泛，从理论上来看，软开关不会造成任何的电损，能够极大节省电量。但是目前软开关技术并没有完全取代硬开关技术，而是软开关技术与硬开关技术之间相互渗透，使开关能够发挥出更高的性能。在设计电器产品时，既要充分发挥软开关损耗小、效率高、频率高的特性，又要充分利用硬开关技术电压、电流定额小，易于滤波的特殊性能，实现两种开关技术的优势结合，实现更加优良的性能。（2）现代电源技术的小型化发展趋势，随着科学技术的不断进步，现代电器不断朝着小型化的方向发展。便于携带的小型电器用品越来越受到用户的追捧，对于开关电源来说也有着同样的发展趋势，用户也比较倾向于选择那些体积较小、便于携带的开关电源，利用现代电源技术就能够生产出这样的产品。现代电源技术的电容、变压器体积和电感与电源工作的频率平方根是成反比的，这也说明现代开关电源的体积越小，性能也就越好，不但能够使开关电源变得轻便、易于携带，而且能够使开关电源的性能变得更加优良。生产体积、质量较小的开关电源还能够节约材料，节省开关电源的生产成本，获得更大的经济效益和社会效益，所以现代开关电源技术朝着更加小型化的方向发展。

3电力电子技术在开关电源中的应用

3.1高频开关电源

从通信电源的发展角度来说，其推动着通信业的快速发展，供电系统推广使用低压高频小型化开关电源。在通信领域中，所说的一次电源，具体为整流器，而二次电源则为DC/DC变换器。实际应用中，使用一次电源，能够实现对三相交流电网的转化，或者单相交流电网的转化，将其转化为支流电源。随着技术的发展，低压高频开关全面替代相控式稳压电源。考虑到节能，使用具有高功率密度特点的高频DC-DC隔离电源模块，提高安装以及维护的便捷性。一般来说，通信容量的增加，会带动通信电源容量的增加。从使用的角度来说，由于开关电源不断小型化，那么开关必须高频化。因此，其基波自身能够构成干扰源，产生较强的传到干扰波，在改进元器件，提高开关高频化的同时，极易受到辐射干扰波的影响，产生超标准值的杂散信号。信号能够构成EMI，被干扰对象一般为无线电通信。从开关电源工作角度来说，处于高频开关状态，极易产生高电流和电压变化率，使得电源产生一定的电磁干扰，进而造成电网污染和电磁污染等。基于此，需要采取抑制措施，比如，采用滤波器抑制电磁干扰技术。滤波能够有效抑制电磁干扰，抑制电网中电磁干扰进入设备，并且能够抑制设备中的电磁干扰进入电网。通过在开关电源输入以及输出电路中，布置开关电源滤波器，来解决传导干扰问题以及辐射干扰问题等。

3.2变频器电源

从电源使用角度来说，使用的变频器电源，能够用于交流电机的变频调速，比如空调电源。在具体应用的过程中，变频器电源作为电气传动系统的主要组成部分，在节能运行方面，有着较大的优势，获得了不错的节能效益。采用交流-直流-交流方案，作为变频器，使用整流器能够实现对工频电源的高效转化，将其转化为直流电压，结合使用PWM高频变换器以及大功率晶体管，对直流电压进行相应的处理，比如逆变，进而完成交流输出。随着变频技术的应用，使得变频器电源逐渐被推动应用。

结语：

综上所述，在开关电源中，电力电子技术的应用，发挥着积极的作用。随着现代科学技术的不断发展，很多新兴的电力电子技术被研发出来，并广泛应用于社会的各个领域，新技术的出现催生了很多新产品，开拓出很多新的应用领域。

参考文献：

[1]冷海滨.现代电力电子技术的发展趋势探析[J]电子技术与软件工程，2014（01）：156-157.

[2]张锦鹏.浅谈现代电力电子及低压电源技术的发展[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2016（02）：244.

[3]曲子君.电力电子技术在开关电源中的应用研究[J].化工管理，2016（09）：129.

[4]刘金华，朱春媚.电力电子技术的小功率开关电源设计[J].中国教育技术装备，2015（14）：157-159.

作者简介：

王思正（1998.11.20）男，汉族，学生，河南濮阳，单位：中南大学，专业：电气工程及其自动化。