电力电子技术在开关电源中的应用

摘要：在人们的日常生活中，开关电源的使用是非常广泛的，家中的生活电器都需要使用到各种开关电源，并且随着电力电子技术的发展，开关电源变得更加高效，更加可靠，更加节能，更加环保，为人们使用的生活电器设备提供源源不断和干净可靠的能源供应，同时，也促使其技术不断的向前发展，并且产生了一些新颖的高效率、低能耗、高功率密度、高可靠性的开关电源。

关键词：电力电子技术;开关电源;应用

前言

电子产品的应用是不能缺少动力的，而电源质量的好坏与性能的高低，都会对电子产品的实际运行状态产生巨大的影响，现今开关电源技术正处在不断发展中，并且在社会生活中的应用也更加广泛，各个行业都在使用开关电源。在电力电子技术的快速发展下，推动了半导体的快速发展，也促使电源技术的快速化发展，于是对开关电源也提出了更高层次的要求，更高频率、更高功率密度、更高效率以及更高质量等，都是对开关电源的设计提出的新要求，就需要对开关电源技术进行创新，将先进的电力电子技术的作用发挥出来，保障电源设计满足时代发展的新要求。

一、电力电子技术的现代化应用

电力电子技术在社会生活中有着广泛的应用，其中，对交流电进行整流、滤波、再通过变压器等变换设备，实现能量的有效转换，满足人们生活中各种电器设备的电压电流需求，所以电力电子技术在生活中起着不可或缺的作用。我国现今对电能量转换的方式方法并不多，也没有将电力电子技术的优势发挥出来。电力电子技术在能量转换方面，主要有工频变压器等装置，这样的能量转换设备体积大、效率低，浪费大量的能源。现今使用的电力电子技术在不断发展，尤其半导体的快速发展，一种新的能量转换方式，通过半导体开关，将能量进行斩波处理，再经过整流和滤波，实现精细化、模块化、智能化、高效化的电压电流转换技术，促使能量转换设备更加小型化，模块化、智能化、高效化和高质量化，进而促使我们的电器设备的实现小型化，高能效，高可靠性，降低不必要的能量转换损耗和不必要的成本。在机械、化工等多个行业中都会应用到这种开关能量转换技术，在使用该技术时，可以提升电能的使用效率，促使设备整体工作效率的提升，从而减少不必要的能量损耗和废能排放，降低对周边环境造成的影响和破坏。在一些工程项目施工中，需要使用高压直流输电，使用开关技术能量转换，完全可以实现高压直流输电，在应用中有着高效率，高可靠性的优势，能够减少工作中的损耗，对系统的运行提供更加高效的可靠的能源保障。随着电力电子技术的不断发展，也研发出来更多新的大功率电子产品，使用这种开关能量转换技术可以更好的完善直流输电技术，降低工程开展的成本，同时将电力电子技术与网络技术有效的結合在一起，实现对交流输电系统的控制，高效智能地调整所需的输电系统中的应用参数，实现对供电输出的智能控制，促使整个供电系统能够更加平稳、可靠的运行。

二、电力电子技术技术在开关电源中的应用

（一）智能控制的应用

开关电源的智能控制技术，是建立在计算机技术与数字化处理之上的发展，使用上述的技术为开关电源智能化控制提供更多的技术支持[2]。开关电源内部有多重电路控制，在控制电子开关运行与时间的周期增加减少期间进行各种操作，计算机处理可以减少在信号传递过程中出现的波形失真的问题，所以数字化控制的采取提升了电源开关应用的安全性能，并且在单元电路模块化处理、功率模块化等多种模式的发展下，促使开关电源的整体使用性能不断的提升，继而保障了在今后的工作中处在一种正常的状态下，提升整体电能的使用效率。

（二）软开关的应用

在使用软开关技术时有着比较多的优势，该技术应用的是谐振的原理，弥补了原有电路使用缓冲电路消除电压尖峰以及开关损耗存在的不足之处，促使整体系统的运行变得更加简单，继而减少出现事故的概率[3]。以往的电路在电源开关打开与关上时，其上的电压与电流会产生交叠，因此会产生开关损耗，且其产生的损耗是不会被利用的，这样一来就会导致出现电能的损耗，但是使用软开关会有着不同的效果。软开关中有着谐振电路，充分的利用高频变压器中的电感、漏感与电容产生谐振，通过开关管控制谐振的频率，使其谐振腔工作在感性区域，为开关管的电流滞后电压创造条件，从而实现零电压开关，减少开关损耗，继而从根源上提升对于电能的使用效率，减少不必要能量的消耗。

开关管损耗 开关管零电压开通

（三）重视同步整流

开关电源技术的发展主要体现在低耗能、高效率的特点，所以重视同步整流就是进一步提升电能使用效率的关键所在。随着电力电子技术的发展，促使半导体技术快速发展，诞生了通态电阻非常低的功率MOSFET开关管，为同步整流技术提供决定性的支持和保障。同步整流技术就是采用这种通态电阻极低的功率MOSFET开关管来替代传统的整流二极管，从而降低整流产生的损耗，它可以大大提高低压大电流输出的能量变换器的效率。同时，同步整流技术还可以与软开关技术结合使用，其同步开关信号与零电压开关信号进行联动，零电流开关实现信号的联动，在零电流进行开关操作，从而进一步减小开关管损耗，这样将大大提高转换器的效率。

（四）绿色高效电源的应用

针对于绿色电源的使用，则是重点在计算机技术的应用中，对于计算机技术人员来讲其对于绿色电源的要求是比较高的，也就是说需要省电、效率高以及环保的电源来供电，这对于计算机而言是非常有必要的，可以保障其在工作中降低耗电量，在不使用时可以保持休眠的状态，进一步减少对于电能的损耗[4]。随着电力电子技术的发展，人们创造出更多的绿色的电源芯片，为实现更高效率，更低能耗的电源提供了条件，为输送出更多更准确的电压电流奠定基础，再结合智能控制技术、软开关技术、同步整流技术，从而实现更低能耗的绿色环保电源，为计算机供电保驾护航。

结语

开关电源是家家户户的电器必有的使用频率较高的设备，而开关电源技术更是随着电力电子技术的发展在不断的进步，将电力电子技术应用在开关电源中，可以起到提升电能使用率，降低电能的消耗等作用，促使开关电源的整体工作效率提升。将电力电子技术应用在开关电源中，是一种智能控制、高效低损耗以及节能环保的发展趋势，在今后的发展中，电力电子技术将会与开关电源之间有着更加密切的联系，且应用方式也会变得更加完善。

参考文献

[1]杜野.现代电力电子技术的发展趋势探析[J].数码世界，2020，（12）：280 -281.

[2]李瑞华.电力电子技术在农业电气化中的应用分析[J].山西农经，2020， （22）：144-145.

[3]张斌.现代电力电子技术的发展及其应用研究[J].电子世界，2019，（17）： 92-93.

[4]张磊，张远洋.电力电子技术在农业电气化中的应用[J].湖北农机化， 2019，（15）：51.

作者简介

林志坚，（1989年5月）男，汉族，广西贺州市人，身份证：452402198905 260330工学学士学位，研究方向：电源硬件工程，邮编：518126。