電子電力用高頻整流電源的控制技術研究

黃允明

摘要：隨著現代社會經濟的迅速發展和科技的快速進步，我國的電子通信技術和電力操作電源系統也隨之得到突飛猛進的發展，這種發展直接體現在了電子通信系統技術核心的高頻開關電源整流電源和電力高頻開關電源技術上。高頻開關技術的主要特點是超級安全，久耐用性，正因為其特點經常被用于通信系統，電力運行電力系統，電力設備采用該技術，具有高效可靠的維護優勢。本文通過分析電子電力行業用高頻整流電源，討論其結構，探究其工作機理，并將其應用于整流電源，期待其發展，從而提升電子電力行業的整體發展。

關鍵詞：高頻開關電源；通信系統；整流電源

一、高頻開關電源整流電源的組成

開關穩壓器利用開關電源進行電力的有效地轉換，主電路，控制電路，檢測電路，輔助電源共同構成高頻開關電源整流電源。通信用高頻開關電源的主電路由輸入濾波，逆變，整流，輸出整流濾波四部分組成。輸入濾波的主要作用是可以濾除雜波，阻礙本機的雜音傳播到公共電網；通過逆變器可實現整流直流到高頻交流的轉換；整流的作用是可以將輸入的來自電網的交流電轉為直流電然后輸出；輸出整流濾波的功能是消除紋波并消除噪聲，從而提供穩定的直流電源。用于通信的高頻開關電源與其他電源相同。直流負載，可將電源從直流或交流電轉移到另一個電子設備。通信高頻開關模式電源整流電源和線性電源有很大差異，可以在全開和全關之間連續切換。晶體管消耗的時間非常少，并且低耗散和高耗散轉換中減少了能量浪費。相反，通過線性開關電源連續消耗傳輸晶體管中的功率來實現輸出電壓的靈活調整。高頻開關電源整流電源的優點是功率轉換效率高。高頻開關電源整流電源與線性電源比較，更小、更輕便是由于其變壓器重量更輕、尺寸更小。但是更復雜、能耗更小、效率更高、速度更快、可靠性更強、擴容和維護也更加容易。開關電流的抑制會減輕由此而引起的電噪聲問題，功率因數較差也可能是由于設計過于簡單。

二、電子電力通信用高頻開關電源整流電源應用的優勢和劣勢

線性穩壓器工作效率高是高頻開關電源整流電源的絕對優勢，變壓器重量輕，尺寸小雖然是高頻開關電源整流電源的特點，但是它設計和生產工藝更加復雜，優勢也更加明顯，工作效率更高，所以在開關晶體管時功耗很小。由于變壓器尺寸較小，且比重型線路變頻器輕，因此發熱較少，待機時功率損耗較小，待機功率損耗通常遠小于變壓器。有優點和缺點。制作和設計的復雜性是高頻整流開關電源的劣勢，避免電磁干擾可通過低通濾波器對高幅度，高頻率產生的能量阻擋來實現紋波電壓和諧波頻率在開關頻率處的下降。由于其很容易受到電磁的干擾，就還很可能會引起諧波失真。

三、電子電力高頻開關電源整流電源技術的應用

電力運行電源是用于發電廠和各種變電站的DC電源裝置，包括供給斷路器的斷開和閉合。二次回路儀表，繼電保護，控制，應急照明等低壓設備。中國的電力目前正在使用晶閘管相控直流開關電源。不盡人意的是此種高頻開關電源在整機效率低和輸出紋波電壓低，高頻開關整流電源體積大。隨著現代電力電子技術的快速發展，高效率，高可靠性的大功率高頻開關電源及其技術已廣泛應用于計算機，航空航天，儀器儀表，通信等方面。體積小，重量輕，效率高，輸出紋波小，模塊疊加N+1熱備份設計是高頻開關電源優于計算機管理優勢。在通信系統中，高頻開關電源用于諧波分析與處理，靜態無功補償器用于異常諧波。抑制與平波處理是通過有功功率濾波器的組合系統來進行的。通過高頻開關電源從輸入交流電轉換出穩定的直流輸出，其具有高效運轉的特征，它能夠不斷隨著負載發生時根據實際情況來變化，先天休眠功能是高頻開關電源系統的優點，可以進一步提高工作效率。前提是確保輸出功率保持不變，為了便于實現降低能源消耗的目的，盡可能的減小輸入功率。若需要直流輸出時變壓器的交流電壓則輸出整流電壓。研究發現，該系統采用靜態無功補償器和有源電力濾波器相結合，具有功率因數校正，電壓穩定和諧波抑制。據分析，電力運行電源組合系統配置及組合系統原理進行的控制方法，是通過使用合適的濾波器將這些諧波電壓及調節系統之間最小化，進而形成相互作用。通過濾波器的設計，可以實現降低諧波電流并消除電力系統與負載之間的相互作用，它可以根據負載發生時的實際情況變化，實現N+1模塊的軟關斷或軟啟動，在該操作的操作期間，確保了工作效率比值可以達到峰值。

四、用于電力通信的高頻開關電源整流電源的技術和前景

實際生產和生活中，有功功率濾波器和靜態無功補償器的組合具有穩定電壓、校正功率因數、抑制和諧波的作用。根據實際情況的這種組合控制可以通過晶閘管或二極管轉換器有效的向DC電源提供動態或者靜態無功補償，以解決工業電力系統的供電問題。變換器拓撲是通信用高頻開關電源整流電源技術發展的重要領域，它可以幫助降低開關損耗和開關應力及幫助減小電源變換器的質量體積大小，這又有助于延長通信的高頻開關電源的使用壽命。現在科技發張突飛猛進，數字化技術應用于通信用高頻開關電源的發展也愈加深入，數字化技術除了可以保護控制通信用高頻開關電源、監控電路，還可以控制電路的控制功率、閉環控制、開關器件的驅動，幫助數字化技術更好地服務于通信用高頻開關電源整流電源。據研究，電器的體積重量和供電頻率的平方根呈反比關系，所以高頻化就可以實現通信用高頻開關電源整流電源設備的質量和體積的減小，這樣一來除了可以節約材料，還可以節約電能。在另一個領域，研究發現，高頻化和磁集成之間存在相互滲透的關系，兩者關系有嚴謹化、合理化的特點，并且在熱和機械層面都實現了優化設計。這樣就為充分發揮通信用高頻開關電源整流電源的作用提供了很有效的技術支持，可以進一步推動通信行業的發展。

五、結語

電子電力高頻整流電源技術不僅能夠在一定程度上提高整體工廠的工作效率，還能夠減少其對環境的污染，在追求經濟效益的同時努力保護環境效益，充分實現經濟效益和環境效益共存的未來社會發展目標。現代開關電源替代線性電源和相控電源是時代潮流，將成為未來電力運行電力系統快速發展的基礎和核心。還有許多其它專用電源和工業電源以開關電源技術為中心，等待人們開發。穩定直流電源的輸出是高頻開關電源整流電源的優點，可以有效地將輸入交流電轉化成直流電源高效運行，并隨負載率的發生產生隨機變化，且高頻開關電源整流電源先天的自然休眠功能可以進一步的提高操作的工作效率，根據其特點識別，進行的應用推廣值得提倡，應大力的在社會發展中推廣應用。希望通過這篇文章可以讓讀者比較深入直觀地了解到通信用高頻開關電源整流電源技術，可以認識到通信用高頻開關電源整流電源近年來的智能化發展方向，引起廣大學者和同行的反思和交流，推動通信用高頻開關電源整流電源技術的發展，共同為我國通信領域的進步做出貢獻。

參考文獻

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（作者單位：廣東順德三揚科技股份有限公司）