電力電子技術在開關電源中的應用

摘要：在人們的日常生活中，開關電源的使用是非常廣泛的，家中的生活電器都需要使用到各種開關電源，并且隨著電力電子技術的發展，開關電源變得更加高效，更加可靠，更加節能，更加環保，為人們使用的生活電器設備提供源源不斷和干凈可靠的能源供應，同時，也促使其技術不斷的向前發展，并且產生了一些新穎的高效率、低能耗、高功率密度、高可靠性的開關電源。

關鍵詞：電力電子技術;開關電源;應用

前言

電子產品的應用是不能缺少動力的，而電源質量的好壞與性能的高低，都會對電子產品的實際運行狀態產生巨大的影響，現今開關電源技術正處在不斷發展中，并且在社會生活中的應用也更加廣泛，各個行業都在使用開關電源。在電力電子技術的快速發展下，推動了半導體的快速發展，也促使電源技術的快速化發展，于是對開關電源也提出了更高層次的要求，更高頻率、更高功率密度、更高效率以及更高質量等，都是對開關電源的設計提出的新要求，就需要對開關電源技術進行創新，將先進的電力電子技術的作用發揮出來，保障電源設計滿足時代發展的新要求。

一、電力電子技術的現代化應用

電力電子技術在社會生活中有著廣泛的應用，其中，對交流電進行整流、濾波、再通過變壓器等變換設備，實現能量的有效轉換，滿足人們生活中各種電器設備的電壓電流需求，所以電力電子技術在生活中起著不可或缺的作用。我國現今對電能量轉換的方式方法并不多，也沒有將電力電子技術的優勢發揮出來。電力電子技術在能量轉換方面，主要有工頻變壓器等裝置，這樣的能量轉換設備體積大、效率低，浪費大量的能源。現今使用的電力電子技術在不斷發展，尤其半導體的快速發展，一種新的能量轉換方式，通過半導體開關，將能量進行斬波處理，再經過整流和濾波，實現精細化、模塊化、智能化、高效化的電壓電流轉換技術，促使能量轉換設備更加小型化，模塊化、智能化、高效化和高質量化，進而促使我們的電器設備的實現小型化，高能效，高可靠性，降低不必要的能量轉換損耗和不必要的成本。在機械、化工等多個行業中都會應用到這種開關能量轉換技術，在使用該技術時，可以提升電能的使用效率，促使設備整體工作效率的提升，從而減少不必要的能量損耗和廢能排放，降低對周邊環境造成的影響和破壞。在一些工程項目施工中，需要使用高壓直流輸電，使用開關技術能量轉換，完全可以實現高壓直流輸電，在應用中有著高效率，高可靠性的優勢，能夠減少工作中的損耗，對系統的運行提供更加高效的可靠的能源保障。隨著電力電子技術的不斷發展，也研發出來更多新的大功率電子產品，使用這種開關能量轉換技術可以更好的完善直流輸電技術，降低工程開展的成本，同時將電力電子技術與網絡技術有效的結合在一起，實現對交流輸電系統的控制，高效智能地調整所需的輸電系統中的應用參數，實現對供電輸出的智能控制，促使整個供電系統能夠更加平穩、可靠的運行。

二、電力電子技術技術在開關電源中的應用

（一）智能控制的應用

開關電源的智能控制技術，是建立在計算機技術與數字化處理之上的發展，使用上述的技術為開關電源智能化控制提供更多的技術支持[2]。開關電源內部有多重電路控制，在控制電子開關運行與時間的周期增加減少期間進行各種操作，計算機處理可以減少在信號傳遞過程中出現的波形失真的問題，所以數字化控制的采取提升了電源開關應用的安全性能，并且在單元電路模塊化處理、功率模塊化等多種模式的發展下，促使開關電源的整體使用性能不斷的提升，繼而保障了在今后的工作中處在一種正常的狀態下，提升整體電能的使用效率。

（二）軟開關的應用

在使用軟開關技術時有著比較多的優勢，該技術應用的是諧振的原理，彌補了原有電路使用緩沖電路消除電壓尖峰以及開關損耗存在的不足之處，促使整體系統的運行變得更加簡單，繼而減少出現事故的概率[3]。以往的電路在電源開關打開與關上時，其上的電壓與電流會產生交疊，因此會產生開關損耗，且其產生的損耗是不會被利用的，這樣一來就會導致出現電能的損耗，但是使用軟開關會有著不同的效果。軟開關中有著諧振電路，充分的利用高頻變壓器中的電感、漏感與電容產生諧振，通過開關管控制諧振的頻率，使其諧振腔工作在感性區域，為開關管的電流滯后電壓創造條件，從而實現零電壓開關，減少開關損耗，繼而從根源上提升對于電能的使用效率，減少不必要能量的消耗。

開關管損耗 開關管零電壓開通

（三）重視同步整流

開關電源技術的發展主要體現在低耗能、高效率的特點，所以重視同步整流就是進一步提升電能使用效率的關鍵所在。隨著電力電子技術的發展，促使半導體技術快速發展，誕生了通態電阻非常低的功率MOSFET開關管，為同步整流技術提供決定性的支持和保障。同步整流技術就是采用這種通態電阻極低的功率MOSFET開關管來替代傳統的整流二極管，從而降低整流產生的損耗，它可以大大提高低壓大電流輸出的能量變換器的效率。同時，同步整流技術還可以與軟開關技術結合使用，其同步開關信號與零電壓開關信號進行聯動，零電流開關實現信號的聯動，在零電流進行開關操作，從而進一步減小開關管損耗，這樣將大大提高轉換器的效率。

（四）綠色高效電源的應用

針對于綠色電源的使用，則是重點在計算機技術的應用中，對于計算機技術人員來講其對于綠色電源的要求是比較高的，也就是說需要省電、效率高以及環保的電源來供電，這對于計算機而言是非常有必要的，可以保障其在工作中降低耗電量，在不使用時可以保持休眠的狀態，進一步減少對于電能的損耗[4]。隨著電力電子技術的發展，人們創造出更多的綠色的電源芯片，為實現更高效率，更低能耗的電源提供了條件，為輸送出更多更準確的電壓電流奠定基礎，再結合智能控制技術、軟開關技術、同步整流技術，從而實現更低能耗的綠色環保電源，為計算機供電保駕護航。

結語

開關電源是家家戶戶的電器必有的使用頻率較高的設備，而開關電源技術更是隨著電力電子技術的發展在不斷的進步，將電力電子技術應用在開關電源中，可以起到提升電能使用率，降低電能的消耗等作用，促使開關電源的整體工作效率提升。將電力電子技術應用在開關電源中，是一種智能控制、高效低損耗以及節能環保的發展趨勢，在今后的發展中，電力電子技術將會與開關電源之間有著更加密切的聯系，且應用方式也會變得更加完善。

參考文獻

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[4]張磊，張遠洋.電力電子技術在農業電氣化中的應用[J].湖北農機化， 2019，（15）：51.

作者簡介

林志堅，（1989年5月）男，漢族，廣西賀州市人，身份證：452402198905 260330工學學士學位，研究方向：電源硬件工程，郵編：518126。