開關(guān)電源的發(fā)展及技術(shù)趨勢

作者/曹騰、呂鵬飛，中國人民解放軍石家莊機械化步兵學院

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開關(guān)電源的發(fā)展及技術(shù)趨勢

作者/曹騰、呂鵬飛，中國人民解放軍石家莊機械化步兵學院

文章摘要：隨著當前我國的科學技術(shù)的進一步發(fā)展，對各個領(lǐng)域發(fā)展都有著很大的促進。開關(guān)電源的發(fā)展在新技術(shù)的支持下也有著很大的進步，開關(guān)電源技術(shù)是電力電子技術(shù)的范疇，主要是通過功率變換器進行實現(xiàn)的電能轉(zhuǎn)變，進而來滿足多樣化的需求。本文主要就開關(guān)電源和其發(fā)展進行詳細分析，然后結(jié)合實際對開關(guān)電源技術(shù)的發(fā)展趨勢進行詳細探究，希望此次理論研究對開關(guān)電源的整體發(fā)展起到促進作用。

關(guān)鍵詞：開關(guān)電源；發(fā)展趨勢；技術(shù)趨勢

引言

科學技術(shù)的進步發(fā)展背景下，對開關(guān)電源的發(fā)展也有著促進作用。開關(guān)電源是人們生產(chǎn)生活當中必要的應(yīng)用技術(shù)，只有將開關(guān)電源技術(shù)得到優(yōu)化發(fā)展，才能有利于人們的生產(chǎn)生活。在這一實際需求下，加強對開關(guān)電源發(fā)展的理論研究，對實際的應(yīng)用和作用的發(fā)揮就有著積極作用。

1.開關(guān)電源和其發(fā)展

■1.1開關(guān)電源理論分析

開關(guān)電源作為人們?nèi)粘Ｉ钪斜容^常用的技術(shù)，也有著不同的類型。能夠?qū)⑵浞殖勺儞Q電能的電源以及發(fā)出電能的電源兩種類型。嚴格來說，自然界并沒有能夠直接利用的電源，所以這就需要通過轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換，才能對電能得到有效的利用。而這一能夠?qū)⒛茉吹玫接行мD(zhuǎn)變獲得的電源就是付出電能的電源。很多時候這一電源并不能直接的進行應(yīng)用，也要能夠通過變壓器等進行電壓的轉(zhuǎn)換，這樣才能進行實際的應(yīng)用。而開關(guān)電源是變換電能的電源，開關(guān)電源的工作原理就是在電進入到電源之后，就要經(jīng)過整流以及濾波進行轉(zhuǎn)為高壓直流電，在開關(guān)電路以及高頻開關(guān)變壓器作用下，進行轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l低壓脈沖，最后就能夠輸出低電壓直流的電源。

■1.2開關(guān)電源的發(fā)展

上世紀五十年代開關(guān)電源的應(yīng)用就比較廣泛，在當前的先進技術(shù)的支持下，對電源技術(shù)的進一步發(fā)展也起到了促進作用。開關(guān)電源的真正發(fā)展是在七十年代開始，這一過程中的電力電子理論也開始得到了確立，這就為開關(guān)電源的發(fā)展提供了良好的基礎(chǔ)。而在實際應(yīng)用過程中卻存在著一些問題，主要是開關(guān)的頻率相對比較低，可靠性也不是很高等。對開關(guān)電源的發(fā)展方向就主要是針對這些層面進行優(yōu)化改進的。

進入到新的發(fā)展時代，一些新的器件和拓撲理論也開始有了新的發(fā)展，在開關(guān)電源中的應(yīng)用作用也有著良好的發(fā)揮。所以在滿足了實際的需求的同時，開關(guān)電源也向著成熟以及經(jīng)濟等方向邁進，在環(huán)保的性能以及智能化等方面也有著很大的進步。

2.開關(guān)電源的技術(shù)發(fā)展趨勢分析

■2.1開關(guān)電源的多樣化技術(shù)

對于當前的開關(guān)電源的新的技術(shù)不斷的涌現(xiàn)，電源技術(shù)的關(guān)鍵就是電能的變換，也就是對變電變換技術(shù)的充分利用，在當前的開關(guān)電源的新技術(shù)主要體現(xiàn)在高頻花以及數(shù)字化控制等等面。高頻化的開關(guān)電源技術(shù)層面，已經(jīng)將頻率提高了四百倍，在所用的電氣設(shè)備的體積以及重量上得到了相應(yīng)的下降，對功率變幻也帶來了比較明顯的效益，總之是開關(guān)電源的精致和靈巧的設(shè)計在智能化方面有著鮮明的呈現(xiàn)。再有是開關(guān)電源的新理論和新技術(shù)的出現(xiàn)，例如諧振變換以及移相諧振等開關(guān)技術(shù)，這就為開關(guān)電源的進一步完善打下了基礎(chǔ)。

而在數(shù)字化的控制以及模塊化和集成化的控制技術(shù)方面也表現(xiàn)的比較突出。開關(guān)電源的數(shù)字化控制技術(shù)層面，主要是在數(shù)字處理技術(shù)的不斷發(fā)展背景下，能夠通過計算機軟件對開關(guān)電源實施有效的控制，避免了模擬信號傳遞中的波形畸變失真，而且在抗干擾的能力上表現(xiàn)的也比較突出。通過數(shù)字化的控制技術(shù)，能夠?qū)㈦娐返陌踩煽啃缘玫搅擞行ПＷC。而在模塊集成化層面，主要是單元電路模塊化以及功率器件的模塊化方面，將開關(guān)電源的可靠性也得到了有效提升。

■2.2開關(guān)電源的技術(shù)發(fā)展趨勢分析

對于當前的開關(guān)電源技術(shù)的進一步發(fā)展，在先進技術(shù)的支持下，也能得到進一步的邁進，開關(guān)電源的綠色化的發(fā)展目標將會得到實現(xiàn)。開關(guān)電源的綠色化就是沒有污染的技術(shù)，通過分布式體系結(jié)構(gòu)的應(yīng)用普遍化，開關(guān)電源的高功率密度化的發(fā)展目標就會得到有效實現(xiàn)，之所以能夠達到綠色化的發(fā)展目標，就是輸入側(cè)出現(xiàn)了尖峰脈沖波形，對諧波電網(wǎng)的污染就有著有效控制作用。

開關(guān)電源的過壓過流的保護功能作用的發(fā)揮也會愈來愈明顯，在電源配置過程中通過過流過壓的電路保護，在出現(xiàn)了短路情況時候就可及時性的將電源切斷，這就對開關(guān)電源的穩(wěn)定可靠性得到了有效保證。另外對寬輸入電壓的范圍也會逐漸的拓寬，以及對輸出電壓的范圍也會得到有效擴大化，對輸入端功率因數(shù)也會得到相應(yīng)的提升。在AC/DC開關(guān)電源輸入側(cè)存在著整流以及電容濾波電路，這就會輸入電流波形呈現(xiàn)尖脈沖狀，對整機效率低的問題得到有效解決，就可加有源功率因數(shù)校正器，這就能將輸入端的功率因數(shù)得到有效提升。

另外，在設(shè)計以及測試技術(shù)方面也能得到有效應(yīng)用。通過建模以及仿真等設(shè)計工具的使用，對電源系統(tǒng)的仿真就能得到有效實現(xiàn)。通過仿真模型的建立，以及對開關(guān)管的熱模型和可靠性模型等充分考慮，就要能夠?qū)⒔５膶哟位l(fā)展目標得以有效實現(xiàn)。在電源系統(tǒng)的CAD是通過參數(shù)最優(yōu)化以及控制電路設(shè)計等方面所構(gòu)成的，通過CAD的科學化應(yīng)用，就能夠?qū)⒃O(shè)計制造的費用得到有效減少，在可制造性的分析方面也能得到準確性的呈現(xiàn)。

3.結(jié)語

總而言之，對開關(guān)電源的發(fā)展過程中，要能注重新技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用，開關(guān)電源的穩(wěn)定可靠性對產(chǎn)品的穩(wěn)定可靠性有著決定性作用。在對新技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用中，要能注重功率以及電壓和噪聲等方面的重視，只有從多方面進行分析探究才能對開關(guān)電源的技術(shù)發(fā)展起到促進作用。此次主要從開關(guān)電源的類型以及發(fā)展進行了簡述，然后對開關(guān)電源的新技術(shù)以及技術(shù)發(fā)展趨勢進行了詳細分析，希望能夠在此次努力下，為我國的開關(guān)電源的整體發(fā)展水平提升起到促進作用。

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