開關電源的發展及技術趨勢

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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開關電源的發展及技術趨勢

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的進一步發展，對各個領域發展都有著很大的促進。開關電源的發展在新技術的支持下也有著很大的進步，開關電源技術是電力電子技術的范疇，主要是通過功率變換器進行實現的電能轉變，進而來滿足多樣化的需求。本文主要就開關電源和其發展進行詳細分析，然后結合實際對開關電源技術的發展趨勢進行詳細探究，希望此次理論研究對開關電源的整體發展起到促進作用。

關鍵詞：開關電源；發展趨勢；技術趨勢

引言

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

1.開關電源和其發展

■1.1開關電源理論分析

開關電源作為人們日常生活中比較常用的技術，也有著不同的類型。能夠將其分成變換電能的電源以及發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換器進行轉換，才能對電能得到有效的利用。而這一能夠將能源得到有效轉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用，也要能夠通過變壓器等進行電壓的轉換，這樣才能進行實際的應用。而開關電源是變換電能的電源，開關電源的工作原理就是在電進入到電源之后，就要經過整流以及濾波進行轉為高壓直流電，在開關電路以及高頻開關變壓器作用下，進行轉變為高頻低壓脈沖，最后就能夠輸出低電壓直流的電源。

■1.2開關電源的發展

上世紀五十年代開關電源的應用就比較廣泛，在當前的先進技術的支持下，對電源技術的進一步發展也起到了促進作用。開關電源的真正發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，這就為開關電源的發展提供了良好的基礎。而在實際應用過程中卻存在著一些問題，主要是開關的頻率相對比較低，可靠性也不是很高等。對開關電源的發展方向就主要是針對這些層面進行優化改進的。

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

2.開關電源的技術發展趨勢分析

■2.1開關電源的多樣化技術

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

而在數字化的控制以及模塊化和集成化的控制技術方面也表現的比較突出。開關電源的數字化控制技術層面，主要是在數字處理技術的不斷發展背景下，能夠通過計算機軟件對開關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的也比較突出。通過數字化的控制技術，能夠將電路的安全可靠性得到了有效保證。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，將開關電源的可靠性也得到了有效提升。

■2.2開關電源的技術發展趨勢分析

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

開關電源的過壓過流的保護功能作用的發揮也會愈來愈明顯，在電源配置過程中通過過流過壓的電路保護，在出現了短路情況時候就可及時性的將電源切斷，這就對開關電源的穩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，對輸入端功率因數也會得到相應的提升。在AC/DC開關電源輸入側存在著整流以及電容濾波電路，這就會輸入電流波形呈現尖脈沖狀，對整機效率低的問題得到有效解決，就可加有源功率因數校正器，這就能將輸入端的功率因數得到有效提升。

另外，在設計以及測試技術方面也能得到有效應用。通過建模以及仿真等設計工具的使用，對電源系統的仿真就能得到有效實現。通過仿真模型的建立，以及對開關管的熱模型和可靠性模型等充分考慮，就要能夠將建模的層次化發展目標得以有效實現。在電源系統的CAD是通過參數最優化以及控制電路設計等方面所構成的，通過CAD的科學化應用，就能夠將設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。

3.結語

總而言之，對開關電源的發展過程中，要能注重新技術的開發應用，開關電源的穩定可靠性對產品的穩定可靠性有著決定性作用。在對新技術的開發應用中，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電源的技術發展起到促進作用。此次主要從開關電源的類型以及發展進行了簡述，然后對開關電源的新技術以及技術發展趨勢進行了詳細分析，希望能夠在此次努力下，為我國的開關電源的整體發展水平提升起到促進作用。

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