高频开关电源

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高频开关电源范文第1篇

【关键词】变压器；电抗器；磁芯

1.概述

在电力系统中的直流系统，由于普遍采用高频模块，而对于高频模块的设计也是功率越来越大，而体积却是越来越小，这就对其设计提出了一个关键的问题，那就是如何解决磁性元件的损耗及发热问题。

高频开关电源中大量使用各种各样的磁性元件，如输入/输出共模电感，功率变压器，饱和电感以及各种差模电感。各种磁性元器件对磁性材料的要求各不相同，如差模电感希望μ值适中，但线性度好，不易饱和；共模电感则希望μ值要高，频带宽，功率变压器则希望μ值要适中，温度稳定好，剩磁小，损耗低等。在非晶材料出现以前，共模电感主要采用高μ值（6K～10K）Mn-Zn合金，差模电感多采用铁粉芯或开气隙铁氧体材料，变压器则采用铁氧体材料等。

这些材料应用技术成熟，种类也很丰富，并有各种各样的产品形状供选择。随着非晶材料的出现和技术不断成熟，在开关电源设计中，非晶材料表现出许多其它材料无法比拟的优点。几种常用磁性材料基本性能比较如表1。

2.主变压器的设计

对于高频开关电源的主要发热元件，主变压器的设计尤其重要，其尺寸的大小和材料的选择更是重要。

2.1 主变压器的磁芯必须具备的几个特点

①低损耗

②高的饱和磁感应强度且温度系数小

③宽工作温度范围

④μ值随B值变化小

⑤与所选用功率器件开关速度相应的频响

早前高频变压器一般选用铁氧体磁芯，下面对VITROPERM500F铁基超微晶磁芯与德国西门子公司生产的N67系列铁氧体磁芯的性能进行较：

从以上图表可以看出两者有以下区别：

（1）相同工作频率（200KHZ以下），非晶材料损耗明显低于铁氧体，工作频率越低，工作B值越高，非晶材料优势越明显。但在250kHZ以上频段，铁氧体损耗要明显低于非晶材料。

（2）非晶材料损耗随温度变化量大大低于铁氧体，降低了变压器热设计的难度。

（3）非晶材料导磁率随温度变化量大大低于铁氧体，降低了变压器设计的难度，提高了电源运行的稳定性和可靠性。

（4）非晶材料Bs*μ值是铁氧体的10- 15倍，意味着变压器体积重量可以大幅减小。

变压器设计过程中，最困难的是热设计，变压器的产热与多方面的因素有关，如磁芯损耗，铜损等。开关频率增加，变压器的发热呈指数增加。若采用铁氧体磁芯，由于铁氧体的居里点较低，需对变压器磁芯作散热处理，工艺制作比较复杂。若散热处理不当，铁氧体磁材高温下易失磁，导致电路工作异常。若采用非晶做变压器，将工作B由4000高斯提高到10000高斯，开关器件的工作频率则可以降到100KHz以下。非晶材料在16KHZ-100KHZ频率范围内，损耗/Bs值最低，相应的变压器匝数及体积最小，发热量也较小，对提高整机效率，减小模块电源的体积有巨大帮助。在采用软开关控制技术的前提下，可以充分发挥IGBT的低导通压降，大电流，高耐压的优点，大幅度地提高电源的可靠性。由于铁氧体的居里点较低，需对变压器磁芯作散热处理，变压器工艺制作较复杂。若散热处理不当，铁氧体磁材高温下易失磁，导致电路工作异常。

2.2 磁芯的选择

5.结束语

通过对高频电源模块的主要磁性元件的优化设计，并应用在高频电源的生产中，很好的解决了磁性元件的损耗和发热的问题，对高频电源的稳定性有了进一步的提高。

参考文献

[1]赵异波，何湘宁，等.直流电源系统技术综述[J].电工技术，2001：29-30.

[2]刘胜利，严仰光.现代高频开关电源实用技术[J].电力工业出版社，2004，1.

[3]占景辉.非晶材料在开关电源中的应用.

[4]张占松，蔡宣三.开关电源的原理与设计[J].电子工业出版社，2004，9.

高频开关电源范文第2篇

    直流充电模块主要包括蓄电池组、绝缘监测、单元集中监控、单元直流馈电、单元充电模块、交流配电单元等共同组成。由于受到了开关器件性能的影响,因此每个开关电源模块只有几千瓦的最大输出功率,然而在实践中直流系统供电需要几百千瓦。为此,必须要选择并联多个高频开关电源模块的方式确保充电机完成大功率的输出,隔离变压器由于高频化因此具有更小的质量和体积,这样对模块化的实现非常有利。除此之外,选择软开关技术可以使开关损耗得以大幅度减少,并且使变换效率得以提升。在直流系统中绝缘监测可以对正负母线对地的绝缘情况进行时刻监视,如果正母线接地就有可能会导致出现保护的误动作,如果系统在负母线接地的时候出现一点接地的现象,就会导致断路器拒动[1]。

    1.2交直流一体化电源系统的通信电源模块

    在常规变电站中通信电源往往都是独立设置,从而将稳定可靠的电源提供给运动装置和融信设备。然而这种方式具有较高的设备投资、较大的占用空间等不足,而且其具有与站内直流系统相类似的一些功能,无法使智能变电站网络化、经济化以及简约化的要求得到满足。根据我国电网公司的最新规定,一些变电站必须要选择使用交直流一体化电源系统,不再单独配置通信电源,也就是经过DC/DC变换之后由直流系统向通信设备供电。在直流充电模块中选择冗余技术、均流技术、软开关技术、模块化小型化等高频开关电源技术在通信电源DC/DC变换器中同样适用。

    1.3交直流一体化电源系统的UPS电源模块

    在站用变压器发生供电故障之后,UPS可以将可靠的电能提供给交换机、五防闭锁机以及后台监控机等重要的负荷。在具体的运行过程中UPS存在着2路输入电源,其在正常的时候经整流、逆变将由交流输入的电能提供给负载。如果中断交流输入,那么在经过逆变后,将由直流输入的电能提供给负载。在UPS中的逆变部分和整流部分仍然对高频开关电源技术进行了应用。除此之外,UPS的非常重要的发展方向就是冗余技术和模块化[2]。

    2交直流一体化电源系统均流技术和N+1冗余技术

    UPS电源、通信电源和直流充电电源都选择了冗余供电方式并联N+1模块化,N+1冗余技术由于高频开关电源的模块化、小型化和高频化而得到了较快的发展。N+1冗余主要指的是选择N个电源模块并联供电从而使全部负荷的电能需要得到充分的满足,而要想使供电可靠性得以进一步提升,就需要再将一个电源模块并联进来,这样剩下的N个模块在其中的一个模块发生故障之后人仍然可以使供电的要求得到满足。相对于采用单台电源供电的方式而言,采用这种方式具有更高的可靠性。同时,选择热插拨方式能够在系统中随时将故障电源模块退出,这样就确保维护检修工作的方便性[3]。常用的高频并联电源模块均流技术为:以输出阻抗的大小为根据选择均流技术,采用这种方法具有较低的均流准确性,主从均流技术一般需要将一个主模块人为的确定下来,然后与其他的从模块之间开展通信。而民主均流技术并联运行的各个电源模块中并非是人为事先设定主模块,而是以哪个模块具有最大的输出电流为根据来确定,如果某模块而具有最大的输出电流那么其就属于主模块,而从模块就是剩余的模块,采用这种自动设定主模块的方法就可以确保冗余设计的实现。

高频开关电源范文第3篇

[关键词]高频开关电源；电磁干扰；电磁兼容；电子技术

中图分类号：TN86 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）21-0092-01

一、前言

开关电源具有体积小、重量轻、效率高等特点，广泛用于通信、自动控制、家用电器、计算机等电子设备中。但是，其缺点是开关电源在高频条件下工作，产生非常强的电磁干扰（EMI），经传导和辐射会污染周围电磁环境，对电子设备造成影响。本文主要对高频开关电源中的电磁干扰产生机理与抑制策略进行了研究与探讨，以供同仁参考。

二、 高频开关电源电磁干扰产生的机理分析

（1）开关管工作时产生的电磁干扰。开关电源工作过程中，由初级滤波大电容、高频变压器初级线圈和开关管构成了一个高频电流环路，该环路包含有典型的梯形电流波形，因而具有高频谐波分量（典型的数值在数兆赫兹范围），这会产生较大的辐射干扰。如果一次整流回路的滤波不足，则高频电流还会以差模方式传导到交流电网中去。另一方面，当原来导通的开关管关断时，由于电流突变，变压器绕组漏感所产生的反电动势U=-Ldi/dt会叠加在关断电压上，因而会在变压器初级线圈的两端出现较高的尖峰电压和浪涌电流，其所含有的高次谐波会反馈到电网形成谐波干扰，同时这些谐波还将以辐射方式干扰其他设备的工作。

（2）一次整流回路产生的电磁干扰。高频开关电源的输入普遍采用桥式整流、电容滤波性整流电路。在这样的一次整流贿赂重，由于整流二极管的非线性和滤波电容的储能作用，整流二极管只有在交流输入电压大于滤波电容充电电压时才能导通，输入电流脉冲大于平均电流的5到10倍以上，成为一个时间很短、峰值很高的周期性畸变电流，该电流脉冲含有高次谐波分量，如不加抑制则会对电网产生严重的谐波污染。

（3）二次整流回路产生的电磁干扰。高频开关电源在工作过程中，二次整流回路重的整流二极管也处于高频通断状态。脉冲变压器次级线圈、整流二极管和滤波电容构成的高频开关电流环路所含的高频谐波分量会产生较大的辐射干扰。如果二次整流回路的滤波不足，则高频电流还会以差模方式混在输出直流电压上，影响负载电路的正常工作。

（4）分布电容引起的干扰。开关电源工作在高频状态，因而其分布电容不可忽略。一方面散热片与开关管集电极间的绝缘片接触面积较大，且绝缘片较薄，因而两者间的分布电容在高频时不能忽略。高频电流会通过分布电容流到散热片上，再流到机壳地，产生共模干扰；另一方面高频变压器的初次级之间存在着分布电容，会将原边电压直接耦合到副边上，在副边作直流输出的两条电源线上产生共模干扰。

三、高频开关电源的电磁干扰的抑制策略

（1）变压器产生的电磁干扰的抑制。对于变压器产生的电磁干扰，可以采用平面变压器来减少普通变压器产生的电磁干扰。平面变压器采用小尺寸的E型、RM型或环型铁氧体磁芯，这些磁芯由高频功率铁氧体材料制成，在高频下有较低的磁芯损耗；绕组采用多层印刷电路板迭绕而成，绕组或铜片迭在平面的高频铁芯上构成变压器的磁回路。这种平面变压器直流铜阻低，漏感和分布电容低，可以满足谐振电路的要求，并且磁芯具有良好的磁屏蔽，可以抑制射频干扰。

（2）高频开关电源的电磁脉冲抑制。由于浪涌主要来自雷电，因此电磁脉冲的抑制主要是采用相应的措施在极短的时间内将设备上感应到的大量脉冲能量泄放到安全地线上，进而保护整个设备。一般使用并联压敏电阻、稳压二极管、气体放电管等3种方法来进行抑制，如果设备要求较低，可以采用其中一种方式，如果要求较高，就需要将三者综合在一起使用，才能达到满意的效果。

（3）正确选择和使用电磁干扰滤波器。滤波器能有效地抑制电网中的电磁干扰进入设备，还可以抑制设备内的电磁干扰进入电网。由于这种电磁干扰分为差模干扰和共模干扰，因此滤波器也分为差模滤波器和共模滤波器，如图1 中的电路所示。

L1， L2可在10～600μH间选取， C1可在0.47～1μF间选取，L3， L4可在10～40 mH间选取，C2， C3可在1～5μF间选取由于既要防止外界干扰进入高频开关电源，又要防止内部电磁干扰进入电网，所以应在高频开关电源的入口和出口处加接抗干扰滤波器。

（4）采用谐振开关方式。采用ZVS型、ZCS型或混合使用两种开关，可以有效减少分布电感、分布电容产生的寄生振荡，还可以降低开关损耗。

（5）选择良好的元件

1）开关电子器件的选择。高频开关电源的开关电子元件应以选用MOSFET、IGBT、快速二极管为主。一般应采用IGBT/MOSFET并联技术来减少损耗，提高效率。MOSFET是电压驱动电子器件，导通和关断时，上升和下降速度快，开关损耗小，极适合在开关频率高的情况下使用，但高电压大电流情况下，导通损耗大。IGBT是一种功率场效应晶体管和晶体管的复合器件，采用电压驱动，开关速度快，通态损耗小，关断时间长，损耗大。如果将两者并联，可发挥各自的优点，弥补缺点，使之既具有IGBT通态损耗小的特点，又具有MOSFET开关损耗小的特点。

2）扼流圈与电容的选择。在抗干扰滤波器中可选用正态扼流圈、共态扼流圈和

三端子电容等一些EMI滤波专用器件。正态扼流圈使用损耗较大的SN线圈制成的，他是用为抑制晶闸管噪声而研制的硅钢片压制而成的。SB线圈的铁损小，自谐振时Q值高，使用他可以抑制10～150kHz的电磁干扰。共态扼流圈是在磁芯上绕有与电源线根数相同匝数的线圈，往复的负载电流在磁芯内部产生的磁场互相抵消，他的主要用途是抑制导线与地线间的电磁干扰。三端子电容是在高电位端设有输入和输出两根线，高电位端无剩余电感。作为旁路电容， 他能抑制掉300MHz的电磁干扰。

（6）设计合理的PCB板。无论高频开关电源电路设计多么合理，只要PCB板设计不合理，就有可能造成过多的电磁干扰，因此应合理设计PCB板。在设计时应主要考虑以下几点：合理布置电源开关交流回路、输出整流交流回路、输入信号电流回路、输出负载电流回路四个回路；合理选择印刷线的长度和宽度，减少频率响应；正确选择接地点，避免自激；尽量加粗接地线，注意布线方向，少拐弯。

（7）合理屏蔽。在高频开关电源中，产生电磁干扰的元器件是指变压器、整流二极管、功率器件等，通常在其周围采用铜板或铁板作为屏蔽，使电磁波产生衰减。对抗电磁干扰较弱的元器件，应采取相应的屏蔽措施。此外，为使电磁干扰不向外部辐射，可将开关电源整体屏蔽，使向外辐射的电磁波衰减。

四、综述

综上所述，高频开关电源的电磁干扰的抑制不外乎滤波、屏蔽和接地3种措施。只要针对设备产生电磁干扰的原因，合理选择滤波、屏蔽和接地措施，就可以将电磁干扰抑制或减弱。

参考文献

[1] 五家庆.智能型高频开关电源系统的原理使用与维护[M].北京：人民邮电出版社，2000.

高频开关电源范文第4篇

【关键词】 通信电源 高频开关电源 一体化电源

一、应用分析

当前通信设备工作电源在电力通信中通常是采用高频开关电源和变电站一体化电源两种方式。

1.1 高频开关电源

高频开关电源随着晶体管开关电源的频率从20 H z提高到数百kHz后形成。高频开关电源组成有输入整流单元、高频变换单元、输出电源整流滤波单元，见图1，电网交流电源通过滤波和整流，变为较为平滑的直流电，再通过高频变化为高频交流电，最后经过整流滤波变为稳定可靠的直流电源。

在电力系统通信网中高频开关电源一般由高频开关电源的输出端和蓄电池并接在一起向通信设备供电。通信设备正常工作时是开关电源供电，同时开关电源向蓄电池进行充电。如果故障出现在交流系统或开关电源设备上，那么通信设备将由蓄电池提供电能。通信电源在故障被消除后恢复正常工作状态。

1.2 变电站一体化电源

变电站一体化电源是继电保护、自动化装置和事故照明系统通常使用的供电方式，也可以为通信设备供电。

变电站一体化电源是将交流输入电源经开关电源转换后输出直流220V或直流110V电源，一方面向变电站使用的蓄电池等供电，另一方面通过直流电源变换器和电源逆变器将直流电源转换成直流48V和交流220V。交流整流模块、蓄电池组、直流电源变换模块、电源逆变模块和控制调整模块构成了一体化电源。

一体化电源在正常情况下通过整流模块经电源变换器和电源逆变器对自动化装置和通信设备等都进行输电，变电站蓄电池在交流系统或整流模块不工作的时候对运行装置和设备实施输电，一体化电源在故障消除后恢复正常工作。

1.3技术特点、系统结构及运行维护模式对比

1.3.1 两种电源技术特点

相同的电力电子技术及相同的供电方式，使高频开关电源和变电站一体化电源都拥有高效率、高频化、模块化、智能化的技术优点：

1）用比较低的使用成本和工作温度造就更高的安全性和更长的使用周期是高效率的主要优势。整机效率最高可达93%-94%，而且还有提升的空间。

2） 高频开关电源的主要发展方向是高频化，从而实现缩小电源体积、减轻重量、改进开关电源的动态性能和滤波电路压力及降低成本。

3） 高频开关整流器的主要优势之一是模块化设计，直流供电系统的模块式架构因轻盈小巧的高频开关整流器模块的出现而产生，各种不同功率等级的电源系统都能被很容易的组成。

4） 现代电源的发展趋势是智能化。变电站不同部件的供电需求要通过电源系统智能化的实现得到满足，从而实施对电源系统有效监视、全面控制、完善告警和保护。

1.3.2 系统结构及运行维护模式对比

1）不一样的输入电源：高频开关电源是交流电源输入供电，交流电经过整流后输出48V直流电源给通信设备；一体化电源系统采用的是变电站直流220V通过直流变换模块输出48V直流电源给通信设备。

2）不一样的蓄电池运行模式：高频开关电源的直流48V输出是和蓄电池并接在一起，通信设备在高频开关电源不能正常输出时，蓄电池可以直接向负载供电。一体化电源系统中的蓄电池是和直流220V或110V直接并接在一块，通过直流变换模块输出直流48V，给通信设备供电。在交流供电失电或直流220V或110V系统故障时，通信设备能得到蓄电池通过直流变换模块的供电，但是，在直流电源变换模块不工作时，蓄电池是不能给通信设备供电的。

3）不一样的电源防雷模式：电源设备交流输入侧、直流输出侧装备防雷装置的2级防雷模式被高频开关电源使用；电源设备交流输入侧加装防雷装置的1级防雷模块在一体化电源中得到应用。

4）不一样的电源接地模式：高频开关电源采用的是直流输出侧高电位点直接接地方式；一体化电源虽然在直流变换模块的后端也是高电位点直接接地方式，提供直流-48V给通信设备使用，但在直流变换模块的前端直流220V或直流110V处采用的是不接地运行模式。

5）不一样的运行维护模式：高频开关电源由通信专业人员进行建设、维修以及实施集中监管；一体化电源设备的遥信、遥测量由一体化电源系统统一纳入站内监控系统，其运行维护和监管由变电设备人员统一监管。

二、策略分析

2.1 通信设备重要性的策略

由于电力系统中主要变电站的电压等级不同，通信设备传输的信息和配置的容量的不一样也受到影响。通信设备传输站内电力调度、自动化和办公信息还有调频载波和专用光纤通道来传输线路保护信息一般使用在220 kV及以下变电站中。通信设备在500 kV变电站中因为存在传输线路的制约和继电保护双重化配置的要求而对传输线路保护信息的责任进行承担。通信设备在部分220 kV枢纽变电站内一样也承担着为110 kV变电站内提供信息转接工作。因为500 kV及传输一、二、三级主干通信网的220 kV变电站的通信设备的重要性，需使用安全性、可靠性更高的独立的高频开关电源，在规范设计中独立的高频开关电源蓄电池应在电网和电源设备不工作的情况下对通信运行设备可靠运行提供保证。

2.2 电源设备安全性的策略

2.2.1 电源防雷

因为高频开关电源包含了许多电子器件且电力通信系统对电源设备有比较高的诉求，所以通信电源设计需要使用在电源设备的交流输入侧、直流输出侧和通信设备电源输入侧加装防雷装置的3级防雷模式，外来的过电压、过电流唯有通过多级保护才能够把电压控制在非常低的水平，才能确保通信设备内部器件的稳定工作。电源供电回路上的过电压和过电流通过分级保护实施方式中的加装防雷模块来进行控制。感应雷电流的影响应是在机房内部工作的通信电源重要考虑的，就是说防雷装置通过选用8/20us参考模型来实施采用，通信电源在通信电源设备进入雷电流时通过防雷装置确保其避免雷电的伤害。

2.2.2 供电方式

电源设备交流侧在通信电源供电形式上一般使用单母线分段输电形式，再使用交流系统自动转化装置来完善供电的可靠性。当前存在单母线以及单母线分段两种输电方式。因为通信传输业务的重要，独立通信电源以及220 kV变电站一体化电源设备需要使用通信直流电源单母线分段供电方式，单母线供电方式被使用在110kV变电站一体化电源设备中。

2.2.3 电源保护

通信电源的过电流和过电压、欠电压保护是通信电源保护考虑的核心。电源系统在通信电源大于保护指标的时候可以自主实施保护状态或自动停止工作，或者自动改进参数，确保通信电源设备能在合理的条件下工作。电容型输入型整流回路在高频开关电源的交流输入整流电流中一般都有被使用，通信电源过电流保护中，在电源合闸接入电源的一瞬间，由于电容器上的初始电压为0，电容器初始充电会形成很大的瞬间冲击电流，所以软启动方式被用来对开关电源安全的运行实施确保。过电压和欠电压在通信电源保护层面来讲，因为过电压在通信电源设备会造成用电设备内部器件失灵，用电设备会因为欠电压会而不能正常工作，所以，通信电源被设定在直流输出电压标称值的120%的范围内，能够手动和自动调节输出电压，确保通信电源在正常值内工作。

2.3 电源智能化管理的策略

通信电源的性能、故障、配置以及安全监控使用通信电源智能化管理模式的实施实现，从而使通信电源的供电稳定性以及设备的安全性得到增加：

1）要完成对通信电源的工作情况的评估，完成对其功能监管、性能管理监控以及性能研究；

2）要通过检测、隔离、告警监视、故障定位、校正、测试等故障管理中实施对通信电源异常情况实施监管；

3）要通过通信电源配置管理实现通信电源的情况查询、监控和配置性能，从而可以建立、增加、删除通信电源模块；

4）要通信电源安全管理上确保和完成通信电源的安全运行认证、访问控制、运行数据的机密性以及完整性。

另外，通过通信电源集中控制管理模式在通信电源管理软件设计中的实现和计算机和通信网络等新技术使用，使遥信、遥测、遥控和遥调在电源设备中得到实现，交流电源和直流电源的过压、欠压、限流、过热以及短路保护情况在通信电源的时刻管控和控制得到实现。通信电源的远程监控开关机、均浮充转换、限流点设置等控制功能使用通信网络来完成，开关状况、故障情况、工作情况监测等遥信项目及模块和蓄电池的输出电压的测量等遥测项目在同一时间得到实现。

三、结束语

在电力系统中无人值守变电站获得了大范围的使用，变电站内通信设备以及通信电源系统的工作稳定性在无人值守的实现中对其给出了更大的诉求。通信设备的供电需求在变电站一体化电源系统中可以得到很好实现，一体化电源因为变电站一体化电源系统在防雷、接地和蓄电池供电模式等方面的更深入的改善而成为变电站通信电源的成长方向。

参 考 文 献

[1]纪越峰.综合业务接入技术[M]北京：北京邮电大学出版社，2013.

高频开关电源范文第5篇

关键词：电力电子；开关电源；应用

1绪论

着半导体和信息技术的推进，电力电子技术的发展带动开关电源由低频向高频，整体化到模块化，由高能耗向低能耗进行技术转变。高频开关电源作用为将交流输入的电流转化为合适的直流输出。经过大功率开关元件，如金属—绝缘体—半导体管等组成的逆变电路，将直流高压转换成方波，之后将方波电压由高压降低为低压，最后输出稳定的直流电压，在现代开关电源的应用中得到极大推崇。高频开关电源主要特点如下：

1.1质量低、体积小。

高频技术可以不使用工频变压器，使质量和体积减少90%。

1.2功率系数大。

随着可控硅导通角的变化使相变整流器的功率系数变化，负载较小时，系数较小，可以达到0.3；完全导通时可以使系数达到0.69以上。

1.3噪声弱。

开关电源噪声只有45db左右，较工频变压器以及滤波电感在相控整流设备中的噪声降低30%。

1.4效率高。

减少开关瞬间消耗，而且由于整机的功率因数补偿，可以使效率达到90%以上。

1.5结构模块化。

模块式结构可以便于整个开关的设计和研发，降低成本。

2现代电力电子的应用领域

高频开关电源能通过大功率晶体管如IGBT等进行运行，使频率限制在区间60~110kHz。并且整流器功率容量也增大到48V/400A以上。大规模集成电路的突飞猛进更是促进电源模块体积的减小，从而进一步增加电源的功率密度，以实现开关电源的高效化和微小化。整体科技的进步需要计算机和通信设施具有更高的性能和稳定性，UPS不间断电源便顺时而出。输入它的交流电经过整流器转换为直流输出，一部分流入电池给其充电，另一部分经过逆变器、转换开关等元器件到工作设备。不间断电源使用脉宽调制技术和大功率IGBT，降低噪声强度，提高电源利用效率和系统稳定性。变频器主要在电气传动系统中用于交流电机的变频调速，具有节能环保作用。它的电源经过大功率晶体管和高频变换器将电压转换为交流输出，其电压和频率可变，功率可以超过110kW[1]。通过模块科学堆积、程序智能控制、神经网络控制等现代高新技术实现强电和弱电有效结合，降低大功率设备的研发成本和研发难度，并且可以极大的提升生产效率，实现环保节能、经济高效、系统稳定的卓越性能。

3电力电子技术在开关电源中的应用

3.1软开关技术

IGBT功率器件控制的PWM电源可以克服传统大功率电源逆变主电路结构的高耗能问题，是能耗降低30%~40%。软开关技术采用谐振原理，克服传统电路使用缓冲电路消除电压尖峰和浪涌电流问题，从而使系统趋于简单，降低故障发生的可能性。传统电路在开关启动和关闭的瞬间会产生极大的电流和电压，瞬间产生的电压无法有效利用，从而增加能耗。谐振电路可以吸收高频变压器中电感以及电容等，降低晶体管等元件的压力，从而提高电源的利用率和稳定性。

3.2同步整流技术

同步整流技术时在软开关的基础上进一步提升效率的技术，它通过作整流开关二极管的金属绝缘体~半导体管反接，适用于低压、大电流的电源上。同步电流通过零电压开关和零电流开关，它们驱动同步整流的脉冲信号与初始的脉冲信号联动，将其上升沿超过原来的上升沿，降低延迟以实现金属~氧化物半导体场效应晶体管和零电压开关方式。

3.3控制技术

主电路的设计必须满足开关变换器的结构不同、离散非线性的特点，因此开关电源要使用多路控制。开关电源的动态性可以通过电子运动和时间周期的增减来控制实现，开关电源的智能性可以通过基因算法~BP算法、模糊控制、微机控制、人工神经网络等技术实现。MEMS技术发展使微机运算的速度巨大提升，微机或者DSP应用到大功率开关的数字模块的实现更加促进电源数字化和高效化的实现。

3.4功率半导体

MOSFET和IGBT半导体器件的研发，使开关电源的高效利用能源的能力又得到极大的飞跃，两种晶体管的内部电阻都很小，驱动功率需求低，最重要的是能耗极其小。结合同步整流技术和控制技术，将高频化开关电源的实现向前推进了极大的一步。

4结语

电力电子技术在开关电源中的应用会随着技术的不断进步转向更加广泛的应用，高频化、模块化、智能化、节能化等必然成为其未来的应用方向。高频开关技术的应用更是标志着电子电力技术在开关电源上应用的成熟，相信不远的未来，电力电子在开关电源中的应用会进一步的突破。

参考文献：

[1]杨威,卢俊.电力电子技术在高频开关电源中的应用[J].城市建设理论研究,2012(36).

[2]王予倩.电力电子技术的发展及其在开关电源中的应用[J].四川电力电子,2005,28(5):45~47.