電力電子中的能源要經過電力電子設備的轉換,才能為使用者提供服務?《電力電子技術》是新時期下一門特殊的教學科目,要求學生掌握一定的電子電力知識,學會利用電力電子器件對電能進行控制和轉換?電力電子轉換主要包括“電力電子器件?變流電路和控制電路”三個部分,每一部分都非常重要,在開關電源中起到關鍵的作用?

1電力電子技術的發展及其特點

電力電子技術經歷了一個漫長的發展過程?最早應該追溯到第一個晶閘管(FGH)的誕生?“晶閘管”是美國一家通用電氣公司的問世標志,為電力電子技術的發展開了先河,并促進了電力電子技術在許多新領域的應用?目前很多家用電源開關內部使用的都是FGH,是第一代半控型器件,不能自行關斷,需要使用者根據需求進行操作?以FGH為核心的變流電路在電子能源轉換過程中扮演著重要的角色,主要功能是使交流變成直流,為用戶提供全面的安全服務?

隨著科學技術的不斷進步,電力電子技術水平也呈現出不斷發展的趨勢?傳統的FGH逐漸被“GTR?GTO”等新穎的電力轉換器件所代替,從“傳統電力電子技術”向“現代電力電子技術”轉變?電力電子器件的研究和開發,也推動了當前電力行業的進步,使人們進入高頻化和智能化的電力時代?“IGBT”的出現,更是實現了電網之間的非同期互聯,解決了很多電源開關的不穩定問題,避免電路中出現短路和功損?

很多家居用品和用電器等,都需要配置相應的開關,才能為用戶提供便利,有效的實現開關和電路互通?在電源開關系統中加入電力電子應用,是新時期的科技需求,也是每個家電設計工作者需要掌握的重點技術?影響電力傳輸的因素有很多,比如“電路的距離?電壓的大小?傳輸電線的質量?電路設備的品牌”等,這些都會影響電流在線路中的傳輸速率?如果電路距離過長?電壓強度不夠?電路設備不夠完善,就有可能降低電源開關的反應靈敏度,增加電路能量的消耗?此外,有的用戶不注意用電安全,反復使用電源開關,就會導致短路電流,燒斷保險絲等問題出現,甚至產生漏電的危險,對用戶的人身安全產生威脅?所以新時期的電力工作者必須事先預想這些可能存在的安全隱患,做出有效的應對政策和解決措施,加大電力電子技術在電源開關中的應用?

傳統的電力傳輸系統比較簡單,不存在電容充電電流,電力的功率損耗也相對較小,這適合小家電的用戶使用?很多大型的家用電器,比如“電冰箱?洗衣機?電視機?跑步機”等,就需要改變傳統的電力傳輸系統,采用高壓直流輸電輸送的方式,使電源系統擁有較快的調節速度,方便用戶的操作,并且投入到市場當中使用?這些大功率的電子器件,電流的傳輸形式和傳統的小電路不同,用戶在使用時必須注意安全,建立有效的防范意識,逐漸改善高壓直流輸電設備的性能?

2開關電源的種類和特點

隨著科學技術的不斷發展和運用,各種各樣的電源開關出現在人們生活當中?根據電路類型和電流傳輸方式的不同,開關電源主要分為以下幾類?

(1) 傳統輸入和輸出的類型?由于輸入和輸出方式的區別,可以將開關電源分為“DC/DC和AC/DC”兩種變換器?“DC/DC”模式更注重電流的可靠性和安全性,而“AC/DC”注重的是電源開關的低耗和低噪聲設計,給用戶提供更提心的服務?根據兩種電流傳輸形式不同,用戶需要選擇適合自己家庭的電源開關,發揮“DC/DC和AC/DC”兩種變換器的價值和作用?

(2) 可以通過驅動方式的不同,可以將開關電源分為“接觸式和非接觸式”兩種?通過字面意思理解,“接觸式”需要用戶接觸電源開關才能進行相關的操作,而“非接觸式”則強調智能化和自動化,用戶遠程即可實現對電源開關的控制?“接觸式”的開關比較傳統,但是靈敏度極高,“非接觸式”的開關雖然更加智能化,但助長了人們懶惰的思想?無論是哪種類型的電源開關,只要是用戶需要的,都值得各大企業的充分研究和發展?

(3) 根據控制方式的不同,還可以將開關電源分為“PWM?PFM?脈沖寬度調制”三種?每一種電源開關都有自己的價值和特點,用戶可以根據自己的需要自行選擇?PWM是“脈沖寬度調制式”;PFM是“脈沖頻率調制式”?只有把握電力電子能量傳輸的方式和方法,才能不斷提高電源開關的使用性能,有效保證開關電源的使用效率,減少不必要的能量損耗?

3電力電子技術在開關電源中的應用

在了解電源開關之后,需要對電力電子技術在開關電源中的應用進行分析?通常情況下,電源開關都是利用“R-C或是L-C”的緩沖器?這種緩沖器有利于降低開關電源的能量損耗,為用戶解決“開關反應慢”等問題,追求開關電源的高頻化?但這種緩沖器的使用,可能會導致開關噪聲的增加,還存在多種實用化方面的問題?相關的技術人員可以引入“諧振轉換電路技術”,為用戶提供較高的服務保障,在實現高頻化的同時降低噪音?

隨著智能科技的持續進步,不間斷電源(UPS)逐漸出現在大眾的視野中?UPS是結合了計算機?通信系統等多種高科技?高性能的電源,能實現智能化的管理和控制系統,極大的提高了開關電源的使用效率?很多較大功率的“M0SFET?IGBT”等現代化電力電子器件,也可以作為不間斷電源的應用模塊,以便實現對UPS的智能化管理,使電力電子系統趨于簡單化和科技化?此外,開關電源中的主電路設計,也有特定的需求,不能胡亂搭配電器元件?電路中的電子設備,必須滿足非線性的特點,才能實現對電路的多路控制,使控制系統更加的結構化和內容化?開關電源的使用頻率,可以通過電路的時間周期來控制實現,必要時可以引入通過“模糊控制?微機控制?人工控制”等多種技術來實現,以便為用戶提供有效的控制系統?

有的用戶對家電的用電安全有較高的要求?比如“母嬰室”?“兒童用電器”?“家用熨斗”等,使用者一般都是女性或小孩子,他們不懂得電力的傳輸流程,缺乏一定的安全意識?小孩子在使用這些大功率用電器時,容易發生危險,漏電和跳閘時不知道如何解決,甚至發生安全隱患?為避免這些現象的發生,電力系統的設計者可以采用“柔性交流輸電系統”,從本質上強化家用電器的防漏電功能,才能極大的保障用戶的使用安全,為廣大群眾提供切實可行的電力服務?

科學技術和通訊技術的發展,使電力傳輸系統成為各行各業的重點研究項目,同時也為“FACIS”技術的發展創造了先行性的條件?我們可以運用電力電力科技,在電源開關中加入“IGBT?FACTS”等可關斷器件原件,改變系統的結構,提升電源開關的靈敏程度?無論是電路傳輸系統一致還是相位相反的電流,都要做好詳細的設計規劃,才能有利于實現電路傳輸的可靠性,擴大開關電源結合電力電子的市場活動?新時代在不斷向前發展,只有結合新時代的科學技術,才能提高開關電源的使用價值?電力企業要廣招賢才,收賢納士,讓更多的專業技術人員參與電力行業的研究和開發過程?

總而言之,開關電源是現代電力電子技術最常見的應用?但是,開關電源在運行過程中也存在著電路復雜?電磁干擾等多種電路問題,嚴重時還會影響用戶的使用體驗?為了保證電力電子輸出能量的可靠性,相關的技術人員一定要了解電力電子技術的發展及其特點,才能促進開關電源技術的發展進程,保證主電路正常工作,為人類的社會發展和生活動態提供各方面的支持?

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