高频开关电源
高频开关电源范文第1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2篇
1 引言
在发电厂和变电所中，为了给控制、信号、保护、自动装置、事故照明和交流不停电电源等装置供电，一般都要求有可靠的直流电源。为此，发电厂和110kV以上的变电所通常用蓄电池作为直流电源，但要求上述电源具有高度的可靠性和稳定性，并且其电源容量和电压能在最严重的事故情况下保证用电设备的可靠工作。
另外，目前由于半导体功率器件、磁性材料等方面的原因，单个开关电源模块的最大输出功率只有上千瓦，而实际应用中往往需用几十千瓦甚至几百千瓦以上的开关电源为系统供电，因此，要通过电源模块的并联运行来实现。大功率电源系统需要采用若干台开关电源并联的形式，以满足负载的功率要求。在并联系统中，每个变换器应处理较小的功率以降低应力，还应采用冗余技术来提高系统的可靠性。电源并联运行是电源产品模块化、大容量化的一个有效方法，同时也是实现组合大功率电源系统的关键。
2 常用的均流方法
由于大功率电源负载需求的增加以及分布式电源系统的发展，开关电源并联技术的重要性也日益增加。但是并联的开关变换器在模块间通常需要采用均流（Current sharing）措施。它是实现大功率电源系统的关键，其目的在于保证模块间电源应力和热应力的均匀分配，防止一台或多台模块运行在电流极限（限流）状态。因为并联运行的各个模块特性并不一致，外特性好（电压调整率小）的模块可承担更多的电流，甚至过载，从而使某些外特性较差的模块运行于轻载状态，甚至基本上是空载运行。其结果必然加大了分担电流多的模块的热应力，从而降低了可靠性。
开关电源并联系统常用的均流方法有：
（1）输出阻抗法
（2）主从设置法
（3）按平均电流值自动均流法
（4）最大电流自动均流法（又叫自主均流法）。
直流模块并联的方案很多，但用于电力操作电源，都存在着这样或者那样的缺陷，其主要表现在：输出阻抗法的均流精度太低；主从设置法和平均电流法都无法实现冗余技术，因而并联电源模块系统的可靠性得不到很好的保证；外加均流控制器法使系统变得过于复杂，不利于把这一技术转化成实际的产品。而自主均流法以其均流精度高，动态响应好，可以实现冗余技术等特点，越来越受到产品开发人员的青睐。
所谓自主均流技术，就是在n个并联模块中，以输出电流最大的模块为主模块，而以其余的模块为从模块。由于n个并联模块中，一般都没有事先人为设定哪个模块为主模块，而是通过电流的大小自动排序，电流大的自然成为主模块，“自主均流法”因此而得名。
3 220/10A整流模块
笔者设计了一个220V/40A高频开关电源，可用于发电厂、变电所、变电站等电力控制的直流屏系统。该设计方案采用4个220V/10A模块并联来实现模块间的自主均流，从而为电力系统提供了一种重量更轻、体积更小、效率更高、安全性更好的整流模块实现方案。由于篇幅所限，本文只介绍220V/10A整流模块的实现方法。
高频开关电源性能优于相控整流电源，它能否得到广泛工业应用的关键是其可靠性，特别是当输出直流电压较高时应能可靠工作。除元器件及生产工艺等因素外，开关电源的可靠性主要取决于其主电路拓扑结构及控制方法。在设计该电源模块时，笔者选用了可靠性很高的三相电流型PWM整流器来完成三相功率因数校正及移相全桥谐振拓扑，从而实现DC/DC转换；PWM控制则采用电流型控制方法来实现。
3.1 三相PWM整流器
图1所示是一种三相PWM整流器的主电路，该电路的每个桥臂均由2只IGBT和2只二极管组成。其中IGBT的驱动脉冲采用正弦PWM调制脉冲，这样，输入电流和输出调制电压Vd中就只含下式所示的谐波：
式中：Id为输出电感中的电流；Vl为输入线电压有效值：P为0～60°区间内的脉冲数；M为调制系数，M=Uo/Um。
PWM整流器具有输入功率因数高，输入电流的低次谐波电流含量少，PWM调制脉冲易实现以及成本低等优点。
3.2 全桥DC/DC变换器
a.主电路拓扑
根据该高频开关电源的输出功率较大(220V、10A)且工作频率较高(100kHz)等实际情况，笔者选用了全桥隔离式PWM变换器，图2是其电路图。
这种线路的优点有二：一是主变换器只需一个原边绕组，通过正、反向电压即可得到正、反向磁通，副边绕组采用全桥全波整流输出。因此变压器铁芯和绕组可得到最佳利用，从而使效率密度得到提高。二是功率开关可在非常安全的情况下运行。
b.控制与保护
DC/DC变换器采用峰值电流型PWM控制，并采用自主均流法实现多个模块并联运行时的均流控制。这种均流控制方法与电源模块数目无关，且任意1个模块发生故障或退出运行时，均不影响其它模块的均流功能，从而真正实现了N+1冗余运行。
PWM脉冲宽度调制开关变换器的控制芯片采用UC3875移相专业控制芯片，该芯片主要应用于全桥变换器电路。它有电压型和电流型控制模式可供选择。UC3875具有限流、输入过压、输出过压、输入欠压等保护功能。自动均流电路采用以最大电流自动均流法为原理的集成均流芯片UC3907，应用UC3907可以调节电源模块的电压并实现并联模块间的均流。
用于电力系统中的高频开关电源可满足的技术指标如下：
输入交流电压：380V；
纹波系数：≤0.5%；
电网频率：50Hz；
功率因数：≥0.9；
输出直流电压：220V；
稳压精度：≤0.5%；
模块输出电流：10A；
稳流精度：≤0.5%；
整机输出电流：40A
均流不平衡度：≤0.5%。
高频开关电源范文第3篇
【关键词】全桥变换；PWM；软开关；零电压关断；零电流开通；UCC3895；开关频率
随着现代工业的发展，大气污染已经严重影响到生态环境和人们的身体健康，因此，烟气的净化越来越受到人们的关注。静电除尘器以其高效、节能、功耗低等特点，广泛应用于冶金、电力、化工等各个领域，它采用高压直流电源控制技术，目前主要有传统SCR工频电源和和高频SIR电源，由于传统的SCR电源采用工频移相交流调压的控制原理，其优点为：控制原理简单；设备经过多年的改进，目前绝大部分采用计算机（单片机）控制，成本低廉；但由于控制原理的局限性，使得SCR电源具有效率低、耗电、因工作在工频50Hz，使得变压器体积大，重量大，吊装施工较复杂、交流移相控制，使得电网测谐波严重。采用两相供电，对电网来说是不均衡负载、由于采用交流移相调压，使得输出高压波形比较单一，对高浓度粉尘，高比电阻粉尘等工况的适应性比较差及除尘效果差等缺点。
上述原因成为SCR电源供电性能进一步提高的瓶颈。另外在变压器的制作过程供由于采用高频信号，传统绕线方式容易产生电抗和绝缘问题，使磁芯发热，容易产生谐波导致整流电路烧毁。本文采用高频开关技术与印制电路板变压器技术相结合的方案，在对高频高压开关电源的稳定性上起到一个明显的效果.系统采用的硬件电路控制芯片UCC3895是一款移相PWM控制器，它可对全桥开关的相位进行移相控制，实现全桥功率级固定频率脉宽调制功能。它允许恒定频率脉冲宽度调制与谐振零电压开关，在高频率下提供较高的工作效率，还包含有电压模式和电流模式下的控制器。采用升压变压器采用的是PCB线圈绕组结构，在U形磁芯上绕铜线绕组，作为变压器的初级线圈，接入由全桥变换电路输出的500伏、50千赫兹的原边电压，将PCB线圈绕组板和有机玻璃板交替叠加，放在磁芯正中，作为升压变压器次级线圈，每块PCB板的线圈输出接全桥整流电路，将升压后的交流电整流为无干扰的直流电，将每块PCB板串联起来，总的输出电压为各块PCB上的电压值之和。
1.高频高压开关电源控制系统设计
1.1 电源控制系统结构图
图一为高频高压开关电源内部结构图。控制板主输入电路5从外部引进380伏三相电压，经三相开关和交流接触器后，通过三相整流器整流成500伏的直流电压，经全桥变换电路升频为50千赫兹的500V高频交流电压后，送至升压变压器的原边，作为升压变压器的输入电压；升压变压器再将500伏50千赫兹的交流电压升压为70千伏的高压电，最后由升压变压器内的全桥整流电路整流为直流电输出，给工业设备供电；开关电源变压模块将220伏交流电压整流为低压的直流点供给电路芯片用电；脉宽调制电路的UCC3895控制芯片输出控制信号，通过栅极全桥驱动电路给全桥变换电路提供驱动信号；UCC3895芯片还可从升压变压器输出电压中通过电压取样电路和电流取样电路采样，通过负反馈来控制全桥变换电路7输出波形的占空比，从而达到控制输出功率的目的。
1.1.1 死区时间设置
如图二所示，占空比是指开关导通时间Ton和关断时间Toff之间的关系，即：δ=Ton/T
确定最大占空比，要根据采用的电路形式，对于桥式逆变电路，为防止桥臂上下两只管子直通，要留有一段固定的死区时间r，这样就确定了最大占空比max，即：
max=（T-t）/T=（Tc-2t）/Tc
1.1.2 PWM脉宽调制技术（如图三、四所示）
1.2 高频变压器的设计
升压变压器（图五）是一种油浸风冷变压器，由U形磁芯、有机玻璃板、次级线圈PCB板线圈绕组和初级线圈铜线绕组组成，两幅U形磁芯为变压器提供感应磁场，初级线圈铜线绕组是初级线圈，输入是经全桥变换电路整流后的500伏50千赫兹的高频交流电压，次级线圈PCB板线圈绕组是次级线圈，输出为升压后的高频高压直流电，次级线圈PCB板线圈绕组在磁芯中的放置采用有机玻璃板隔开，变压器外部结构采用环氧板用不锈钢螺丝固定。
1.3 PCB电路板的设计
PCB板为双面板（图六），正反两面的线圈绕组构成变压器次级线圈，升压后的高压交流电再经全桥整流电路整流为高频高压的直流电输出。取样电路从变压器输出线路中取出电流和电压的样本反馈到电压取样电路和电流取样电路，通过脉宽调制控制电路的UCC3895来调节输出脉宽的占空比，以达到变压器输出功率可调节的目的。
2.现场测试
通过在襄樊第二水泥的现场进行200小时不间断运行，测试结果如下：本体设计分3级电场，使用电源设备3台，一级电场火花频率设定70次，二级电场频率设置40次，三级电场设置10次。测试期间运行状态良好，一级火花率为60次/min，二级火花率30次/min，3级火花率15次/min。除尘效率达到95%，排量30毫克。结论，设备安全可靠效果明显。
3.结束语
高频高压开关电源是未来电除尘设备的主流供电电源，本项目提出的全新的高频信号调制方式与印制电路变压器结合的方式对电源的整体性能有了一个明显的提高，同时也给今后高频电源的发展提供了一个新的标准。
参考文献
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高频开关电源范文第4篇
关键词： 双闭环控制器； 滑模变结构控制； 高频开关电源； FPGA
中图分类号： TN710?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2014）22?0157?03
Research of high?frequency switching power supply based on double closed?loop sliding mode controller
WANG Jun?hui1， ZHANG Bin1， 2
（1. Xi’an Institute of Crystal Growing Technology Co.， Ltd， Xi’an 710077， China；
2. School of Automation and Information Engineering， Xi’an University of Technology， Xi’an 710048， China）
Abstract： A kind of voltage and current double closed?loop sliding mode controller was designed to overcome the drawbacks of the traditional switching power supply controller， whose dynamic response is slow， regulation effect is not ideal in case of mutation of system conditions and control precision is low. The controller adopts the series structure of voltage controller and current controller. The former is taken as the outer loop， and the latter as the inner loop. The output of the voltage controller is taken as the given of the current controller， and the output of the current controller as the final control action to the object. The sliding mode control algorithm is adopted in it. The simulation results show that double closed?loop sliding mode variable structure controller has better control effect， stronger robustness， better dynamic performance and lower error than general single closed?loop sliding mode variable structure controller. The digital controller was realized with FPGA hardware platform. The high?frequency switching power supply prototype has been effectively controlled. The effectiveness of the controller was validated by experiment.
Keywords： double closed?loop controller； sliding mode variable structure control； high?frequency switching power supply； FPGA
0 引 言
开关电源是通过输出电压反馈和施加有效控制来维持稳定输出电压幅值的装置，广泛应用于工业领域。在高频开关电源的实际控制过程中，传统控制在参数整定过程中对于对象模型过分依赖[1]，并且在参数一旦整定计算后，整个控制过程中参数都是固定不变的，所以适应性较差。而在实际系统中，系统状态和参数等会发生变化，体现出不确定性，控制器很难达到最佳的控制效果。滑模控制能够克服被控系统的不确定性， 对干扰和未建模动态具有很强的鲁棒性， 尤其是对开关电源等非线性系统的控制具有良好的控制效果[2?3]。采用传统的单闭环控制策略对高频开关电源进行控制时，其反馈量取自于输出电压，当系统受到外界干扰时，首先作用到输出端，待输出电压发生变化后，再由反馈环节作出调节响应，这样就造成了系统的动态响应速度慢，甚至造成系统的不稳定。双闭环控制策略应用在高频开关电源的控制中时，较之前者多出了一个反馈环，使系统能够较快地对外界干扰作出响应，极大地改善了系统动态能力使开关电源系统性能有了较大的改善[4?5]。
1 双闭环结构控制器的设计
1.1 双闭环控制器的结构
在开关电源中设置两个闭环控制器，分别调节输出电压和电感电流或电容电流[6]，双闭环控制器结构框图如图1所示。
图1 双闭环控制器结构框图
图中电压控制器的输出作为电流控制器的给定，另外电流控制器的输出作为驱动模块的输入，从而用驱动模块产生的驱动波形去控制开关器件的开通和关断。从整体结构上看，电流调节器为内环，电压调节器为外环，这样就形成了双闭环控制系统。
1.2 滑模控制的设计
设典型离散系统的状态方程为：
[x（k+1）=Ax（k）+Bu] （1）
且[x（k）=[x1（k），x2（k）]]，[R（k）=[r（k），dr（k）]]，[r（k）]为状态变量的设定值，[dr（k）]为[r（k）]的导数，[x（k）∈Rn，u∈Rm]。基于指数的离散趋近率为：
[s（k+1）-s（k）=-εTx（k）1sgn（s（k））] （2）
其中控制超平面选用典型动态非线性滑模函数方程，即[s=ce+e]。偏差[e=r（k）-x（k）]，偏差的导数[e=d（r（k）-x（k））]。故基于指数趋近率的离散控制律可化为：
[u（k）=（CeB）-1（CeR（k+1）-CeAx（k） -s（k）-ds（k））] （3）
式中[0
1.3 滑动模态的不变性
对于同时存在外干扰和参数摄动的系统
[rank[B，D]=rank[B]] （4）
如果满足：
[rank[B，D]=rank[B]，rank[B，ΔΑ]=rank[B]]
则系统可以化为：
[x（k+1）=Ax（k）+B（u+ΔAx（k）+Df）] （5）
式中[D=B-1D]，[ΔA=BΔA]。
由此可见系统对参数摄动和外界干扰是不变的。
2 系统建模
2.1 系统拓扑结构
移相全桥开关电源拓扑结构如图2所示。
2.2 准线性小信号扰动模型
移相全桥变换器准线性小信号模型如图3所示。
图2 移相全桥开关电源拓扑结构
图3 移相全桥变换器准线性小信号模型
采用准线性建模方法对移相全桥开关电源进行建模，克服了状态空间平均法建模存在工作点变化范围较小的局限性[7]。
由图3可知，准线性小信号扰动模型的状态方程为：
[x=-4n2L1fs/L -1L 1/C -1RCx+nVinL 0duUo（t）=0 1x（t）] （6）
式中：[x（t）]为状态变量，包括小信号滤波电感[iL]和小信号滤波电容电压[uc]两个状态变量，分别等于[iL]和输出电压[uo]与它们的设定值之差：[n]为小信号占空比扰动输入；[n]为高频变压器匝数比；[fs]为开关频率；[Vin]为整流后全桥逆变环节直流电压输入。
离散化求解得出状态方程中的系数为：
[A=1+（-4n2L1fsTL ） -TL TC 1+（ -TRC），C=0 1，B=nVinTL 0。]
式中[T]为采样周期。
3 系统仿真及结果分析
在Matlab/simulink中建立仿真模型如图4所示。
模型中各参数为：输入直流电压[Ui]=220 V，输出电压[Uo]=60 V，开关频率fs=20 kHz，滤波电感L=1 mH。
图4 Simulink仿真模型
在系统启动的情况下，比较单环滑模变结构控制与双环滑模变结构控制的结果，输出电压电流波形如图5所示。
图5 两种控制方法输出电压和电流启动波形
在系统负载由5～10 Ω之间变化的情况下，比较单环滑模变结构控制与双环滑模变结构控制的结果，输出电压电流波形图6所示。
图6 两种控制方法在电压扰动下输出
电压和电流动态响应波形
从图中可知双环滑模变结构控制方式从启动到达稳态的时间较短，系统抖振较小。负载值变化时，响应波形波动较小，同时较快重新到达稳态。
4 实验验证
设计基于Xilinx XC3S500E Spartan?3E FPGA的控制系统，针对1.2 kW移相全桥开关电源样机进行实验研究。开关频率为20 kHz，输出滤波电感1 mH，滤波电容2 mF。
图7（a）、（b）中下方的箭头均为电压的零点，上方的箭头均为电流的零点。可以看出负载变化对输出电压的影响很小，电流也很快过渡到稳定值。说明采用双闭环滑模变结构控制方法后，系统的动态响应速度快，鲁棒性强，与仿真结果一致。
图7 输出电压电流波形
5 结 语
本文设计一种基于双闭环的滑模变结构控制策 略，利用FPGA实现该控制器，并将该控制器应用于 移相全桥拓扑的高频开关电源控制中，仿真和实验结果均表明该控制器具有调节速度快、电压控制精度高等优点。
参考文献
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高频开关电源范文第5篇
[关键词]电力电子技术，发展趋势，应用
中图分类号：TM1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）12-0328-01
引言
现代电力电子技术的发展方向，是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学，向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件，其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代，并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件，表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。
一、电力电子器发展回顾
整流管是电力电子器件中结构最简单，应用最广泛的一种器件。电力整流管对改损耗和提高电流使用效率等方面都具有非常重要的作用。自1958年美国通用电气GE公司研制出第一个工业用普通晶闸管开始，其结构的改进和工艺的改革为新器件开发研制奠定了基础，在以后的十年间开发研制出双向，逆变、逆导、非对称晶闸管，至今晶闸管系列产品仍有较为广泛的市场。1964年在美国第一次试制成功了0.5kV/0.01kA的可关断的GTO至今，目前以达到9kV/2.5kA/0.8kHZ及6kV/6kA/1kHZ的水平，在当前各种自关断器件中GTO容量最大，其在大功率电力牵引驱动中有明显的优势，因此，它在中压、大容量领域中占有一席之地。70年代研制出GTR系列产品，其额定值已达1.8kV/0.8kA/2kHZ，0.6kV/0.003kA/100kHZ，它具有组成的电路灵活成熟，开关损耗小、开关时间短等特点，在中等容量、中等频率的电路中应用广泛，而作为高性能，大容量的第三代绝缘栅型双极性晶体管IGBT，因其具有电压型控制，输入阻抗大、驱动功率小，开关损耗低及工作频率高等特点，其有着广阔的发展前景。
二、电力电子器件发展趋势
电力半导体器件是电力电子应用技术的基础，必须重视电力电子器件的发展。国际上电力半导体器件经历了晶闸管（SCR）、可关断晶闸管（GTO）和场控器件（IGBT和功率MOSFET）三个阶段。进入90年代，电力电子器件的研究和开发已进入大功率化、高频化、标准模块化、集成化和智能化时代。我们将50Hz的标准工频大幅的提高之后，使用这样工频的电气设备的体积与重量就能大大缩小，使电气设备制造节约材料，运行时节电就更加明显，设备的系统性能亦大为改善，尤其是对航天工业其意义十分深远的。故电力电子器件的高频化是今后电力电子技术创新的主导方向。而硬件结构的标准模块化是器件发展的必然趋势。
三、现代电力电子的应用
1、计算机高效率绿色电源
高速发展的计算机技术带领人类进入了信息社会，同时也促进了电源技术的迅速发展。八十年代，计算机全面采用了开关电源，率先完成计算机电源换代。接着开关电源技术相继进入了电子、电器设备领域。计算机技术的发展，提出绿色电脑和绿色电源。根据美国环境保护署l992年6月17日“能源之星"计划规定，桌上型个人电脑或相关的设备，在睡眠状态下的耗电量若小于30瓦，就符合绿色电脑的要求，提高电源效率是降低电源消耗的根本途径。
2、通信用高频开关电源
通信业的迅速发展极大的推动了通信电源的发展，高频小型化的开关电源及其技术已成为现代通信供电系统的主流。目前，在程控交换机用的一次电源中，传统的相控式稳压电源己被高频开关电源取代，高频开关电源（也称为开关型整流器SMR）通过MOSFET或IGBT的高频工作，开关频率一般控制在50-100kHz范围内，实现高效率和小型化。
3、直流-直流（DC/DC）变换器
DC/DC变换器将一个固定的直流电压变换为可变的直流电压，这种技术被广泛应用于无轨电车、地铁列车、电动车的无级变速和控制，同时使上述控制获得加速平稳、快速响应的性能，并同时收到节约电能的效果。用直流斩波器代替变阻器可节约电能（20～30）%。直流斩波器不仅能起调压的作用（开关电源），同时还能起到有效地抑制电网侧谐波电流噪声的作用。随着大规模集成电路的发展，要求电源模块实现小型化，因此就要不断提高开关频率和采用新的电路拓扑结构，目前已有一些公司研制生产了采用零电流开关和零电压开关技术的二次电源模块，功率密度有较大幅度的提高。
4、不间断电源（UPS）
不间断电源（UPS）是计算机、通信系统以及要求提供不能中断场合所必须的一种高可靠、高性能的电源。交流市电输入经整流器变成直流，一部分能量给蓄电池组充电，另一部分能量经逆变器变成交流，经转换开关送到负载。为了在逆变器故障时仍能向负载提供能量，另一路备用电源通过电源转换开关来实现。现代UPS普遍了采用脉宽调制技术和功率M0SFET、IGBT等现代电力电子器件，电源的噪声得以降低，而效率和可靠性得以提高。
5、变频器电源
变频器电源主要用于交流电机的变频调速，其在电气传动系统中占据的地位日趋重要，已获得巨大的节能效果。变频器电源主电路均采用交流-直流-交流方案。工频电源通过整流器变成固定的直流电压，然后由大功率晶体管或IGBT组成的PWM高频变换器，将直流电压逆变成电压、频率可变的交流输出，电源输出波形近似于正弦波，用于驱动交流异步电动机实现无级调速。
6、大功率开关型高压直流电源
大功率开关型高压直流电源广泛应用于静电除尘、水质改良、医用X光机和CT机等大型设备。电压高达50～l59kV，电流达到0.5A以上，功率可达100kW。自从70年代开始，日本的一些公司开始采用逆变技术，将市电整流后逆变为3kHz左右的中频，然后升压。进入80年代，高频开关电源技术迅速发展。德国西门子公司采用功率晶体管做主开关元件，将电源的开关频率提高到20kHz以上。并将干式变压器技术成功的应用于高频高压电源，取消了高压变压器油箱，使变压器系统的体积进一步减小。国内对静电除尘高压直流电源进行了研制，市电经整流变为直流，采用全桥零电流开关串联谐振逆变电路将直流电压逆变为高频电压，然后由高频变压器升压，最后整流为直流高压。
四、结束语
总而言之，电力电子及开关电源技术因应用需求不断向前发展，新技术的出现又会使许多应用产品更新换代，还会开拓更多更新的应用领域。开关电源高频化、模块化、数字化、绿色化等的实现，将标志着这些技术的成熟，实现高效率用电和高品质用电相结合。这几年，随着通信行业的发展，以开关电源技术为核心的通信用开关电源，仅国内有20多亿人民币的市场需求，吸引了国内外一大批科技人员对其进行开发研究。开关电源代替线性电源和相控电源是大势所趋，因此，同样具有几十亿产值需求的电力操作电源系统的国内市场正在启动，并将很快发展起来。还有其它许多以开关电源技术为核心的专用电源、工业电源正在等待着人们去开发。
参考文献
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[2] 王正元，面向新世纪的电力电子技术，电源技术应用，2001.4（3）.
[3] 万遇良，电力电子技术的发展趋势及应用，电工电能新技术，1995.（2）.
