近幾年，國家對節(jié)能降耗、綠色環(huán)保更加重視，為電源電子系統(tǒng)的發(fā)展提出了新的要求。在現(xiàn)代電子系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)庫趨近完善，且數(shù)據(jù)處理的實際效率明顯提升，相對應的，電子設備的集成化更高、體積逐漸縮小。在此基礎上,電子設備的能耗也有所降低。特別是對于一些終端產(chǎn)品來說，其內部電路、系統(tǒng)的集成度更高，所產(chǎn)生的熱量也相對較大，因此落實合理的熱管理設計極為必要，避免能耗增加。

　　1電源電子技術的概述

　　1.1電源的種類

　　依托電流狀態(tài)的不同，可以將電源劃分為交流穩(wěn)壓電源以及直流穩(wěn)定電源兩種。其中，對于交流穩(wěn)壓電源來說，能夠進一步細化為參數(shù)調整(諧振)型、自耦(變比)調整型、開關型交流穩(wěn)壓電源幾種;對于直流穩(wěn)定電源來說，能夠進一步細化為化學電源、線性穩(wěn)定電源、開關型直流穩(wěn)壓電源幾種。而對于開關型直流穩(wěn)壓電源而言，其包含的電源類型更多，包括通信電源、電臺電源、模塊電源、特種電源等等。除了上述兩種類型之外，結合條件的不同，電源也能夠劃分出不同的種類類型。例如，依托輸入輸出狀態(tài)的差異性，能夠將電源劃分為DC-DC、AC-AC、DC-AC、AC-DC幾種;依托工作運行狀態(tài)的差異性，能夠將電源劃分為開關電源、線性電源、二極管穩(wěn)壓電源幾種;依托輸出電壓調整方式的差異性，能夠將電源劃分為可調電源、固定電源幾種;依托負載連接穩(wěn)壓方式的差異性，能夠將電源劃分為并聯(lián)型穩(wěn)壓電源、串聯(lián)型穩(wěn)壓電源幾種。在當前電子技術迅速發(fā)展的條件下，電源種類劃分的界定也相對模糊。對于不同的電子設備來說，其使用的電源種類也不盡相同�，F(xiàn)階段，最常用應用于電力電子設備中的電源類型主要包括：317、337系列可調電源;78、79系列固定電源等等。對于開關電源來說，由于其有著更小的體積與更高的效率，所以得到了廣泛應用;對于線性電源來說，由于其體積相對較大、效率偏低，更重要的是難以實現(xiàn)自動化，因此逐漸被新型電源替代。

　　1.2電源電子技術的發(fā)展

　　1.2.1發(fā)展歷程第一階段，整流器時代。在二十世紀六七十年代，大功率硅整流管以及晶閘管得以普及性使用，標志著電源電子技術逐步受到人們的關注。第二階段，逆變器時代。受到能源危機的影響，整流器已經(jīng)無法滿足當時人們的實際需求，推動著變頻調速技術迅速發(fā)展。依托變頻調速技術，當時的能源危機得以緩解，此時，電源電子技術及其設備得到了普及性的使用(唐林.電源電子技術在降低能耗中的探討[J].電子測試,2019(18).)。第三階段，變頻器時代。在八十年代后期，集成電路技術使用規(guī)模擴大，且實現(xiàn)了與高壓大電流技術的融合，推動了現(xiàn)代電源電子技術的更新，為該技術的高頻化發(fā)展提供支持。1.2.2發(fā)展趨勢第一，高頻化�，F(xiàn)階段，功率電子設備的工作頻率有所提升，促使了電源電子技術的更新，推動著高頻電子設備固態(tài)化。第二，模塊化�？茖W技術的更新促使現(xiàn)代電源電子技術逐漸呈現(xiàn)出模塊化的狀態(tài)，并在實際的設計中，積極與智能化功率模塊連接，提升整體電子設備系統(tǒng)的功能性。第三，數(shù)字化。目前，多數(shù)電源電子技術建設均需要模擬電路的支持。同時，受到互聯(lián)網(wǎng)技術更新的影響，電源電子技術的數(shù)字化是必然趨勢。第四，綠色化。為了緩解當前資源緊張的情況，展開電源電子技術的應用能耗降低、推動技術器極其設備的綠色化發(fā)展是必然選擇。

　　2應用電源電子技術落實能耗降低的必要性分析

　　在全球化進程加速的背景下，我國經(jīng)濟迅速發(fā)展，對于能源的實際需求量顯著增長。與此同時，能源危機、環(huán)境污染問題隨之產(chǎn)生，且呈現(xiàn)出逐年加劇的情況�，F(xiàn)階段，能源消耗問題受到了世界范圍內人們的廣泛關注。為了應對能源危機，必須要更新電源電子技術，以此促進電子產(chǎn)品的能源轉換率提升，實現(xiàn)能源損耗的降低，避免在待機狀態(tài)下產(chǎn)生多大的能耗。對于我國而言，受到人口因素、發(fā)展因素等因素的影響，對于電能的依賴性極強，且有著更高的使用量。相對應的，電能的實際使用效率并未得到顯著提升。電聯(lián)快報公布的數(shù)據(jù)顯示，截止到2018年末，我國的能源消耗量已經(jīng)達到46.4億標準煤。其中，電力消費比2017年同期增長了8.5%，這樣的增長速度再次突破歷史數(shù)據(jù)，創(chuàng)進7年的新高;全國范圍內，電能的使用量達到了6.84萬億千瓦時。同時，資料顯示，我國的電能消耗并非全部用于生產(chǎn)與生活實際，一部分電力消耗存在于系統(tǒng)的內部(楊波,胡鑫,邊黨偉.現(xiàn)代電源技術的應用和發(fā)展[J].通信電源技術,2019,36(08))�？傮w而言，我國的電能消耗量極大，年度增長率呈現(xiàn)逐年遞增的狀態(tài)。與此同時，部門能耗發(fā)生在系統(tǒng)內部，并非全部投入實際應用。因此，應用電源電子技術的更新推動能耗降低極為必要。在信息化、數(shù)字化時代背景下，電源電子技術已經(jīng)逐步由分離晶體管時代轉向集成電路時代。在這樣的情況下，人們對電源電子技術及其系統(tǒng)有著更高的要求，而傳統(tǒng)的電源電子技術及其設備難以滿足現(xiàn)實功能要求以及電能需求量。同時，部分電力電子設備存在性能問題，主要為電源效率偏低且安全性不高。這樣的運行方式與目前世界范圍內倡導的綠色環(huán)保、節(jié)能減排理念相斥�；�于此，落實電源電子技術的更新以實現(xiàn)能耗降低是當前與未來發(fā)展的主流趨勢，也是必然選擇。

　　3面向電子系統(tǒng)低能耗的電源電子技術策略探究

　　3.1CPU低功耗電源

　　當前，世界范圍內已經(jīng)進入了信息化時代。在這樣的背景下，使用的CPU系統(tǒng)有著更低的功耗，能對電源低功耗的電源接口、管理模塊或是高級配置等單元提供軟硬件支持。依托低功耗的CPU系統(tǒng)，可以完成多個電源轉換模塊以及外部元件的有效控制，并保證系統(tǒng)的安全可靠程度，進一步降低電能的損耗。就目前的情況來看，已然實現(xiàn)了電源接口、高級配置以及電源低功耗管理模塊的創(chuàng)新使用，并將其引入I/O以及CPU系統(tǒng)功能內核中，促進了電能使用效率的提升。在FPGA系統(tǒng)以及嵌入式系統(tǒng)中，應用這樣的系統(tǒng)(電源接口、高級配置以及電源低功耗管理模塊結合使用)不僅能夠降低電源功耗，還能夠促使運行效率提升，有著更好的應用效果。需要注意的是，能耗的降低量與系統(tǒng)內部資源使用頻率、輸出變化頻率、工作時鐘頻率、布線密度等參數(shù)有著緊密的聯(lián)系。由于這些參數(shù)的不同，處于不同系統(tǒng)中的電源實際消耗能量的大小也存在差異，節(jié)能效果也不盡相同。

　　3.2靜態(tài)與動態(tài)電源低功耗

　　對于靜態(tài)電源低功耗來說，其主要實現(xiàn)了在系統(tǒng)初始化條件下，完成對電源的低功耗管理。此時，依托系統(tǒng)初始化的展開，系統(tǒng)的功能以及管理模式均不斷明確。對于動態(tài)電源低功耗來說，其主要實現(xiàn)了在CPU系統(tǒng)運行的條件下，完成對電源的低功耗管理。在這一過程中，實現(xiàn)了在系統(tǒng)繁忙的時間段，可以一定程度的提升CPU的實際運行速度;而在系統(tǒng)相對空閑的時間段，可以控制CPU系統(tǒng)穩(wěn)定在休眠狀態(tài)下。通過這樣的方式，能夠促進系統(tǒng)運行平均電流與電壓的降低。與此同時，還可以在保證電壓、電流不變的條件下，推動降低能耗時間的減少，以此達到促使整個系統(tǒng)能耗降低的目標。通常情況下，在程序運行的過程中，靜態(tài)電源管理只能夠在初始化的過程匯總完成能耗的確定以及降低;而對于動態(tài)電源管理來說，能夠在程序運行的過程中實現(xiàn)對整個系統(tǒng)能耗的全過程管控，有著更好的降耗效果(羅四平.關于電力電子技術在開關電源中的應用分析[J].城市建設理論研究(電子版),2019(11))。因此，動態(tài)電源管理在當前的使用更加廣泛與常見。

　　3.3低功耗集成電路

　　就當前的情況來看，電路的集成化程度越來越高，推動著電源電子技術逐漸轉向低功耗集成電路的發(fā)展方向，并形成了更為先進的電源電子技術，包括低壓差性穩(wěn)壓技術、78或79系列的電源穩(wěn)壓集成電路等等。其中，對于電源穩(wěn)壓集成電路來說，其集成度相對較高、電路體積更小，同時，負載調整率更高、線性調整率更大�；�于這樣的優(yōu)勢，電源穩(wěn)壓集成電路在實際的使用中的電路形式相對簡單。此時，只需要在輸出正負直流電壓的過程中著重關注變壓器的最小輸出電壓、最小輸出功率，就能夠在保證電路穩(wěn)定運行的基礎上，達到能耗降低的效果。對于應用低壓差性穩(wěn)壓技術來說，其在實際的使用中電源輸入、輸出之間所具備的電壓差值相對偏低。通常情況下，在傳統(tǒng)線性穩(wěn)壓技術的支持下，輸入、輸出之間所具備的電壓差值普遍穩(wěn)定在2-3V的范圍內;而在低壓差性穩(wěn)壓技術的支持下，輸入、輸出之間所具備的電壓差值普遍維持在1.7V左右，有著更低的數(shù)值。由此能夠看出，由于電源輸入電壓與輸出電壓之間的差值有所降低，因此依托低壓差性穩(wěn)壓技術能夠更有效的降低集成電路所消耗的實際功率，達到節(jié)能的效果。

　　總結：

　　綜上所述，結合當前的能源使用情況以及現(xiàn)實需求來看，推動電源電子技術綠色化發(fā)展、落實能耗降低設計是主流發(fā)展趨勢，也是技術及其設備發(fā)展的必然選擇。通過開發(fā)、應用CPU低功耗電源、靜態(tài)與動態(tài)電源低功耗(特別是動態(tài)電源管理)、低功耗集成電路，實現(xiàn)了在保證電源穩(wěn)定運行的基礎上，達到能耗降低的效果，減少了對環(huán)境的污染程度，與當前綠色環(huán)保的發(fā)展需求相匹配。

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