电源系统的绿色化有两层含义:首先是显著节电, 这意味着发电容量的节约,而发电是造成环境污染的重要原因,所以节电就可以减少对环境的污染;其次这些电源不能(或少)对电网产生污染,国际电工委员会(IEC)对此制定了一系列标准,如IEC555、IEC917、IECl000等。事实上,许多功率电子节电设备,往往会变成对电网的污染源:向电网注入严重的高次谐波电流,使总功率因数下降,使电网电压耦合许多毛刺尖峰,甚至出现缺角和畸变。20世纪末,各种有源滤波器和有源补偿器的方案诞生,有了多种修正功率因数的方法。这些为2l世纪批量生产各种绿色开关电源产品奠定了基础。

       现代电力电子技术是开关电源技术发展的基础。随着新型电力电子器件和适于更高开关频率的电路拓扑的不断出现,现代电源技术将在实际需要的推动下快速发展。在传统的应用技术下,由于功率器件性能的限制而使开关电源的性能受到影响。为了极大发挥各种功率器件的特性,使器件性能对开关电源性能的影响减至最小,新型的电源电路拓扑和新型的控制技术,可使功率开关工作在零电压或零电流状态,从而可大大的提高工作频率,提高开关电源工作效率,设计出性能优良的开关电源。

       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。

       高频化

       理论分析和实践经验表明,电气产品的变压器、电感和电容的体积重量与供电频率的平方根成反比。所以当我们把频率从工频50Hz提高到20kHz,提高400倍的话,用电设备的体积重量大体下降至工频设计的5~l0%。无论是逆变式整流焊机,还是通讯电源用的开关式整流器,都是基于这一原理。同样,传统"整流行业"的电镀、电解、电加工、充电、浮充电、电力合闸用等各种直流电源也可以根据这一原理进行改造, 成为"开关变换类电源",其主要材料可以节约90%或更高,还可节电30%或更多。由于功率电子器件工作频率上限的逐步提高,促使许多原来采用电子管的传统高频设备固态化,带来显著节能、节水、节约材料的经济效益,更可体现技术含量的价值。

       模块化

       模块化有两方面的含义,其一是指功率器件的模块化,其二是指电源单元的模块化。我们常见的器件模块,含有一单元、两单元、六单元直至七元,包括开关器件和与之反并联的续流二极管,实质上都属于"标准"功率模块(SPM)。有些公司把开关器件的驱动保护电路也装到功率模块中去,构成了"智能化"功率模块(IPM),不但缩小了整机的体积,更方便了整机的设计制造。实际上,由于频率的不断提高,致使引线寄生电感、寄生电容的影响愈加严重,对器件造成更大的电应力(表现为过电压、过电流毛刺)。为了提高系统的可靠性,有些制造商开发了"用户专用"功率模块(ASPM),它把一台整机的几乎所有硬件都以芯片的形式安装到一个模块中,使元器件之间不再有传统的引线连接,这样的模块经过严格、合理的热、电、机械方面的设计,达到优化完美的境地。它类似于微电子中的用户专用集成电路(ASIC)。只要把控制软件写入该模块中的微处理器芯片,再把整个模块固定在相应的散热器上,就构成一台新型的开关电源装置。由此可见,模块化的目的不仅在于使用方便,缩小整机体积,更重要的是取消传统连线,把寄生参数降到最小,从而把器件承受的电应力降至最低,提高系统的可靠性。另外,大功率的开关电源,由于器件容量的限制和增加冗余提高可靠性方面的考虑,一般采用多个独立的模块单元并联工作,采用均流技术,所有模块共同分担负载电流,一旦其中某个模块失效,其它模块再平均分担负载电流。这样,不但提高了功率容量, 在有限的器件容量的情况下满足了大电流输出的要求, 而且通过增加相对整个系统来说功率很小的冗余电源模块,极大的提高系统可靠性,即使万一出现单模块故障,也不会影响系统的正常工作,而且为修复提供充分的时间。

       数字化

       在传统功率电子技术中,控制部分是按模拟信号来设计和工作的。在六、七十年代,电力电子技术完全是建立在模拟电路基础上的。但是,数字式信号、数字电路显得越来越重要,数字信号处理技术日趋完善成熟,显示出越来越多的优点:便于计算机处理控制、避免模拟信号的畸变失真、减小杂散信号的干扰(提高抗干扰能力)、便于软件包调试和遥感遥测遥调,也便于自诊断、容错等技术的植入。所以,在八、九十年代,对于各类电路和系统的设计来说,模拟技术还是有用的,特别是:诸如印制版的布图、电磁兼容(EMC)问题以及功率因数修正(PFC)等问题的解决,离不开模拟技术的知识,但是对于智能化的开关电源,需要用计算机控制时,数字化技术就离不开了。

       开关控制稳压原理

       开关K以一定的时间间隔重复地接通和断开，在开关K接通时，输入电源E通过开关K和滤波电路提供给负载RL，在整个开关接通期间，电源E向负载提供能量;当开关K断开时，输入电源E便中断了能量的提供。可见，输入电源向负载提供能量是断续的，为使负载能得到连续的能量提供，开关稳压电源必须要有一套储能装置，在开关接通时将一部份能量储存起来，在开关断开时，向负载释放。图中，由电感L、电容C2和二极管D组成的电路，就具有这种功能。电感L用以储存能量，在开关断开时，储存在电感L中的能量通过二极管D释放给负载，使负载得到连续而稳定的能量，因二极管D使负载电流连续不断，所以称为续流二极管。在AB间的电压平均值EAB可用下式表示:

       EAB=TON/T*E

       式中TON为开关每次接通的时间，T为开关通断的工作周期(即开关接通时间TON和关断时间TOFF之和)。

       由式可知，改变开关接通时间和工作周期的比例，AB间电压的平均值也随之改变，因此，随着负载及输入电源电压的变化自动调整TON和T的比例便能使输出电压V0维持不变。改变接通时间TON和工作周期比例亦即改变脉冲的占空比，这种方法称为"时间比率控制"(Time Ratio Control,缩写为TRC)。

       高频开关电源(也称为开关型整流器SMR)是通过MOSFET或IGBT的高频工作的电源，开关频率一般控制在50-100kHz范围内，实现高效率和小型化。

       高频开关电源柜与直流屏区别在于：
       高频开关电源柜是过去生产的一种高频电源类似现在的开关电源，而直流屏是即有整流稳压又配有电瓶在有无市电都可以提供直流操作电源的柜子。

       直流屏为控制负荷和动力负荷以及直流事故照明负荷等提供电源，是当代电力系统控制、保护的基础。直流屏由交配电单元、充电模块单元、降压硅链单元、直流馈电单元、配电监控单元、监控模块单元及绝缘监测单元组成。

       低压接地电阻柜是0.22KV~0.66KV低压系统中接地用电阻成套装置。为了提高0.66/0.38/0.22(KV)低压用电系统供电质量，减少因发生接地故障时引起的设备断电，发电厂的主厂房内低压用电系统应该采用高阻接地，这样不仅避免了单相接地时不必立即跳闸，而且当采用熔断器作为保护电器从而减少用电设备运行时烧毁的机率。

       以前低压系统主要采用直接接地方式或不接地方式。当发生单相接地故障时，直接接地系统的中性点电压保持不变，但是系统中性点电流过大，容易使绝缘击穿，烧毁中性点系统。如果系统采用不接地方式时，产生的过电压是额定电压的N倍，由于弧光和铁磁谐振过电压使非故障相的相电压升高数倍，这对用电设备的绝缘和热稳定都构成威胁。

       我国的《煤矿用电安全规程》明确规定:中性点直接接地的变压器及发电机不允许直接向井下供电。也就是说，煤矿井下电网的中性点不允许直接接地。原来主要用消弧线圈方式接地，随着技术的跟进主要采用接地电阻方式。

       当安装中性点接地电阻柜后，发生非金属性接地时，受接地点电阻的影响，流过接地点和中性点的电流有显著降低，同时非故障相电压上升也显著降低，零序电压值约为单相金属性接地的30%

       (1) 微机消谐装置的主机部分:消谐装置的指挥控制中心 CPU采用最新高性能的单片机构成,运算速度快、控制能力强,运行安全可靠等特点。系统设置看门狗电路,可防止系统运行或干 扰造成的死机现象,设备可以长期可靠运行;
       (2) 微机消谐装置的电源部分:消谐装置采用高频开关电源,具有抗干扰能力强、允许输入电压波动范围大等特点。输入电压范围宽,可以交,直流使用。
　　(3) 内置大容量程序存贮器EPROM,存贮各类 操作指令;
　　(4) 内置大容量数据存贮器RAM,存贮各类数 据运算结果、相关内容等;
　　(5) 数据采集部分:是将外界采集的模拟量转换为 数字量以备计算机处理;
　　(6) 显示部分:大屏幕汉字液晶屏幕,作时钟用, 发生故障时,显示相关故障信息;
　　(7) 消谐控制部分:当发生各种铁磁谐振时,控制启动大功率固态继电器,快速消除各种故障。

       XZ-MAX系列微机消谐装置是我公司针对66KV及以下电压等级的中性点不接地或经电阻、消弧线圈接地系统，由于铁磁谐振而时常发生的电压互感器（PT）烧毁甚至爆炸的恶性事故，研制生产的新型智能消谐装置。装置利用抗干扰能力强的AVR 单片机作为检测和控制的核心元件；采用大功率、无触点元件消谐；以液晶显示器（LCD）、信号指示灯；配以最先进的智能化软件，动作更可靠、操作更简单、更直观、更准确。

       风冷控制柜主要针对大型油浸风冷变压器所设计,采用人性化设计,可以完全适应室外变压器恶劣的环境,高的可靠性要求,性能稳定、操作方便、安全可靠。该产品适用于电力变压器只有信号温度计的工况,也适用于电力变压器具有信号温度计和绕组温度计的工况,动力电源采用双电源供电,由选择开关选择其中一路作为工作电源回路,另一路作为备用电源回路。当工作电源回路出现断电、缺相、过载、短路、欠压等故障时,送出电源故障信号,备用电源回路自动投入,保证冷却风扇或油泵正常运行。
       在电力、化工、铸造、材料加工等领域广泛使用的动力系统中,直流电动机直接启动时对其的冲击较大,极易造成电动机线圈烧埙、损坏充电器、主回路断路等现象,使设备无法正常运行。风冷控制柜适用于各种直流电机起停时候的智能控制,应用于火电厂中各种直流油泵的控制,作为传统控制方式的更新换代产品,风冷控制柜具有工作原理先进,安全可靠,结构简单,故障率低,维护方便等特点。

       变压器风冷控制柜主要是利用流动的水或空气带走变压器油中的热量,达到降低变压器温度的目的,主变在运行状态下,变压器油通过油泵送至冷却器,冷却水经过阀门控制对冷却器中的变压器油降温,降温后的变压器油重新送入变压器,循环往复。 冷却系统共6台冷却器,按2、1、2、1方式投运:两台长期值班运行(值班时间可调);变压器风冷控制系统第三台在负荷增加、温度升高至60度时投运;第四、五台在温度升高至70度时投运;第六台停运备用
       变压器风冷控制柜首先进行的就是对变压器上层油温进行的温度采集工作,变压器的温度采集是由变压器的温度控制器来实现的,其中包括铂电极,传感器以及变送器,经过温度控制器输出的信号进入变送器,变送器送出一个4-20毫安的电流信号,然后将此电流信号通过控制芯片上的电阻元件实现电流电压信号的转换,转换后的电压是在0.4一2伏特之间,然后进行信号处理。

       直流油泵控制柜采用PWM新型脉宽调制技术,控制功率器件IGBT的开通或关断时间,通过电流负反馈闭环线性调节和控制,实现了对直流电动机的平滑无级起、停控制;并且可以将启动电流控制在额定电流以内,对直流系统和电动机无任何冲击。直流油泵控制柜通过接收就地起动、就地停止、远方起动、远方停止、热工控制等信号来工作,具有过流、过压、失磁、温度等保护,充分保证了装置的可靠运行和系统安全。
       智能直流油泵控制柜系统具有精度高、体积小、重量轻、效率高、输出纹波、谐波失真小、防护措施齐全、可靠性高及自动化程度高的特点,投入运行响应迅速,并能在运行中可靠、直观地监测直流电机运行的各种关键数据。可以根据各种电机规格型号的不同,自由设置运行参数、限制启动电流和规定启动时间,按理想电机的控制模式来监控电机的运行,极大的提高了备用润滑泵、冷却泵运行的可靠性,并可适用于各种配置镉镍蓄电池、防酸蓄电池及阀控式铅酸电池的直流供电场所,设备在待机和运行过程可实现无人值守。

       电源滤波器是由电容、电感和电阻组成的滤波电路，又名“电源EMI滤波器”，或是“EMI电源滤波器”，一种无源双向网络，它的一端是电源，另一端是负载。电源滤波器的原理就是一种——阻抗适配网络：电源滤波器输入、输出侧与电源和负载侧的阻抗适配越大，对电磁干扰的衰减就越有效。滤波器可以对电源线中特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除，得到一个特定频率的电源信号，或消除一个特定频率后的电源信号。
       1、电源滤波器的不能存在电磁耦合路径
       ①电源输入线过长；
       ②电源滤波器的输入线和输出线靠的过近。
       此两种都是不正确的安装方式，问题的本质在于，滤波器的输入端电线和它的输出端电线之间存在有明显的电磁耦合路径。这样一来，存在于滤波器某一端的EMI信号会逃脱滤波器对它的抑制，不经过滤波器的衰减而直接耦合到滤波器的另一端去。因此滤波器输入与输出先需有效分开。
       另外，如上述两种把电源滤波器都是安装在设备屏蔽的内部，设备内部电路及元件上的EMI 信号会因辐射在滤波器的（电源）端引线上生成EMI 信号而直接耦合到设备外面去，使设备屏蔽丧失对内部元件和电路产生的EMI 辐射的抑制。当然，如果滤波器（电源）上存在有EMI 信号，也会因辐射而耦合到设备内部的元件和电路上，从而破坏滤波器和屏蔽对EMI 信号的抑制作用。所以起不到效果。
       2、不能将线缆捆扎在一块
       一般来说，在电子设备或系统内安装电源滤波器时要注意的是，在捆扎设备电缆时，千万不能把滤波器（电源）端和（负载）端的电线捆扎在一起，因为这无疑加剧了滤波器输入输出端之间的电磁耦合，严重破坏了滤波器和设备屏蔽对EMI 信号的抑制能力。
       3、要尽量避免使用长接地线
       电源滤波器输出端连接变频器或电机的接线长度不超过30厘米为宜。
       因为过长的接地线意味着大大增加接地电感和电阻，它会严重破坏滤波器的共模抑制能力。较好方法是，用金属螺钉与星形弹簧垫圈把滤波器的屏蔽牢牢地固定在设备电源入口处的机壳上。
       4、电源滤波器输入线、输出线必须拉开距离
       电源滤波器输入线、输出线必须拉开距离，切忌并行，以免降低滤波器效能。
       5、电源滤波器外壳与机箱壳必须良好接触
       变频器专用滤波器金属壳与机箱壳必须保证良好面接触，并将接地线接好。
       6、电源滤波器的连接线宜选用双绞线
       电源滤波器的输入、输出连接线以选用屏蔽双绞线为佳，它可有效消除部分高频干扰信号。

       在早期的机房中，通常采用将220V交流电源经过整流，为48V电池组充电，由电池组直接给程控交换机供电。随着计算机网络和通信网络在电信机房的应用，需要为其提供高质量的220V的交流电源。由于有现有的48V电池组，所以通常采用电池组+逆变器的方法，将48V直流变换为220V交流电源为网络供电。

       机房中，UPS（不间断供电系统）最重要的作用就是不间断供电，当市电网符合输入范围时，经过AC/DC，DC/AC双重变换，向负载供电，当市电网超限时，由电池向负载供电，当UPS故障或过载时由旁路电源向负载供电。维护时还可以通过手动维修旁路开关对UPS进行在线维护。而电池组+逆变器的供电方式，当电池组出现故障需要更换时，必须使系统间断，这会对系统造成巨大的损失。UPS的不间断作用是电池组+逆变器无法替代的。

       UPS在房中的作用是实现双路电源的不间断相互切换，提供一定时间的后备时间，稳压，稳频，隔离干扰等。它能够将瞬间间断，谐波干扰，电压波动，频率波动，浪涌等电网干扰阻挡在负载之前。由于UPS自身逆变器的输入直流总线和外接电池组均与用户原有的48V通信电源无任何直接的电气连接，所以不会对程控机产生任何传导干扰。另外，UPS为防止对外的辐射干扰，通常采用钢板式框架结构,在UPS内衬2mm厚不锈钢板的外部设计的流线型塑料外壳，在保持了优美外形的同时，消除了对其它设备的辐射干扰。在它的输入输出端采用了RFI滤波器，使得向负载提供的是经过净化的交流电源。