摘要：文章从开关电源节能的重要意义分析入手，论述了冷关断技术在开关电源节能中的应用。期望通过本文的研究能够对开关电源运行能耗的降低有所帮助。
关键词：开关电源；冷关断；节能
一、开关电源节能的重要意义
现如今，电能已经成为人类社会发展中不可或缺的能源之一，节能降耗具有重要的现实意义，基于这一前提，必须对电能进行合理使用。电源作为用电设备的核心部件，其作用不言而喻，以往使用的线性电源不但工作效率偏低，而且能耗较高，不符合节能要求。开关电源作为一种新型的电源，是以功率半导体器件为主控器件，对开关的导通与关断进行控制，保证输出电压的稳定性。开关电源以其自身所具备的诸多优点，如工作效率高、体积小等，正逐步取代线性电源。从开关电源的发展趋势上看，其相关产品朝着小型化、高频化的方向发展。虽然开关电源的能耗要低于传统的线性电源，但在工作过程中，也或多或少地存在一定的电能损耗，并且电能的损耗程度与开关电源的频率成正比，即频率越高，损耗越大。鉴于此，应当采取合理可行的技术措施对开关电源进行节能，以此来提高开关电源的工作效率。
二、冷关断技术在开关电源节能中的应用
冷关断是开关电源节能中效果较好的一种技术，该技术归属于整流模块休眠技术的范畴，可将之作为无休眠功能开关电源的节能措施。由于冷关断对整流模块无任何要求，从而使其适用范围非常广，尤其适合一些容量较小的开关电源系统。冷关断是通过控制器来实现开关电源节能。
（一）冷关断控制器的节能原理
控制器可以通过自动控制的方式，对开关电源整流模块的导通和关断进行控制，由此可以降低能耗。对于开关电源而言，控制器是独立的存在，其并不依赖于开关电源中的监控单元，借助预设区间，控制器能够针对负载情况对整流器的数量进行判断，通过对继电器的控制，完成市电输入的通断，以冷备份的方式使开关电源进行休眠状态，从而达到节能降耗的目标。
（二）冷关断的技术优势
对于开关电源而言，冷关断在节能方面的技术优势体现在如下几个方面：（1）安全性好。冷关断以控制器对开关电源的整流模块交流输入电源的导通与关断进行控制，使开关电源自动进入休眠状态。当开关电源处于休眠模式时，整流模块为断电状态，如果某个整流模块发生故障，并不会出现无法自动打开的现象。同时，常闭型接触器的加入，使得控制器在失效状态下，也不会对电流输出造成任何影响，从而使开关电源的运行安全性得到保障。（2）可靠性高。冷关断控制器完全独立于开关电源的监控单元，其拥有自己的数据采集和控制系统，也就是说，监控单元不会对控制器的运行产生任何影响，只要开关电源的整流模块正常，控制器的作用就可以充分发挥，从而达到节能的效果。正因如此，使得冷关断控制器在节能方面具有了较高的可靠性。（3）便于实施。由于冷关断控制器不需要对开关电源进行改造，所以不同厂家和不同型号的开关电源均可以采用，由此简化了重复的环节，使得整个实施过程变得更加简单、方便。（4）节能效果好。冷关断控制器本身的功耗非常低，并且是以整流模块交流输入电源的导通与关断的控制来实现节能，与其他的节能方式相比，节能效果更好，50A的整流模块能够节省20-25W，并且进入休眠状态的整流模块越多，节约的电能就越多。
（三）冷关断节能的实现过程
在开关电源节能中对冷关断控制器进行应用时，具体的实现过程如下：（1）控制整流模块关闭。冷关断控制器上的数据采集装置会对开关电源中整流模块的负载情况进行实时采集，当整流模块的负载率低于设定值时，控制器便会向整流模块的继电器发出控制指令，从而使继电器动作，将整流模块交流输入电源断开，这样一来模块便会进入到关闭状态，处于关闭状态的整流模块不会消耗电能。（2）控制整流模块自动开启。冷关断控制器能够按照开关电源的负荷情况，控制整流模块自动开启，具体的实现过程如下：当开关电源中的负载率超过设定值后，控制器会向整流模块的继电器发出控制指令，使继电器接通交流输入电源，这样处于冗余状态的整流模块便会开启，从而使开关电源保持稳定运行。（3）自动退出。为了保证开关电源的运行稳定性，在应用冷关断实现节能的过程中，需要采用相应的安全保护措施，确保在一些特殊情况下，开关电源能够正常工作。应当使开关电源中至少有一个整流模块始终保持运行，如果整流模块、冷关断控制器出现故障，或是市电发生异常时，开关电源可以自行取消整流模块的休眠状态，使其投入工作，待故障和异常解决后，再由控制器进行控制，由此能够提升整个开关电源的运行稳定性。（4）模块轮换。可以按照负载的变化情况，对开关电源整流模块的冷关断数量进行动态调整，并使各个整流模块进行轮换休眠和工作，由此能够在节能的同时，延长整流模块的使用寿命。
（四）节能效益
以某通信基站为例，该基站采用的是一体化开关电源，共有4台整流器，热损耗约为540W。下面对该基站的开关电源应用冷关断技术后的节能效益进行测算，当控制器正式投入运行后，按负载电流大小，开启1台整流器，其余3台处于休眠状态，此时开关电源的工作效率可以达到90%以上，热损耗降至240W，节约热损耗300W，一天可以节约电能7.2kWh，节能效果非常明显。
三、结论
综上所述，开关电源的运行中，其能耗会随着频率的增大而增大，在一些场合中，开关电源的频率较高，其能耗相对较大。为实现节能降耗的目标，可在开关电源中，对冷关断技术进行合理运用，由此可使开关电源的能耗大幅度降低。
参考文献
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作者:吕鹏涛 张秋霞 雷佳 单位:陕西省电子技术研究所