大功率开关电源能量压缩解析         

大功率开关电源的工作.就其实质而言.是能量的压缩.能最压缩

就是在空间和时间上增加能量密度的过程。能团从原来T1时

刻的体积V1，经过压缩，变成T2时刻的体积V2。 大功率开

关电源的工作.就其实质而言.是能量的压缩.能最压缩就是在空

间和时间上增加能量密度的过程。能团从原来T1时刻的体积

V1，经过压缩，变成T2时刻的体积V2。显然，纯空间的压缩

能量，只能增大能量的体密度；而时间上的能量压缩.却能提

高功率，因此在大功率开关电源中.欲使能量密度增加，应当

在空间上压缩能量；要想提高功率.应当在时间上压缩能

量。         

(1)在空间上能量的压缩        

在空间上压缩能量.即减小其体积.是一种线性压缩过程。在大

功率开关电源中.在空间上压缩能量包括提高初级能量的储能

密度.以及选用合适的中间储能和脉冲形成系统并提高它的储

能密度.欲使储能密度提高，对电容储能，应设法提高允许使

用的电场强度，从而减小体积。对电感储能，应当提高电感

器材料抗电磁力的机械强度，以减小体积。对于机械能的初

级能源，应当增大转动惯量.对核能的初级能源，应当缩小反

应堆体积.对化学能源，应取用储能密度高、反应效率高的化

学燃料。在初级能源以及中间储能和脉冲形成系统一经选

定，并采用了上述相应的提高储能密度措施之后，大功率开

关电源的空间能量压缩就达到了极限。       

 (2)在时间上能量的压缩       

在绝大多数大功率开关电源中，更有意义的是在时间上压缩

能量.在时间上压缩能量是一个非线性过程.在能量守恒条件

下，在时间上压缩能量.从而提高功率，其实质是缩短释能时

间。要想缩短释能时间，必须在储能元件和受能元件之间增

添第三物体(压缩元件)。在某些大功率开关电源中，

第三物体常是中间储能和脉冲成形系统，或者是开关转换系

统。只有第三物体存在，才有可能互补地压缩能量。        

(3)在时间和空间上能量的同时压缩       

这种情况在某些大功率开关电源中时而有之.例如第三章中的

磁通压缩发生器，化学能产生的外力做功压缩磁通，使磁能

体积随时间变小，即能量在空间和时间上同时被压缩。        

总之，大功率开关电源的工作是基于能量压缩的基本原理.认

识能量压缩有助于理解大功率开关电源的本质