1引言

現代電子工業的發展促進了電源業的發展，任何電子設備都離不開各種精度的電源。電源轉換器能將各種電壓轉換為用戶需要的電壓，比如：電力變壓器能將輸送的千伏高壓交流電轉換為正常使用的市電；各種充電機、以及工業和通信用供電模塊，能將交流或直流電壓轉換為用戶要求直流或交流電壓，這種設備都是提供電能轉換的電源轉換器。相比較信號級的轉換器電能轉換器的功率要大得多，從幾瓦到幾十千瓦，他們的工作伴隨巨大的能量轉換。在電源設備生產過程中，對電源設備進行例行測試老化是檢驗設備的必要環節，可以提高電源設備的可靠性，降低工廠的返工和擔保成本。但由于設備老化同時也增加了生產的電力消耗成本。通常情況下，設備的例行老化是讓設備接上模擬負載進行模擬工作，當然能量就消耗在模擬負載上，這種消耗通常沒有得到最佳的利用。本文根據電源轉換器是將電能轉換為不同等級電能的特點，提出通過能量反饋實現大部分能量的循環利用，從而實現節能" title="節能">節能的目的。如何節能，減少能源消耗是人們一直追求的目標，在建設節約型社會的今天，節能降耗的意義更顯重要。

2工作原理

電源轉換器能將電能加工為需要的電能，它的例行老化使用只要在電源轉換器的輸出端連接合適的電阻負載或等效阻抗的用電設備讓其保證一定的負荷工作即可。如圖1所示：輸入電壓Vin被電源轉換器轉換為Vout加在電阻負載上，在例行工作時，電源轉換器消耗功率（未計算轉換過程損耗）為 Po="Vout2" /R1 。
 

圖1 轉換器工作示意圖

這種情況下，電能消耗沒有得到任何利用，就直接轉化為熱能從電阻負載上散發出去，是對電能的一種嚴重浪費。

要實現節能循環利用，主要考慮將消耗在電阻負載上的能量更加合理的利用。如果能將輸出電壓Vout再還原為輸入電壓Vin，則輸出電能轉換為輸入的電能，便可以實現電能的循環利用，如圖2所示：將原有轉換器的電阻負載R1用等效輸入阻抗的轉換器2取代，轉換器2的輸出接轉換器1的輸入。則與R1等效輸入阻抗的轉換器2從轉換器1輸出端消耗的能量被轉換到轉換器1的輸入端，再經轉換器1又到轉換器2的輸入端，實現了能量的循環利用。如果在理想情況下，沒有轉換損耗，則系統可以自循環工作。當然這是無法實現的，所以在能量分析時，要引入轉換過程的消耗。
 

圖2轉換器能量循環" title="能量循環">能量循環示意圖

　
對以上兩種工作模式下的能量消耗做如下分析：

第一種工作模式是在沒有能量循環的情況下，Pi為轉換器的輸入能量，Pw為電源轉換器轉換過程中的消耗能量，Po為轉換器消耗在電阻負載上的輸出能量。假定轉換器的轉換效率為80%時，于是可設轉換器在轉換過程消耗的能量為Pw=25% Po，則整體總能量消耗也就是轉換器的輸入能量Pi=Po+Pw=1.25Po。

Pwf

第二種工作模式是引入能量反饋的情況下，能量轉換如圖3所示：轉換器1為需要例行使用的電源轉換器，轉換器2為用于能量反饋的轉換器，Pi為系統外給轉換器1的輸入能量，Pw為轉換器1轉換過程中的消耗能量，Po為例行使用電源轉換器1正常應輸出的能量，同時也是轉換器2的輸入能量；Pwf為用于能量反饋的轉換器2轉換過程中的消耗能量，Pf為轉換器2反饋給電源轉換器1的能量。

圖3 有反饋模式的能量轉換圖

　
假設電源轉換器1和轉換器2的轉換效率都為80%，則轉換器1轉換過程消耗能量同模式1為：Pw=25%Po，由轉換器的轉換效率得轉換器2轉換過程的消耗能量：Pwf=20%Po,根據能量守衡定律，則整體總消耗能量：Pi=Pw+Pwf=25%Po+20%Po=45%Po。

從以上兩種模式情況下，能量消耗分析可以得出結論，采用具有能量反饋的工作模式進行例行老化使用時，所消耗的能量只要工作能量的0.45，相比較沒有能量反饋的例行老化使用，總消耗能量為工作能量的1.25倍.因此具有能量反饋的例行老化使用模式節約能源。

3系統實現

從以上兩種工作模式分析所得，可以利用能量反饋形成能量循環系統，減少能量消耗，系統工作可由圖4示意，包括三個部分：

圖4 能量反饋系統實現示意圖

a) 電源部分，為系統提供外在激勵源；

b) 轉換器部分為需要例行老化的電源設備，將輸入電源電壓轉換為需要輸出電壓；

c) 能量反饋部分可將轉換器的輸出電壓轉換為轉換器的輸入電壓。