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开关电源的发展

发布时间:2019/06/12

1。 电力电子技术的发展 这篇文章的地址是。 eepw。 com。 cn/article/175619通信产业的快速发展极大地促进了通信电源的发展通信用高频开关电源 html文件的后缀 现代电力电子技术的发展方向正在从主要处理低频技术问题的传统电力电子向主要处理高频技术问题的现代电力电子转变3个直流到直流(DC/DC)转换器该模块采用高频脉宽调制技术,开关频率约为500千赫,功率密度为5W~不间断电源是一种高可靠性、高性能的电源,是计算机、通信系统和需要不间断电源的场合所必需的0W/in3 电力电子技术始于DC/DC转换器将固定的DC电压转换成可变的DC电压0世纪50年代末和60年代初的硅整流器件4不间断电源 它的发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和逆变器时代,推动了电力电子技术在许多新领域的应用降低了电源噪声,提高了效率和可靠性超小型不间断电源的发展也非常迅速,0 80年代末90年代初发展起来的功率半导体复合器件,以功率场效应晶体管和IGBT为代表,集高频、高压和大电流于一体,表明传统的功率电子技术已经进入现代功率电子时代。 1。1整流器时代 大功率工业用电由工频(50Hz)交流发电机提供,但约频率0%的电力以直流电的形式消耗,其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电电解)、牵引(电力机车、电力内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)。)和直流传输(轧钢、造纸等。)。大功率硅整流器可以有效地将工频交流电转换成直流电。因此,大功率硅整流器和晶闸管的开发和应用在20世纪60年代和70年代得到了极大的发展。当时,全国各地出现了大规模硅整流厂的热潮。目前,国内大大小小的制造硅整流器的半导体工厂都是当时的产品。 1。2逆变器时代 20世纪70年代,世界发生了一场能源危机。交流电机因其显著的节能效果而迅速发展。变频调速的关键技术是将直流电转换成0 ~ 100赫兹的交流电。从70年代到80年代,随着变频调速装置的普及,用于大功率逆变器的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和栅极关断晶闸管(GT0)成为当时电力电子器件的主导。类似的应用包括高压DC输出、静态无功功率动态补偿等。此时,电力电子技术已经能够实现整流和逆变,但工作频率相对较低,仅限于中低频范围。 1。3逆变器时代 20世纪80年代,大规模和超大规模集成电路技术的快速发展为现代电力电子技术的发展奠定了基础。集成电路技术和高电压大电流技术的精细加工技术有机结合,出现了一批全新的全控功率器件,首先是功率M0SFET,导致中小电源向高频发展,然后是绝缘栅双极晶体管(IGBT)的出现,为大中型电源向高频发展带来了机遇。场效应晶体管和IGBT相继问世,标志着传统电力电子向现代电力电子的转变。据统计,到1995年底,电力M0SFET和GTR在电力半导体器件市场的份额已经达到同等水平,而用IGBT取代GTR已经成为电力电子领域的最终结论。新器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了更高的频率,使其性能更加完善可靠,而且使现代电子技术亿发娱乐不断向高频发展,为电气设备高效节能、实现轻量化、机电一体化和智能化提供了重要的技术基础。 2。 现代电力电子的应用领域 2。1高效绿色计算机电源 计算机技术的飞速发展将人类带入了信息社会,也促进了电力技术的快速发展。在八十年代,计算机完全采用开关电源,并率先取代计算机电源。然后开关电源技术相继进入电子电气设备领域。 随着计算机技术的发展,绿色计算机和绿色电源应运而生。根据美国环境保护署1992年6月17日发布的“能源之星计划(Energy Star Plan),如果台式个人电脑或相关外围设备在睡眠期间的功耗低于30W,则可以满足绿色电脑的要求。提高能效是降低功耗的根本途径。就当前75%效率的200瓦开关电源而言,电源本身消耗50瓦能量。。。2。 2。高频小型化开关电源及其技术已经成为现代通信电源系统的主流 在通信领域,整流器通常被称为一次电源,而直流到直流(DC/DC)转换器被称为二次电源。主电源用于将单相或三相交流电网转换成标称值为48V的DC电源。目前,在程控交换机的一次电源中,传统的相控稳压电源已被高频开关电源取代。高频开关电源(也称为开关整流器SMR)通过场效应晶体管或IGBT的高频工作,开关频率一般控制在50-100千赫范围内,实现高效率和小型化。近年来,开关整流器的功率容量不断扩大,单机容量从48V/12增加。5A、48V/20A至48V/200A、48V/400A。由于通信设备中使用的集成电路种类繁多,并且它们的电源电压不同,所以在通信电源系统中使用高功率密度的高频DC-DC隔离电源模块,将中间总线电压(通常为48V DC)转换成各种所需的DC电压,从而大大降低了损耗,便于维护,并且非常便于安装和增加。。通常,它可以直接安装在标准控制板上。 对二次电源的要求是高功率密度。由于通信容量的不断增加,通信电源容量也将继续增加。。。2。 2。该技术广泛应用于无轨电车、地铁列车和电动车的无级变速和控制 同时,上述控制实现了快速、稳定、快速响应的性能,同时收到了节约电能的效果。用DC斩波器代替变阻器可以节约电能(20 ~ 30%)。DC斩波器不仅能调节电压(开关电源),还能有效抑制电网侧的谐波电流噪声。。。通信电源的二次电源DC/DC转换器已经商业化。 随着大规模集成电路的发展,电源模块需要小型化。因此,有必要不断提高开关频率,采用新的电路拓扑。目前,一些公司已经开发和生产了使用零电流开关和零电压开关技术的二次电源模块,功率密度已经大大提高。。。2。 2。交流电源输入通过整流器转换成DC,一部分能量为电池组充电,另一部分能量通过逆变器转换成交流,并通过转换开关发送到负载 即使逆变器发生故障,为了向负载提供能量,通过电源转换开关实现另一个备用电源。。。现代不间断电源一般采用脉宽调制技术、电源M0SFET、IGBT等现代电力电子设备。 微处理器软硬件技术的引入可以实现不间断电源的智能管理、远程维护和远程诊断。。。目前,在线不间断电源的最大容量可达600千伏安。 5kVA、lVA、2kVA、3kVA等各种规格的产品。2。5逆变器电源。 2。逆变电源主电路采用交流-DC-交流方案 通过整流器将工频电源转换成固定的直流电压,然后由大功率晶体管或IGBT组成的脉宽调制高频转换器将直流电压反向转换成电压和频率可变的交流输出,其输出波形类似正弦波,用于驱动交流异步电机实现无级调速。400千伏安以下的逆变电源系列已在世界范围内发布。20世纪80年代初,日本东芝公司率先将交流变频技术应用于空调。到1997年,其份额已经达到日本国内空调的70%以上。 变频空调具有舒适、节能等优点。20世纪90年代初,中国开始研究变频空调。1996年,生产变频空调的生产线被引进,逐渐成为变频空调开发和生产的热点。预计在2000年左右达到高潮。除变频电源外,变频空调还需要适用于变频调速的压缩机电机。控制策略的优化和功能部件的选择是空调变频电源发展的进一步发展方向。。。。。