1 計算機高功率綠色電源模塊
高速開(kāi)展的計算機技能帶領(lǐng)人類(lèi)進(jìn)入了信息社會(huì ),一起也促進(jìn)了電源模塊技能的敏捷開(kāi)展。八十年代,計算機全面選用了開(kāi)關(guān)電源,首先完結計算機電源換代。接著(zhù)開(kāi)關(guān)電源技能相繼進(jìn)人了電子、電器設備范疇。
計算機技能的開(kāi)展,提出綠色電腦和綠色電源模塊。綠色電腦泛指對環(huán)境無(wú)害的個(gè)人電腦和相關(guān)產(chǎn)品，綠色電源系指與綠色電腦相關(guān)的高效省電電源,根據美國環(huán)境保護署l992年6月17日“動(dòng)力之星"計劃規定,桌上型個(gè)人電腦或相關(guān)的外圍設備,在睡覺(jué)狀況下的耗電量若小于30瓦,就契合綠色電腦的要求,進(jìn)步電源功率是下降電源耗費的根本途徑。就現在功率為75%的200瓦開(kāi)關(guān)電源而言,電源本身要耗費50瓦的動(dòng)力。
2 通訊譽(yù)高頻開(kāi)關(guān)電源模塊
通訊業(yè)的敏捷開(kāi)展極大的推進(jìn)了通訊電源的開(kāi)展。高頻小型化的開(kāi)關(guān)電源及其技能已成為現代通訊供電體系的干流。在通訊范疇中,通常將整流器稱(chēng)為一次電源,而將直流-直流(DC/DC)改換器稱(chēng)為二次電源。一次電源的效果是將單相或三相溝通電網(wǎng)改換成標稱(chēng)值為48V的直流電源?，F在在程控交換機用的一次電源中,傳統的相控式穩壓電源己被高頻開(kāi)關(guān)電源替代,高頻開(kāi)關(guān)電源(也稱(chēng)為開(kāi)關(guān)型整流器SMR)經(jīng)過(guò)MOSFET或IGBT的高頻作業(yè),開(kāi)關(guān)頻率一般操控在50-100kHz范圍內,完成高功率和小型化。近幾年,開(kāi)關(guān)整流器的功率容量不斷擴大,單機容量己從48V/12.5A、48V/20A擴大到48V/200A、48V/400A。
因通訊設備中所用集成電路的種類(lèi)繁復,其電源電壓也各不相同,在通訊供電體系中選用高功率密度的高頻DC-DC阻隔電源模塊,從中間母線(xiàn)電壓(一般為48V直流)改換成所需的各種直流電壓,這樣可大大減小損耗、便利保護,且設備、添加十分便利。一般都可直接裝在規范操控板上,對二次電源的要求是高功率密度。因通訊容量的不斷添加,通訊電源容量也將不斷添加。
3 直流-直流(DC/DC)改換器
DC/DC改換器將一個(gè)固定的直流電壓改換為可變的直流電壓,這種技能被廣泛運用于無(wú)軌電車(chē)、地鐵列車(chē)、電動(dòng)車(chē)的無(wú)級變速和操控,一起使上述操控取得加快平穩、快速響應的功用,并一起收到節省電能的效果。用直流斬波器替代變阻器可節省電能(20~30)%。直流斬波器不只能起調壓的效果(開(kāi)關(guān)電源), 一起還能起到有效地按捺電網(wǎng)側諧波電流噪聲的效果。
通訊電源的二次電源DC/DC改換器已商品化,模塊選用高頻PWM技能,開(kāi)關(guān)頻率在500kHz左右,功率密度為5W~20W/in3。跟著(zhù)大規模集成電路的開(kāi)展,要求電源模塊完成小型化,因而就要不斷進(jìn)步開(kāi)關(guān)頻率和選用新的電路拓撲結構,現在已有一些公司研發(fā)出產(chǎn)了選用零電流開(kāi)關(guān)和零電壓開(kāi)關(guān)技能的二次電源模塊,功率密度有較大幅度的進(jìn)步。
4 不間斷電源(UPS)
不間斷電源(UPS)是計算機、通訊體系以及要求供給不能中止場(chǎng)合所有必要的一種高牢靠、高功用的電源。溝通市電輸入經(jīng)整流器變成直流,一部分能量給蓄電池組充電,另一部分能量經(jīng)逆變器變成溝通,經(jīng)轉換開(kāi)關(guān)送到負載。為了在逆變器毛病時(shí)仍能向負載供給能量,另一路備用電源經(jīng)過(guò)電源轉換開(kāi)關(guān)來(lái)完成。
現代UPS遍及了選用脈寬調制技能和功率M0SFET、IGBT等現代電力電子器材,電源的噪聲得以下降,而功率和牢靠性得以進(jìn)步。微處理器軟硬件技能的引進(jìn),可以完成對UPS的智能化辦理,進(jìn)行長(cháng)途保護和長(cháng)途確診。
現在在線(xiàn)式UPS的最大容量已可作到600kVA。超小型UPS開(kāi)展也很敏捷,已經(jīng)有0.5kVA、lVA、2kVA、3kVA等多種標準的產(chǎn)品?！?/span>
5 變頻器電源
變頻器電源主要用于溝通電機的變頻調速,其在電氣傳動(dòng)體系中占有的地位日趨重要,已取得巨大的節能效果。變頻器電源主電路均選用溝通-直流-溝通計劃。工頻電源經(jīng)過(guò)整流器變成固定的直流電壓,然后由大功率晶體管或IGBT組成的PWM高頻改換器, 將直流電壓逆變成電壓、頻率可變的溝通輸出,電源輸出波形近似于正弦波,用于驅動(dòng)溝通異步電動(dòng)機完成無(wú)級調速。
世界上400kVA以下的變頻器電源系列產(chǎn)品已經(jīng)面世。八十年代初期,日本東芝公司最先將溝通變頻調速技能運用于空調器中。至1997年,其占有率已到達日本家用空調的70%以上。變頻空調具有舒適、節能等長(cháng)處。國內于90年代初期開(kāi)端研討變頻空調,96年引進(jìn)出產(chǎn)線(xiàn)出產(chǎn)變頻空調器,逐步構成變頻空調開(kāi)發(fā)出產(chǎn)熱門(mén)。估計到2000年左右將構成高潮。變頻空調除了變頻電源外,還要求有適合于變頻調速的壓縮機電機。優(yōu)化操控戰略,精選功用組件,是空調變頻電源研發(fā)的進(jìn)一步開(kāi)展方向。
6 高頻逆變式整流焊機電源
高頻逆變式整流焊機電源是一種高功用、高效、省材的新式焊機電源,代表了當今焊機電源的開(kāi)展方向。因為IGBT大容量模塊的商用化,這種電源更有著(zhù)寬廣的運用遠景。
逆變焊機電源大都選用溝通-直流-溝通-直流(AC-DC-AC-DC)改換的辦法。50Hz溝通電經(jīng)全橋整流變成直流,IGBT組成的PWM高頻改換部分將直流電逆變成20kHz的高頻矩形波,經(jīng)高頻變壓器耦合, 整流濾波后成為安穩的直流,供電弧運用。
因為焊機電源的作業(yè)條件惡劣,頻繁的處于短路、燃弧、開(kāi)路替換改變之中,因而高頻逆變式整流焊機電源的作業(yè)牢靠性問(wèn)題成為最關(guān)鍵的問(wèn)題,也是用戶(hù)最關(guān)心的問(wèn)題。選用微處理器做為脈沖寬度調制(PWM)的相關(guān)操控器,經(jīng)過(guò)對多參數、多信息的提取與剖析,到達預知體系各種作業(yè)狀況的意圖,進(jìn)而提前對體系做出調整和處理,處理了現在大功率IGBT逆變電源牢靠性。
國外逆變焊機已可做到額外焊接電流300A,負載繼續率60%,全載電壓60~75V,電流調理范圍5~300A,分量29kg。
7 大功率開(kāi)關(guān)型高壓直流電源
大功率開(kāi)關(guān)型高壓直流電源廣泛運用于靜電除塵、水質(zhì)改進(jìn)、醫用X光機和CT機等大型設備。電壓高達50~l59kV,電流到達0.5A以上,功率可達100kW。
自從70年代開(kāi)端,日本的一些公司開(kāi)端選用逆變技能,將市電整流后逆變?yōu)?kHz左右的中頻,然后升壓。進(jìn)入80年代,高頻開(kāi)關(guān)電源技能敏捷開(kāi)展。德國西門(mén)子公司選用功率晶體管做主開(kāi)關(guān)元件,將電源的開(kāi)關(guān)頻率進(jìn)步到20kHz以上。并將干式變壓器技能成功的運用于高頻高壓電源,取消了高壓變壓器油箱,使變壓器體系的體積進(jìn)一步減小。
國內對靜電除塵高壓直流電源進(jìn)行了研發(fā),市電經(jīng)整流變?yōu)橹绷?選用全橋零電流開(kāi)關(guān)串聯(lián)諧振逆變電路將直流電壓逆變?yōu)楦哳l電壓,然后由高頻變壓器升壓,最終整流為直流高壓。在電阻負載條件下,輸出直流電壓到達55kV,電流到達15mA,作業(yè)頻率為25.6kHz。
8 電力有源濾波器
傳統的溝通-直流(AC-DC)改換器在投運時(shí),將向電網(wǎng)注入很多的諧波電流,引起諧波損耗和攪擾,一起還呈現設備網(wǎng)側功率因數惡化的現象,即所謂“電力公害”,例如,不可控整流加電容濾波時(shí),網(wǎng)側三次諧波含量可達(70~80)%,網(wǎng)側功率因數僅有0.5~0.6。
電力有源濾波器是一種能夠動(dòng)態(tài)按捺諧波的新式電力電子設備,能克服傳統LC濾波器的缺乏,是一種很有開(kāi)展前途的諧波按捺手法。濾波器由橋式開(kāi)關(guān)功率改換器和詳細操控電路構成。與傳統開(kāi)關(guān)電源的區別是:(l)不只反應輸出電壓,還反應輸入均勻電流; (2)電流環(huán)基準信號為電壓環(huán)差錯信號與全波整流電壓取樣信號之乘積。
9 分布式開(kāi)關(guān)電源供電體系
分布式電源供電體系選用小功率模塊和大規模操控集成電路作根本部件,使用最新理論和技能成果,組成積木式、智能化的大功率供電電源,然后使強電與弱電緊密結合,下降大功率元器材、大功率設備(會(huì )集式)的研發(fā)壓力,進(jìn)步出產(chǎn)功率。
八十年代初期,對分布式高頻開(kāi)關(guān)電源體系的研討根本會(huì )集在改換器并聯(lián)技能的研討上。八十年代中后期,跟著(zhù)高頻功率改換技能的迅述開(kāi)展，各種改換器拓撲結構相繼呈現,結合大規模集成電路和功率元器材技能,使中小功率設備的集成成為可能,然后敏捷地推進(jìn)了分布式高頻開(kāi)關(guān)電源體系研討的展開(kāi)。自八十年代后期開(kāi)端,這一方向已成為世界電力電子學(xué)界的研討熱門(mén),論文數量逐年添加，運用范疇不斷擴大。
分布供電方法具有節能、牢靠、高效、經(jīng)濟和保護便利等長(cháng)處。已被大型計算機、通訊設備、航空航天、工業(yè)操控等體系逐步采用,也是超高速型集成電路的低電壓電源(3.3V)的最為抱負的供電方法。在大功率場(chǎng)合,如電鍍、電解電源、電力機車(chē)牽引電源、中頻感應加熱電源、電動(dòng)機驅動(dòng)電源等范疇也有寬廣的運用遠景。
10 現狀和開(kāi)展：
現代電力電子技能是開(kāi)關(guān)電源技能開(kāi)展的根底。跟著(zhù)新式電力電子器材和適于更高開(kāi)關(guān)頻率的電路拓撲的不斷呈現,現代電源技能將在實(shí)際需要的推進(jìn)下快速開(kāi)展。在傳統的運用技能下,因為功率器材功用的限制而使開(kāi)關(guān)電源的功用受到影響。為了極大發(fā)揮各種功率器材的特性,使器材功用對開(kāi)關(guān)電源功用的影響減至最小,新式的電源電路拓撲和新式的操控技能,可使功率開(kāi)關(guān)作業(yè)在零電壓或零電流狀況,然后可大大的進(jìn)步作業(yè)頻率,進(jìn)步開(kāi)關(guān)電源作業(yè)功率,規劃出功用優(yōu)秀的開(kāi)關(guān)電源。電力電子及開(kāi)關(guān)電源技能因運用需求不斷向前開(kāi)展,新技能的呈現又會(huì )使許多運用產(chǎn)品更新?lián)Q代,還會(huì )開(kāi)辟更多更新的運用范疇。開(kāi)關(guān)電源高頻化、模塊化、數字化、綠色化等的完成,將標志著(zhù)這些技能的老練,完成高功率用電和高品質(zhì)用電相結合。這幾年,跟著(zhù)通訊行業(yè)的開(kāi)展,以開(kāi)關(guān)電源技能為中心的通訊譽(yù)開(kāi)關(guān)電源,僅國內有20多億人民幣的市場(chǎng)需求,招引了國內外一大批科技人員對其進(jìn)行開(kāi)發(fā)研討。開(kāi)關(guān)電源替代線(xiàn)性電源和相控電源是大勢所趨,因而,相同具有幾十億產(chǎn)值需求的電力操作電源體系的國內市場(chǎng)正在發(fā)動(dòng),并將很快開(kāi)展起來(lái)。還有其它許多以開(kāi)關(guān)電源技能為中心的專(zhuān)用電源、工業(yè)電源正在等待著(zhù)人們去開(kāi)發(fā)。
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