抓着她的丰盈大❌力揉弄🚩 現代電力電子及電源技術的發展_行業動态_揚州華泰電子有限公司

行業(ye)動态當(dāng)前位置(zhi):首頁 > 新(xin)聞資訊(xùn) > 行業動(dòng)态

現代(dai)電力電(diàn)子及電(dian)源抓着她的丰盈❌大力揉弄🚩技術(shu)的發展(zhan) 點擊次(cì)數: 更新(xīn)時間:2025-12-10
本(ben)文闡述(shu)了現代(dài)電力電(diàn)子技術(shu)的發展(zhǎn)過程,對(dui)電✌️力電(diàn)子技術(shù)的應用(yòng)領域進(jìn)行了描(miáo)述,論述(shù)了 現代(dài)電源技(ji)術的發(fa)展趨勢(shi)。
現代電(diàn)源技術(shu)是應用(yong)電力電(diàn)子半導(dǎo)體器件(jiàn),綜合自(zì)動控制(zhì)、計㊙️算機(jī)(微處理(lǐ)器)技術(shu)和電磁(cí)技術的(de)多學科(kē)邊緣交(jiāo)叉技術(shu)。在各種(zhong)高質量(liàng)、高效、高(gao)可靠性(xing)的電源(yuán)🏃🏻‍♂️中起關(guan)鍵作用(yong),是現代(dài)電力電(dian)子技術(shù)的具 體(tǐ)應用。
當(dang)前,電力(lì)電子作(zuò)爲節能(neng)、節才、自(zì)動化、智(zhì)能化、機(jī)電一體(tǐ)化🏃‍♂️的基(ji)🌈礎,正朝(cháo)着應用(yong)技術高(gāo)頻化、硬(yìng)件結構(gòu)模塊♻️化(huà)、産品性(xìng)能綠色(se)化的方(fang)向發展(zhan)。在不遠(yuan)的将來(lái),電力電(dian)子技👅術(shù)将使電(diàn)源技術(shù)更加成(cheng)熟、經 濟(ji)、實用,實(shi)現高效(xiào)率和高(gao)品質用(yòng)電相結(jie)合。
1. 電力(li)電子技(ji)術的發(fa)展
現代(dai)電力電(dian)子技術(shu)的發展(zhan)方向,是(shi)從以低(dī)頻技術(shù)處理問(wèn)題🏃‍♂️爲主(zhu)的傳統(tǒng)電力電(diàn)子學,向(xiàng)以高頻(pin)技術處(chù)理🚶‍♀️問題(ti)爲主的(de)現代電(diàn)力電子(zi)學方向(xiang)轉變。電(diàn)力電子(zi)技術起(qǐ)始⚽于五(wu)十💚年代(dai)末六十(shí)年代初(chū)的矽整(zheng)流器件(jiàn),其發展(zhan)先後🐇經(jīng)曆了整(zhěng)流器時(shí)代、逆變(biàn)器時代(dài)和變頻(pín)器時代(dai),并促進(jin)了電力(li)電子技(jì)術在許(xǔ)多新領(lǐng)域的應(ying)用。八十(shi)年代末(mo)期和九(jiu)十年代(dai)初🔴期發(fā)展起來(lai)的、以功(gōng)率MOSFET和IGBT爲(wei)代表的(de)、集高頻(pín)、高壓和(he)大電流(liu)于一身(shen)的功率(lü)半導體(ti)複合器(qì)件,表⭕明(míng)傳統電(diàn)力電子(zǐ)技術已(yi)經進入(rù)現代電(dian)力電子(zi)時代。
1.1 整(zhěng)流器時(shi)代
大功(gōng)率的工(gōng)業用電(diàn)由工頻(pin)(50Hz)交流發(fā)電機提(ti)供,但是(shi)大🧑🏾‍🤝‍🧑🏼約20%的(de)電能是(shi)以直流(liú)形式消(xiāo)費的,其(qí)中最典(dian)型的🌂是(shi)電解(有(yǒu)色金💁屬(shǔ)和🐕化工(gong)原料需(xu)要直流(liú)電解)、牽(qian)引(電氣(qì)機車、電(diàn)傳動的(de)内燃機(ji)車、地鐵(tiě)機🐆車、城(cheng)市無軌(guǐ)電車等(děng))和🔞直流(liú)傳動(軋(zhá)鋼、造紙(zhi)等)三大(dà)領域。大(dà)功率矽(xī)整流器(qi)能夠高(gao)效率地(dì)把工頻(pin)交流電(diàn)轉變爲(wei)直流電(diàn),因此在(zai)六十年(nián)代和七(qī)十年代(dài),大功率(lǜ)矽整流(liú)管和晶(jīng)閘管的(de)開發與(yǔ)應用得(dé)以很大(dà)發展。當(dang)時國🌐内(nèi)曾經掀(xiān)起了一(yī)股🛀🏻各地(dì)大辦矽(xī)整流器(qì)廠的熱(re)潮,目前(qián)全國大(dà)大小小(xiǎo)的制造(zao)矽💃🏻整流(liú)器的半(ban)導體廠(chang)家就是(shì)那時的(de)産物。
1.2 逆(nì)變器時(shi)代
七十(shi)年代出(chū)現了世(shì)界範圍(wéi)的能源(yuán)危機,交(jiao)流電機(jī)變頻❄️調(diao)速因節(jiē)能效果(guǒ)顯著而(er)迅速發(fa)展。變頻(pin)調速的(de)關鍵技(ji)術是将(jiang)直流電(dian)逆變爲(wei)0~100Hz的交流(liú)電。在七(qi)十年代(dài)到❤️八十(shi)年代,随(suí)着🏃‍♂️變頻(pin)調速裝(zhuang)置的普(pǔ)及,大功(gong)率逆變(bian)用的晶(jing)閘管、巨(ju)型功率(lǜ)晶體管(guan)(GTR)和門極(jí)可關斷(duàn)晶閘管(guǎn)(GT0)成爲當(dang)時電力(li)電子器(qi)件的主(zhu)角。類似(si)的應用(yong)還包括(kuo)高壓直(zhi)流輸出(chu),靜🧡止式(shì)無功功(gong)率🐇動态(tai)補償等(deng)。這😄時的(de)電力電(dian)子技術(shù)已經📞能(néng)夠實現(xian)整流🔞和(he)逆變,但(dan)工作頻(pin)率🧑🏽‍🤝‍🧑🏻較低(di),僅局限(xian)在中低(dī)🌈頻範圍(wei)内。
1.3 變頻(pin)器時代(dai)
進入八(ba)十年代(dai),大規模(mo)和超大(da)規模集(ji)成電路(lù)技術的(de)迅猛💰發(fā)展,爲現(xiàn)代電力(li)電子技(jì)術的發(fā)展奠定(ding)了基礎(chǔ)。将集成(chéng)電路技(jì)術的㊙️精(jīng)細加工(gōng)技術和(hé)高壓大(da)💋電流技(jì)術有機(ji)✔️結合,出(chu)🚩現了一(yī)批全新(xīn)的全控(kòng)型功率(lü)器件、首(shou)🥰先是功(gong)率M0SFET的問(wen)世,導緻(zhì)了中小(xiǎo)功率電(diàn)源🤩向高(gāo)頻化發(fā)展,而後(hou)絕緣門(mén)極雙極(jí)晶✉️體管(guan)(IGBT)的出現(xian),又爲大(da)中型功(gong)率電源(yuan)向高頻(pin)發展帶(dai)來機遇(yù)‼️。MOSFET和IGBT的✌️相(xiang)繼問世(shi)❗,是傳統(tong)的電力(li)電子向(xiàng)現代電(dian)力電子(zǐ)轉化的(de)标志。據(jù)統計,到(dao)1995年底,功(gong)率M0SFET和GTR在(zài)功率半(ban)導體器(qi)🐅件市場(chang)上已達(dá)到平分(fen)秋色的(de)地步,而(ér)用IGBT代替(tì)GTR在電力(li)電子領(lǐng)域巳成(cheng)定論。新(xin)型器件(jian)的發展(zhǎn)不僅爲(wèi)交流電(dian)機變頻(pin)📧調速提(tí)供了較(jiào)高的頻(pín)率,使其(qi)性能更(geng)加完善(shan)可靠,而(ér)且使現(xian)代電子(zi)技術不(bú)斷向高(gāo)頻化發(fa)展,爲用(yòng)電設備(bèi)的高效(xiao)節材節(jie)能,實現(xiàn)小型輕(qīng)量化,機(ji)電一體(tǐ)化和智(zhi)能化提(tí)供了重(zhòng)🌈要的技(jì)術基礎(chǔ)。
2. 現代電(dian)力電子(zǐ)的應用(yòng)領域
2.1 計(ji)算機高(gao)效率綠(lǜ)色電源(yuán)
高速發(fa)展的計(jì)算機技(jì)術帶領(ling)人類進(jin)入了信(xin)息社會(huì)☔,同時也(ye)促進了(le)電源技(jì)術的迅(xùn)速發展(zhǎn)。八十年(nian)代😄,計算(suàn)機全面(mian)采用了(le)開關電(diàn)源,率先(xian)完成計(jì)算機電(diàn)源換代(dài)。接着開(kāi)關電源(yuán)技術相(xiang)繼進人(rén)了電子(zǐ)、電器設(shè)備領域(yu)。
計算機(ji)技術的(de)發展,提(tí)出綠色(sè)電腦和(he)綠色電(dian)源。綠色(se)🌈電腦泛(fàn)指對環(huan)境無害(hài)的個人(ren)電腦和(he)相關産(chan)品㊙️,綠色(sè)電源系(xi)指與綠(lü)色電腦(nao)相關的(de)高效省(sheng)電電源(yuan),根據美(mei)國環境(jing)保護署(shǔ)l992年12月10日(rì)“能源之(zhī)星"計劃(hua)規定,桌(zhuō)上型個(gè)人電腦(nao)或🈲相關(guān)的外圍(wéi)設備,在(zài)睡眠狀(zhuàng)态下的(de)耗電量(liang)若小于(yú)30瓦,就符(fú)合綠色(sè)電腦的(de)要求,提(ti)高電源(yuán)效率🤩是(shi)降低電(dian)源消耗(hao)的根本(běn)途徑。就(jiu)目前效(xiào)率爲75%的(de)200瓦開關(guan)❌電源而(er)言,電源(yuán)自身要(yào)消耗50瓦(wa)的⛷️能源(yuan)。
2.2 通信用(yong)高頻開(kāi)關電源(yuán)
通信業(yè)的迅速(su)發展極(jí)大的推(tuī)動了通(tōng)信電源(yuan)的發⭐展(zhǎn)。高頻小(xiao)型化的(de)開關電(dian)源及其(qí)技術已(yi)成爲現(xiàn)代通信(xìn)供電系(xi)統的主(zhu)流。在通(tong)信領域(yù)中,通常(chang)将整流(liú)器稱爲(wei)一次電(diàn)源,而将(jiang)直流-直(zhí)流(DC/DC)變換(huàn)器稱爲(wei)二次電(dian)源。一次(ci)🙇‍♀️電源的(de)作用是(shi)将單相(xiàng)或三相(xiang)交流電(dian)網🛀🏻變換(huàn)成标稱(chēng)值爲48V的(de)直流電(dian)源。目前(qián)在程控(kong)交換機(ji)用的一(yī)次電源(yuan)中,傳統(tǒng)的相控(kòng)式穩壓(yā)電源己(jǐ)被高頻(pín)開關電(dian)源取代(dai),高頻開(kai)關電源(yuan)(也‼️稱爲(wèi)開關型(xíng)整流🧡器(qi)SMR)通過MOSFET或(huo)IGBT的高頻(pín)🚶‍♀️工作,開(kāi)關頻率(lü)一♻️般👌控(kong)制在50-100kHz範(fàn)💃圍内,實(shí)現☁️高效(xiao)率和小(xiǎo)型化。近(jìn)幾年,開(kai)關整流(liu)器的功(gōng)率容量(liàng)不斷擴(kuò)大,單機(jī)容量己(ji)從48V/12.5A、48V/20A擴大(da)到48V/200A、48V/400A。
因通(tong)信設備(bèi)中所用(yòng)集成電(dian)路的種(zhǒng)類繁多(duo),其電源(yuán)電壓也(ye)各不🛀🏻相(xiàng)同,在通(tong)信供電(dian)系統中(zhong)采用高(gao)功率密(mì)度的高(gao)👣頻DC-DC隔離(lí)電源模(mó)塊,從中(zhong)間母線(xiàn)電壓(一(yī)般爲48V直(zhi)流)變換(huan)成💃🏻所需(xu)的✏️各種(zhong)直流電(dian)壓,這樣(yang)可大大(da)減小損(sǔn)耗、方便(bian)維護,且(qiě)安裝、增(zeng)加非常(chang)方便。一(yi)般都👅可(ke)直接裝(zhuang)在💋标準(zhǔn)控制闆(pan)上,對二(er)次電源(yuan)的要求(qiú)是🧑🏽‍🤝‍🧑🏻高功(gong)率密度(du)。因通信(xìn)容量的(de)不斷增(zēng)加,通信(xìn)電源容(róng)量也将(jiang)不斷增(zeng)加。
2.3 直流(liu)-直流(DC/DC)變(bian)換器
DC/DC變(biàn)換器将(jiang)一個固(gu)定的直(zhí)流電壓(yā)變換爲(wèi)可變的(de)直流電(dian)壓,這種(zhǒng)技術被(bèi)廣泛應(yīng)用于無(wu)軌電車(che)、地鐵列(lie)🎯車、電動(dong)車的無(wu)級變速(sù)和控制(zhì),同時使(shǐ)上述控(kòng)制獲得(dé)加速平(ping)穩、快速(su)響應🧑🏽‍🤝‍🧑🏻的(de)性能,并(bing)同時收(shou)到節約(yue)電能的(de)效果👄。用(yong)直流斬(zhǎn)波器代(dài)替變阻(zu)器可節(jie)約電能(néng)(20~30)%。直流斬(zhan)波器不(bú)僅能起(qi)調壓的(de)作用(開(kai)關電源(yuan)), 同時還(hai)能起到(dao)有👈效地(di)抑制電(dian)網側諧(xié)波電流(liu)噪聲的(de)作用。
通(tong)信電源(yuán)的二次(cì)電源DC/DC變(biàn)換器已(yi)商品化(huà),模塊采(cǎi)用高頻(pín)PWM技術,開(kai)關頻率(lǜ)在500kHz左右(yòu),功率密(mì)度爲5W~20W/in3。随(suí)着大規(guī)🌈模集成(chéng)電路的(de)發展💁,要(yao)求電源(yuán)模塊實(shí)現小型(xíng)化,因此(ci)就要不(bú)斷提✊高(gao)開關頻(pín)率和采(cǎi)用新🏃的(de)電路拓(tuò)撲結構(gòu),目前已(yi)有一些(xiē)公司研(yán)制生産(chǎn)了采用(yong)零電流(liú)🤞開關和(hé)零電📞壓(yā)開關技(jì)術的二(er)次電源(yuán)模塊,功(gōng)率密🐆度(dù)有較大(da)幅度的(de)提高。
2.4 不(bú)間斷電(diàn)源(UPS)
不間(jian)斷電源(yuan)(UPS)是計算(suàn)機、通信(xìn)系統以(yi)及要求(qiu)提供不(bú)能☁️中斷(duàn)場合所(suo)必須的(de)一種高(gāo)可靠、高(gao)性能的(de)電源。交(jiāo)流市電(dian)輸入經(jing)整⭐流器(qì)變成直(zhi)流,一部(bù)分能量(liang)給蓄電(diàn)池組充(chōng)電🤞,另一(yī)部分能(neng)量⛹🏻‍♀️經逆(ni)變🤞器變(bian)成交流(liú),經轉換(huàn)開🤟關送(sòng)到負載(zǎi)。爲了在(zai)🐇逆變器(qì)故障時(shi)仍能🙇🏻向(xiàng)負載提(tí)供能量(liàng),另一路(lù)備用電(dian)源通🈲過(guò)電源轉(zhuan)換💔開關(guan)來實現(xiàn)。
現代UPS普(pu)遍了采(cai)用脈寬(kuān)調制技(ji)術和功(gong)率M0SFET、IGBT等現(xian)代電力(lì)💜電💃🏻子器(qi)件,電源(yuán)的噪聲(sheng)得以降(jiang)低,而效(xiào)率和可(kě)靠性得(de)以提高(gao)。微處理(li)器軟硬(ying)件技術(shù)的引入(ru),可以實(shí)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼現對UPS的(de)智能化(huà)♻️管理,進(jìn)行遠程(chéng)維護和(he)遠程診(zhěn)斷。
目前(qian)在線式(shì)UPS的最大(dà)容量已(yǐ)可作到(dao)600kVA。超小型(xing)UPS發展也(ye)很迅速(sù),已經有(yǒu)0.5kVA、lkVA、2kVA、3kVA等多種(zhǒng)規格的(de)産品。
變頻(pín)器電源(yuan)主要用(yòng)于交流(liú)電機的(de)變頻調(diào)速,其在(zai)電氣傳(chuán)動系✍️統(tǒng)中占據(ju)的地位(wei)日趨重(zhong)要,已獲(huo)得巨大(dà)的節能(néng)效果。變(biàn)頻器電(diàn)源主電(diàn)路均采(cai)用交流(liu)-直流-交(jiāo)流方案(àn)。工頻電(dian)源通過(guò)整流器(qì)變成固(gù)定的直(zhí)流電壓(yā),然後由(yóu)大功率(lü)晶體管(guan)‼️或IGBT組成(cheng)的PWM高頻(pín)變換器(qì), 将直流(liú)電壓逆(ni)變成電(dian)壓、頻率(lü)可變😘的(de)交流輸(shū)出🔴,電源(yuan)輸出波(bo)形🐅近似(si)于正弦(xian)波,用于(yú)驅動交(jiāo)流異步(bu)電動機(ji)實現無(wú)級🍓調速(su)。
國際上(shàng)400kVA以下的(de)變頻器(qì)電源系(xi)列産品(pin)已經問(wèn)世。八十(shi)年代初(chū)期,日本(ben)東芝公(gong)司最先(xian)将交流(liú)變頻調(diao)速技術(shù)應用于(yu)空㊙️調器(qì)中。至1997年(nian),其占有(yǒu)率已達(da)到日本(běn)家用空(kōng)調的70%以(yi)上。變頻(pin)空調具(ju)有舒适(shi)、節能等(deng)優點。國(guo)内于90年(nian)代初期(qī)開☂️始研(yan)究變🔆頻(pín)空調,96年(nian)引進生(shēng)産🈲線生(shēng)産變頻(pin)空調器(qi),逐漸形(xíng)成變頻(pín)空💋調開(kai)發生産(chǎn)熱點。預(yù)計到2000年(nián)左右将(jiang)形成高(gao)潮。變頻(pín)空調除(chú)了變頻(pín)電源外(wài),還要求(qiú)⭕有适合(hé)于變頻(pin)調‼️速的(de)壓縮機(jī)電機。優(yōu)化控制(zhì)策略,精(jing)✉️選功能(neng)組件,是(shì)空調變(bian)頻電源(yuán)研制的(de)進一步(bù)發展方(fang)向。
2.6 高頻(pin)逆變式(shì)整流焊(han)機電源(yuán)
高頻逆(ni)變式整(zheng)流焊機(jī)電源是(shi)一種高(gāo)性能、高(gāo)效、省材(cai)的新型(xíng)焊機電(diàn)源,代表(biao)了當今(jīn)焊機電(diàn)源的發(fā)展方向(xiang)。由于IGBT大(da)容♈量模(mó)📐塊的商(shang)用化,這(zhe)種電源(yuán)更有着(zhe)廣闊的(de)應用前(qian)景。
逆變(biàn)焊機電(dian)源大都(dou)采用交(jiāo)流-直流(liu)-交流-直(zhí)流(AC-DC-AC-DC)變換(huan)的方法(fǎ)。50Hz交流電(dian)經全橋(qiao)整流變(bian)成直流(liú),IGBT組成的(de)PWM高頻變(bian)換部分(fèn)将直流(liú)電逆變(biàn)成20kHz的高(gāo)頻矩形(xing)波,經高(gao)頻變壓(ya)器耦合(hé), 整流濾(lü)波後成(cheng)爲穩定(dìng)的直流(liu),供電弧(hú)使用。
由(yóu)于焊機(ji)電源的(de)工作條(tiáo)件惡劣(lie),頻繁的(de)處于短(duan)路、燃弧(hú)、開㊙️路交(jiāo)替變化(huà)之中,因(yin)此高頻(pin)逆變式(shi)整流焊(han)機電源(yuán)的♈工作(zuo)可靠性(xing)問題成(cheng)爲最關(guan)鍵的問(wèn)題,也是(shi)用戶最(zui)關心㊙️的(de)問題。采(cai)用微處(chu)理器做(zuo)爲脈沖(chong)寬度調(diao)制(PWM)的相(xiang)關控制(zhi)器,通過(guò)對多參(cān)數、多信(xìn)息的提(tí)取與分(fèn)析,達到(dào)預知系(xì)統🐇各種(zhǒng)工作狀(zhuàng)态的目(mu)的,進而(ér)提前對(dui)系統✔️做(zuò)出調整(zheng)和處理(lǐ),解決了(le)目前大(da)功率IGBT逆(ni)變電源(yuan)可靠性(xing)。
國外逆(nì)變焊機(jī)已可做(zuò)到額定(ding)焊接電(diàn)流300A,負載(zai)持續🤟率(lǜ)60%,全載電(diàn)壓60~75V,電流(liú)調節範(fàn)圍5~300A,重量(liang)29kg。
2.7 大功率(lǜ)開關型(xing)高壓直(zhi)流電源(yuan)
大功率(lǜ)開關型(xing)高壓直(zhi)流電源(yuan)廣泛應(ying)用于靜(jing)電除👣塵(chén)、水質🤩改(gǎi)🔴良、醫用(yong)X光機和(he)CT機等大(dà)型設備(bèi)。電壓高(gao)達50~l59kV,電流(liú)達到0.5A以(yi)上,功率(lǜ)可達100kW。
2.8 電力(lì)有源濾(lǜ)波器
傳(chuan)統的交(jiāo)流-直流(liú)(AC-DC)變換器(qì)在投運(yùn)時,将向(xiang)電網注(zhù)入大量(liang)☂️的諧波(bō)☂️電流,引(yin)起諧波(bo)損耗和(hé)幹擾,同(tóng)時還出(chū)現裝置(zhì)網側功(gōng)率因數(shu)惡化的(de)現象,即(jí)所謂“電(diàn)力公🙇‍♀️害(hài)”,例如,不(bu)可控📧整(zheng)流加電(diàn)容濾波(bo)時,網側(ce)三次諧(xie)波含量(liàng)可達(70~80)%,網(wang)側功率(lǜ)因數僅(jǐn)有🔴0.5~0.6。
電力(li)有源濾(lǜ)波器是(shi)一種能(neng)夠動态(tài)抑制諧(xie)波的新(xin)型電力(li)電子裝(zhuang)置,能克(ke)服傳統(tǒng)LC濾波器(qì)的不足(zú),是一種(zhǒng)很有發(fā)展前途(tu)的諧波(bō)🔱抑制手(shou)段。濾波(bō)器由橋(qiao)式開關(guan)功率變(bian)換器和(hé)具體控(kong)制💋電路(lù)構成。與(yu)傳統開(kāi)關電源(yuán)的🔞區别(bié)是:(l)不僅(jǐn)反饋輸(shū)出電壓(ya),還反饋(kui)輸入💔平(ping)均電流(liu); (2)電流環(huán)基準信(xin)号爲電(dian)壓環誤(wu)差信号(hao)與全波(bō)整流電(diàn)壓取樣(yàng)信号之(zhi)乘積。
  • 上(shàng)一篇:大(da)功率直(zhi)流電源(yuán)技術的(de)發展趨(qū)勢
  • 下一(yī)篇:交流(liú)參數穩(wen)壓器在(zai)高速公(gōng)路機電(diàn)系統中(zhong)的運用(yong)
  • 聯(lian)系我們(men)

    地址:揚(yáng)州市邗(han)江區甘(gan)泉工業(yè)園
    銷售(shòu)熱線:0514-87727773、87727770
    傳(chuan)真:0514-87727772
    E-mail:[email protected]

    各地(di)辦事處(chù)

    微信掃(sao)一掃
    獲(huò)取更多(duo)産品信(xin)息

    总 公 司急 速 版WAP 站H5 版无线端AI 智能3G 站4G 站5G 站6G 站
    ·
    ·