Vývoj modernej výkonovej elektroniky a výkonovej technológie

V súčasnosti sa výkonová elektronika ako základ úspory energie, úspory talentov, automatizácie, inteligencie a elektromechanickej integrácie vyvíja smerom k vysokofrekvenčnej aplikačnej technológii, modulárnej štruktúre hardvéru a ekologickému výkonu produktu. V blízkej budúcnosti výkonová elektronická technológia spôsobí, že energetická technológia bude vyspelejšia, ekonomickejšia a praktickejšia a dosiahne kombináciu vysokej účinnosti a vysokej kvality elektrickej energie. 1. Vývoj technológie výkonovej elektroniky Smerom vývoja modernej technológie výkonovej elektroniky je posun od tradičnej výkonovej elektroniky zameranej na riešenie problémov s nízkou frekvenciou k modernej výkonovej elektronike zameranej na vysokofrekvenčnú technológiu. Technológia výkonovej elektroniky začala na zariadeniach s kremíkovým usmerňovačom koncom 50. a začiatkom 60. rokov. Jeho vývoj postupne zažil éru usmerňovača, éru invertora a éru frekvenčného meniča a podporil aplikáciu výkonovej elektronickej technológie v mnohých nových oblastiach. Koncom 80. a začiatkom 90. rokov boli na konci 80. a začiatkom 90. rokov vyvinuté výkonové polovodičové kompozitné zariadenia predstavované výkonovými MOSFET a IGBT, ktoré integrujú vysoké frekvencie, vysoké napätie a veľký prúd, čo naznačuje, že tradičná technológia výkonovej elektroniky vstúpila do éra modernej výkonovej elektroniky. 1.1 Vysoko výkonnú priemyselnú elektrinu v ére usmerňovačov zabezpečujú generátory striedavého prúdu s frekvenciou (50 Hz), ale asi 20% elektrickej energie sa spotrebuje vo forme jednosmerného prúdu, z ktorého najtypickejšia je elektrolýza (farebné kovy). a chemické suroviny vyžadujú jednosmernú elektrolýzu), trakcia (elektrická lokomotíva, elektrický naftový lokomotíva, lokomotíva metra, mestský trolejbus atď.) a jednosmerný pohon (valcovanie ocele, výroba papiera atď.) sú tri hlavné oblasti. Vysokovýkonné kremíkové usmerňovače môžu s vysokou účinnosťou prevádzať striedavý prúd s frekvenciou na jednosmerný prúd. Preto sa v 60. a 70. rokoch 20. storočia výrazne rozvinul vývoj a použitie vysoko výkonných kremíkových usmerňovačov a tyristorov. V tom čase došlo k rozmachu rozsiahleho založenia tovární na kremíkový usmerňovač v Číne. V súčasnosti sú výrobkami tej doby veľkí i malí výrobcovia polovodičov vyrábajúcich kremíkové usmerňovače v krajine. 1.2 Éra striedačov V 70. rokoch 20. storočia došlo k celosvetovej energetickej kríze a striedavé motory' rýchlosti frekvenčnej premeny sa rýchlo rozvíjali kvôli ich pozoruhodným účinkom na úsporu energie. Kľúčovou technológiou regulácie otáčok s premennou frekvenciou je inverzia jednosmerného prúdu na striedavý prúd 0-100 Hz. V 70. a 80. rokoch sa s popularizáciou zariadení na reguláciu frekvencie s variabilnou frekvenciou stali v tom čase protagonistami výkonových elektronických zariadení tyristory, gigantické výkonové tranzistory (GTR) a hradlové vypínacie tyristory (GT0) používané pre vysokovýkonné invertory. Podobné aplikácie zahŕňajú vysokonapäťový jednosmerný výstup, dynamickú kompenzáciu statického jalového výkonu atď. V tejto dobe bola technológia výkonovej elektroniky schopná dosiahnuť usmernenie a inverziu, ale pracovná frekvencia je nízka, obmedzená iba na nízkofrekvenčný rozsah. 1.3 Éra frekvenčných meničov V 80. rokoch položil rýchly rozvoj rozsiahlej a veľmi rozsiahlej technológie integrovaných obvodov základňu pre vývoj modernej technológie výkonovej elektroniky. Kombináciou technológie jemného spracovania integrovaných obvodov a vysokonapäťovej a silnoprúdovej technológie organicky vznikla nová várka plne riadených energetických zariadení, predovšetkým nástup výkonových MOSFETov, ktorý viedol k vývoju malých a stredné zdroje napájania na vysoké frekvencie a potom izolované brány. Vznik bipolárnych tranzistorov (IGBT) priniesol príležitosti pre vývoj veľkých a stredne veľkých napájacích zdrojov na vysoké frekvencie. Postupný vzhľad MOSFET a IGBT je znakom transformácie z tradičnej výkonovej elektroniky na modernú výkonovú elektroniku. Podľa štatistík dosiahli výkonné MOSFETy a GTR na konci roku 1995 rovnaký podiel na trhu s výkonovými polovodičovými zariadeniami a použitie IGBT na nahradenie GTR v oblasti výkonovej elektroniky sa dospelo k záveru. Vývoj nových zariadení poskytuje nielen vyššiu frekvenciu regulácie rýchlosti frekvencie motora podľa striedavého prúdu, čím sa jej výkon stáva úplnejším a spoľahlivejším, ale umožňuje aj vývoj modernej elektronickej technológie smerom k vysokej frekvencii, čo je vysokoúčinný materiál úspory a úspory energie pre elektrické zariadenia a realizuje malé a ľahké kvantifikácie, mechatronika a inteligencia poskytujú dôležitý technický základ. 2. Oblasti použitia modernej výkonovej elektroniky 2.1 Vysokoúčinné zelené napájanie počítača Rýchly rozvoj výpočtovej techniky viedol ľudstvo k informačnej spoločnosti a súčasne podporil rýchly rozvoj technológie napájania. V 80. rokoch minulého storočia počítače úplne prijali spínané zdroje napájania, ktoré sa ujali vedenia v dokončovaní výmeny počítačových zdrojov napájania. Potom sa technológia spínaného napájania dostala jeden za druhým do oblasti elektroniky a elektrických zariadení. S rozvojom počítačovej technológie boli navrhnuté zelené počítače a zelené zdroje napájania. Zelené počítače sa vo všeobecnosti označujú ako osobné počítače a súvisiace produkty, ktoré nie sú škodlivé pre životné prostredie. Zelené zdroje napájania označujú vysokoúčinné zdroje energie šetriace energiu súvisiace so zelenými počítačmi. Podľa americkej agentúry pre ochranu životného prostredia'&„Energy Star &“; plán zo 17. júna 1999, pracovná plocha. Ak je spotreba energie typického osobného počítača alebo súvisiaceho periférneho zariadenia v režime spánku menej ako 30 W, spĺňa požiadavky zeleného počítača. Zlepšenie energetickej účinnosti je základným spôsobom znižovania spotreby energie. Pokiaľ ide o súčasný 200-wattový spínaný zdroj s účinnosťou 75%, samotný napájací zdroj spotrebuje 50 wattov energie. 2.2 Vysokofrekvenčné spínacie napájacie zdroje pre komunikáciu Rýchly rozvoj komunikačného priemyslu výrazne podporil rozvoj komunikačných napájacích zdrojov. Vysokofrekvenčný miniaturizovaný spínaný zdroj a jeho technológia sa stali hlavným prúdom moderných komunikačných systémov napájania. V komunikačnom poli sa usmerňovač zvyčajne nazýva primárny zdroj napájania a prevodník DC-DC (DC / DC) sa nazýva sekundárny zdroj napájania. Funkciou primárneho zdroja je transformácia jednofázovej alebo trojfázovej siete na striedavý prúd na zdroj jednosmerného prúdu s nominálnou hodnotou 48V. V súčasnosti je v primárnom zdroji napájania programovo riadených spínačov tradičný fázovo riadený regulovaný zdroj nahradený vysokofrekvenčným spínacím zdrojom. Vysokofrekvenčný spínací napájací zdroj (tiež známy ako spínací usmerňovač SMR) pracuje prostredníctvom vysokej frekvencie MOSFET alebo IGBT a spínacia frekvencia sa zvyčajne riadi v rozmedzí 50 - 100 kHz, aby sa dosiahla vysoká účinnosť a miniaturizácia. V posledných rokoch sa výkonová kapacita spínacích usmerňovačov neustále zväčšovala a kapacita jednej jednotky sa zväčšila z 48V / 12,5A, 48V / 20A na 48V / 200A, 48V / 400A. Kvôli rôznym typom integrovaných obvodov používaných v komunikačných zariadeniach sa líšia aj ich napájacie napätia. V komunikačnom napájacom systéme sa používa vysokofrekvenčný izolovaný napájací modul s vysokou hustotou DC-DC, ktorý transformuje stredné napätie zbernice (zvyčajne 48 V DC) na rôzne požadované jednosmerné napätia, ktoré môžu výrazne znížiť straty, uľahčiť údržbu a sú veľmi pohodlné na inštaláciu a zväčšenie. Spravidla je možné ho priamo nainštalovať na štandardnú riadiacu dosku a požiadavkou na sekundárne napájanie je vysoká hustota výkonu. Keď sa komunikačná kapacita bude neustále zvyšovať, bude sa tiež zvyšovať kapacita napájacieho zdroja. 2.3 Prevodník DC-DC (DC / DC) Prevodník DC / DC transformuje pevné jednosmerné napätie na premenlivé jednosmerné napätie. Táto technológia sa široko využíva pri plynulej zmene rýchlosti trolejbusov, vlakov metra a elektrických vozidiel. Riadenie súčasne vyššie uvedené riadenie získava výkon pri plynulom zrýchlení, rýchlej odozve a súčasne pri prijímaní efektu úspory energie. Výmena varistora za sekáčik DC môže ušetriť energiu (20 - 30)%. DC chopper môže nielen regulovať napätie (spínaný napájací zdroj), ale aj efektívne potlačiť harmonický prúdový šum na strane siete. Sekundárny napájací konvertor DC / DC komunikačného napájacieho zdroja bol komerčne dostupný. Modul využíva vysokofrekvenčnú technológiu PWM, spínacia frekvencia je asi 500 kHz a hustota výkonu je 5 W ～ 20 W / in3. S vývojom rozsiahlych integrovaných obvodov je potrebné miniaturizovať napájací modul, takže je potrebné neustále zvyšovať spínaciu frekvenciu a prijímať nové topológie obvodov. V súčasnosti niektoré spoločnosti vyvinuli a vyrobili dva typy technológií prepínania nulového prúdu a prepínania nulového napätia. Hustota výkonu sekundárneho napájacieho modulu sa výrazne zlepšila. 2.4 Zdroj nepretržitého napájania (UPS) Zdroj nepretržitého napájania (UPS) je vysoko spoľahlivý a vysoko výkonný zdroj napájania potrebný pre počítače, komunikačné systémy a príležitosti vyžadujúce nepretržité poskytovanie. AC sieťový vstup sa usmerní na jednosmerný prúd, časť energie sa nabije na jednotku batérií a druhá časť energie sa na striedač prevedie na striedavý prúd a prostredníctvom prepínača sa odošle na záťaž. Aby sa pri výpadku meniča stále dodávala energia do záťaže, realizuje sa ďalší záložný zdroj energie prostredníctvom prepínača prenosu výkonu. Moderné UPS všeobecne využívajú technológiu modulácie šírky impulzu a moderné výkonové elektronické zariadenia, ako sú výkonové MOSFETy a IGBT. Môže sa znížiť hluk napájacieho zdroja a môže sa zvýšiť účinnosť a spoľahlivosť. Zavedenie mikroprocesorovej softvérovej a hardvérovej technológie môže realizovať inteligentnú správu UPS, vzdialenú údržbu a vzdialenú diagnostiku. V súčasnosti môže maximálna kapacita online UPS dosiahnuť 600 kVA. Vývoj ultramalých UPS je tiež veľmi rýchly a existujú produkty s rôznymi špecifikáciami, ako sú 0,5 kVA, lVA, 2 kVA a 3 kVA. 2.5 Invertorový napájací zdroj Invertorový napájací zdroj sa používa hlavne na frekvenčnú premenu a reguláciu otáčok trojfázových motorov a jeho pozícia v systéme elektrického pohonu je čoraz dôležitejšia a dosahuje obrovské úspory energie. Hlavný obvod napájania invertora využíva schému AC-DC-AC. Priemyselný frekvenčný napájací zdroj sa prevádza na pevné jednosmerné napätie pomocou usmerňovača a potom vysokofrekvenčný prevodník PWM zložený z vysoko výkonných tranzistorov alebo IGBT invertuje jednosmerné napätie na striedavý výstup s premenlivým napätím a frekvenciou. Výstupná krivka napájacieho zdroja je podobná sínusovej vlne. Používa sa na pohon striedavých asynchrónnych motorov na dosiahnutie plynulej regulácie otáčok. Séria invertorových napájacích zdrojov s výkonom nižším ako 400 kVA vyšla medzinárodne. Na začiatku 80. rokov japonská spoločnosť Toshiba prvýkrát použila technológiu regulácie rýchlosti striedavej frekvencie na klimatizačné zariadenia. Do roku 1997 dosiahol jeho podiel viac ako 70% klimatizácií pre domácnosť v Japonsku. Invertorové klimatizácie majú výhody pohodlia a úspory energie. Domáci výskum invertorových klimatizačných zariadení sa začal začiatkom 90. rokov. V roku 1996 bola predstavená výrobná linka na výrobu invertorových klimatizácií, ktorá postupne tvorila horúce miesto pre vývoj a výrobu invertorových klimatizácií. Očakáva sa, že vrchol bude okolo roku 2000. Okrem napájania invertora vyžadujú invertorové klimatizačné zariadenia aj kompresorový motor vhodný na reguláciu otáčok invertora. Optimalizácia stratégie riadenia a výber funkčných komponentov sú ďalším smerom vývoja napájania invertora klimatizácie. 2.6 Napájanie vysokofrekvenčného invertorového usmerňovacieho zváracieho stroja Napájanie vysokofrekvenčného invertorového usmerňovacieho zváracieho stroja je vysoko výkonný, efektívny a materiálovo úsporný nový napájací zdroj zváracieho stroja, ktorý predstavuje smer vývoja dneška' s napájanie zváracieho stroja. Kvôli komercializácii vysokokapacitných modulov IGBT má tento druh napájania širšie vyhliadky na použitie. Napájanie invertorového zváracieho stroja väčšinou využíva metódu premeny AC-DC-AC-DC (AC-DC-AC-DC). 50 Hz striedavý prúd sa prevedie na jednosmerný prúd pomocou úplnej mostíkovej nápravy a vysokofrekvenčná konverzná časť PWM zložená z IGBT invertuje jednosmerný prúd na vysokofrekvenčnú obdĺžnikovú vlnu 20 kHz, ktorá je spojená s vysokofrekvenčným transformátorom, usmernená a filtrovaná, a stáva sa stabilným jednosmerným prúdom, ktorý sa používa na napájanie oblúkom. Kvôli zlým pracovným podmienkam napájania zváracieho stroja a častým zmenám skratu, oblúka a otvoreného obvodu sa najdôležitejšou otázkou stala pracovná spoľahlivosť napájania vysokofrekvenčného invertorového zváracieho zváracieho stroja a je to tiež najviac znepokojená otázka používateľov. . Pomocou mikroprocesora ako regulátora súvisiaceho s moduláciou pulznej šírky (PWM) sa prostredníctvom extrakcie a analýzy viacerých parametrov a viacerých informácií dosiahne účel predvídania rôznych pracovných podmienok systému, ktorý je možné vopred upraviť a spracovať na vyriešenie problému. Zvýšte spoľahlivosť súčasných vysoko výkonných zdrojov napájania IGBT invertorov. Zahraničné invertorové zváracie stroje môžu dosiahnuť menovitý zvárací prúd 300 A, trvanie zaťaženia 60%, napätie pri plnom zaťažení 60 až 75 V, rozsah nastavenia prúdu 5 až 300 A a hmotnosť 29 kg. 2.7 Vysokovýkonné spínacie vysokonapäťové jednosmerné napájacie zdroje Vysokovýkonné spínacie vysokonapäťové jednosmerné napájacie zdroje sa široko používajú vo veľkých zariadeniach, ako sú elektrostatické odstraňovanie prachu, zlepšovanie kvality vody, lekárske röntgenové prístroje a CT prístroje. Napätie je vysoké ako 50 ～ l59 kV, prúd je nad 0,5 A a výkon je až 100 kW. Od 70. rokov 20. storočia niektoré spoločnosti v Japonsku prijali invertorovú technológiu, ktorá po usmernení prevádza napájanie zo siete na strednú frekvenciu okolo 3 kHz a potom ju zvyšuje. V 80. rokoch sa rýchlo rozvíjala technológia vysokofrekvenčného spínaného napájania. Nemecko' s používa silové tranzistory ako hlavný spínací prvok na zvýšenie spínacej frekvencie napájacieho zdroja na viac ako 20 kHz. Technológia suchého transformátora sa úspešne aplikuje na vysokofrekvenčné a vysokonapäťové napájacie zdroje a odpadá olejová nádrž vysokonapäťového transformátora, čo ďalej znižuje objem transformačného systému. Doma bol vyvinutý vysokonapäťový zdroj jednosmerného prúdu elektrostatického odlučovača. Sieť je usmernená na jednosmerný prúd a obvod rezonančného invertora série spínačov s nulovým prúdom s úplným premostením sa používa na inverziu jednosmerného napätia na vysokofrekvenčné napätie a potom sa vysokofrekvenčný transformátor zosilní a nakoniec sa usmerní. Je vysoký jednosmerný prúd Napätie. Za podmienok odporového zaťaženia výstupné jednosmerné napätie dosahuje 55 kV, prúd 15 mA a pracovná frekvencia 25,6 kHz. 2.8 Keď sa uvedie do prevádzky tradičný prevodník AC-DC (AC-DC) filtra aktívneho výkonu, vstrekne veľké množstvo harmonického prúdu do rozvodnej siete, čo spôsobí harmonické straty a rušenie, a súčasne výkonový faktor zariadenia sa zhorší na strane mriežky. Fenomén, takzvaný&„znečistenie energie &“; napríklad pri nekontrolovateľnej rektifikácii a filtrovaní kondenzátorov môže tretí harmonický obsah na strane mriežky dosiahnuť (70 ～ 80)% a účinník na strane mriežky je iba 0,5 ～ 0,6. Filter aktívneho výkonu je nový typ výkonového elektronického zariadenia, ktoré dokáže dynamicky potlačiť harmonické. Môže prekonať nedostatky tradičných LC filtrov a je sľubnou metódou potlačenia harmonických. Filter sa skladá z prevodníka napájania mostom a špecifického riadiaceho obvodu. Spätné napájanie nielen výstupného napätia, ale aj spätné napájanie priemerného vstupného prúdu; (2) Referenčný signál prúdovej slučky je produktom chybového signálu napäťovej slučky a signálu vzorkovania usmerneného napätia s plnou vlnou. 2.9 Distribuovaný spínaný napájací systém Distribuovaný napájací systém používa ako základné komponenty nízkoenergetické moduly a rozsiahle riadiace integrované obvody a využíva najnovšie teórie a technické úspechy na vytvorenie inteligentného napájacieho zdroja s veľkým výkonom v štýle stavebnice, tak, aby sa silný prúd a Tesná integrácia slabého prúdu znižuje tlak na vývoj výkonných komponentov a výkonných zariadení (centralizovaný) a zvyšuje efektivitu výroby. Na začiatku 80. rokov sa výskum distribuovaných vysokofrekvenčných spínaných napájacích systémov v zásade zameral na výskum paralelnej technológie prevodníkov. V polovici a na konci 80. rokov sa s rýchlym rozvojom vysokofrekvenčnej technológie premeny energie postupne objavovali rôzne topológie prevodníkov. Kombináciou rozsiahlych integrovaných obvodov a technológií výkonových komponentov bola možná integrácia zariadení malého a stredného výkonu, čím sa rýchlo podporil rozvoj výskumu distribuovaného vysokofrekvenčného spínaného napájacieho systému. Od konca 80. rokov sa tento smer stal výskumným bodom v medzinárodnom kruhu výkonovej elektroniky. Počet príspevkov sa z roka na rok zvyšoval a oblasť aplikácie sa neustále rozširovala. Metóda distribuovaného napájania má výhody úspory energie, spoľahlivosti, vysokej účinnosti, hospodárnosti a pohodlnej údržby. Postupne si ho osvojili veľké počítače, komunikačné zariadenia, letectvo, priemyselné riadenie a ďalšie systémy. Je to tiež najideálnejšia metóda napájania nízkonapäťového napájania (3,3 V) ultravysokorýchlostných integrovaných obvodov. V silnoprúdových aplikáciách, ako je galvanické pokovovanie, elektrolýzny napájací zdroj, trakčný napájací zdroj elektrickej lokomotívy, medzifrekvenčný indukčný vykurovací napájací zdroj, napájací zdroj motorového pohonu a ďalšie oblasti, majú tiež široké perspektívy použitia. 3. Trend vývoja vysokofrekvenčného spínaného napájacieho zdroja Pri aplikácii výkonovej elektronickej technológie a rôznych napájacích systémov je jadrom technológia spínaného napájacieho zdroja. Pre veľké zdroje elektrolytického pokovovania sú tradičné obvody veľmi objemné a ťažké. Ak sa použije technológia spínaného napájacieho zdroja Gordon, výrazne sa zníži jej objem a hmotnosť a výrazne sa zvýši efektivita využitia energie, úspory materiálu a náklady. U elektrických vozidiel a pohonov s premenlivou frekvenciou je neoddeliteľnou súčasťou technológie spínaného napájania. Spínaný zdroj napájania mení frekvenciu napájania, aby sa dosiahlo takmer ideálne prispôsobenie záťaže a riadenie pohonu. Technológia vysokofrekvenčného spínaného napájacieho zdroja je hlavnou technológiou rôznych vysokovýkonných spínacích zdrojov (invertorový zvárací stroj, komunikačný zdroj, vysokofrekvenčný napájací zdroj na vykurovanie, laserový napájací zdroj, prevádzkový elektrický zdroj atď.). 3.1 Vysoká frekvencia Teoretická analýza a praktické skúsenosti ukazujú, že objemová hmotnosť transformátorov, tlmiviek a kondenzátorov elektrických výrobkov je nepriamo úmerná druhej odmocnine frekvencie napájacieho zdroja. Takže keď 400-krát zvýšime frekvenciu z 50 Hz na 20 kHz, objem a hmotnosť elektrického zariadenia sa zníži na 5 ~ 10% návrhu frekvencie napájania. Či už ide o invertorový zvárací stroj s usmerňovačom alebo spínací usmerňovač pre napájanie komunikačných zdrojov, oba sú založené na tomto princípe. Podobne rôzne zdroje jednosmerného prúdu, ako je galvanické pokovovanie, elektrolýza, elektrické spracovanie, nabíjanie, plávajúce nabíjanie a zatváranie energie v tradičnom&"priemysle usmerňovačov"&"; môže byť tiež transformovaný podľa tohto princípu na "spínací konverzný napájací zdroj"&"." Hlavné materiály môžu byť. Môže ušetriť 90% alebo viac a môže ušetriť elektrickú energiu o 30% alebo viac. Z dôvodu postupného zvyšovania hornej hranice pracovnej frekvencie výkonových elektronických zariadení dochádza k spevneniu mnohých tradičných vysokofrekvenčných zariadení, ktoré pôvodne používali elektronické elektrónky, čo prináša významné ekonomické výhody úspory energie, vody a materiálu a môže odráža hodnotu technického obsahu. 3.2 Modulárnosť Modularizácia má dva významy, jedným je modularizácia napájacích zariadení a druhým je modularizácia napájacích zdrojov. Naše bežné moduly prístrojov, vrátane jednej jednotky, dvoch jednotiek, šiestich jednotiek až siedmich prvkov, vrátane spínacích zariadení a voľnobežných diód, ktoré sú s nimi paralelné, sú v podstate&"; štandardné &"; výkonové moduly (SPM). V posledných rokoch niektoré spoločnosti nainštalovali ochranný obvod pohonu spínacieho zariadenia do výkonového modulu a vytvorili tak „GG]„ inteligentný&“; výkonový modul (IPM), ktorý nielen zmenší veľkosť celého stroja, ale tiež uľahčí návrh a výrobu celého stroja. V skutočnosti sa v dôsledku neustáleho zvyšovania frekvencie vplyv parazitickej indukčnosti a parazitnej kapacity na olovo stáva čoraz vážnejším, čo spôsobuje väčšie elektrické namáhanie zariadenia (vo forme prepätia a nadprúdových impulzov). Za účelom zvýšenia spoľahlivosti systému vyvinuli niektorí výrobcovia „GG]„ užívateľsky špecifický&“; výkonový modul (ASPM), ktorý inštaluje takmer všetok hardvér kompletného stroja do modulu vo forme čipu, takže komponenty už nie sú medzi. Pri tradičných pripojeniach olovom prešli tieto moduly prísnymi a primeranými tepelnými, elektrickými a mechanické prevedenie na dosiahnutie dokonalého stavu optimalizácie. Je to podobné ako v prípade integrovaného obvodu špecifického pre používateľa (ASIC) v mikroelektronike. Pokiaľ je riadiaci softvér zapísaný do mikroprocesorového čipu v module a potom je celý modul pripevnený k príslušnému žiariču, vytvorí sa nový typ spínacieho napájacieho zariadenia. Je zrejmé, že účelom modularizácie nie je iba uľahčenie používania a zmenšenie veľkosti celého stroja, ale čo je dôležitejšie, zrušenie tradičného spojenia a minimalizácia parazitných parametrov, aby sa minimalizovalo elektrické namáhanie zariadenia a zvýšiť spoľahlivosť systému. . Okrem toho vysokovýkonné spínacie napájacie zdroje kvôli obmedzeniu kapacity zariadenia a zvýšenej redundancii na zvýšenie spoľahlivosti zvyčajne používajú niekoľko nezávislých modulových jednotiek na paralelnú prácu pomocou technológie zdieľania prúdu a všetky moduly zdieľajú záťažový prúd. Ak jeden modul zlyhá, ostatné moduly zdieľajú záťažový prúd rovnako. Týmto spôsobom sa zvyšuje nielen kapacita napájania, ale požiadavka veľkého prúdového výstupu je splnená za podmienky obmedzenej kapacity zariadenia a spoľahlivosť systému sa výrazne zvyšuje pridaním redundantných napájacích modulov s nízkym výkonom v porovnaní s celým systémom. . V prípade poruchy jedného modulu to neovplyvní normálnu prevádzku systému a neposkytne dostatočný čas na opravu. 3.3 Digitalizácia V tradičnej výkonovej elektronickej technológii je riadiaca časť navrhnutá a pracuje podľa analógových signálov. V 60. a 70. rokoch bola technológia výkonovej elektroniky úplne založená na analógových obvodoch. Avšak teraz, keď digitálne signály a digitálne obvody nadobúdajú čoraz väčší význam, je technológia digitálneho spracovania signálov čoraz vyspelejšia a ukazuje čoraz viac výhod: pohodlné pre počítačové spracovanie a riadenie, predchádzanie skresleniu a skresleniu analógových signálov a znižovanie rušivé signály. Rušenie (zlepšenie schopnosti nerušiť), vhodné na ladenie softvérových balíkov a diaľkový prieskum, telemetriu a diaľkové nastavovanie, ako aj na implantáciu autodiagnostiky, odolnosti voči chybám a ďalších technológií. V osemdesiatych a deväťdesiatych rokoch bola preto analógová technológia stále užitočná pri navrhovaní rôznych obvodov a systémov, najmä: napríklad rozmiestnenia plošných spojov, problémov s elektromagnetickou kompatibilitou (EMC) a korekcie účinníka (PFC). problémy sú neoddeliteľné od poznatkov o analógových technológiách, ale pri inteligentných spínaných zdrojoch napájania, keď sa vyžaduje riadenie počítačom, je neoddeliteľná digitálna technológia. 3.4 Ekologizácia Ekologizácia systému napájania má dva významy: prvým je značná úspora energie, čo znamená úsporu kapacity na výrobu energie, a výroba energie je dôležitou príčinou znečistenia životného prostredia, takže úspora energie môže znižovať znečistenie životného prostredia; po druhé, tieto Napájací zdroj nemôže (alebo menej) spôsobiť znečistenie elektrickej siete. Medzinárodná elektrotechnická komisia (IEC) pre to sformulovala sériu štandardov, napríklad IEC555, IEC917, IEC1000 atď. V skutočnosti má veľa výkonových elektronických zariadení na úsporu energie tendenciu stať sa zdrojom znečistenia energetickej siete: vstrekujte do elektrickej siete vážne harmonické prúdy vysokého rádu, čo znižuje celkový účinník a spája veľa rázových hrotov s napätím v sieti, a dokonca má chýbajúce uhly a skreslenia. . Na konci 20. storočia sa zrodili rôzne aktívne filtre a aktívne kompenzačné schémy a bolo veľa spôsobov, ako korigovať účinník. Tie položili základ pre hromadnú výrobu rôznych zelených spínaných zdrojov v 21. storočí. Moderná výkonová elektronická technológia je základom pre vývoj technológie spínaného napájania. S neustálym vývojom nových výkonových elektronických zariadení a topológií obvodov vhodných pre vyššie spínacie frekvencie sa bude moderná technológia napájania rýchlo rozvíjať pod impulzom skutočných potrieb. Podľa tradičnej aplikačnej technológie je výkon spínaného napájacieho zdroja ovplyvnený obmedzením výkonu napájacích zariadení. S cieľom maximalizovať vlastnosti rôznych napájacích zariadení a minimalizovať vplyv výkonu zariadenia na výkon spínaného napájacieho zdroja môže nová topológia výkonového obvodu a nová riadiaca technológia umožniť, aby hlavný vypínač pracoval v stave nulového napätia alebo nulového prúdu, čo môže byť Výrazne zlepšiť pracovnú frekvenciu, zlepšiť účinnosť spínacieho zdroja a navrhnúť spínací zdroj s vynikajúcim výkonom. Celkovo sa výkonová elektronika a technológia spínaného napájacieho zdroja naďalej vyvíjajú z dôvodu aplikačných požiadaviek a vývoj nových technológií aktualizuje mnoho aplikačných produktov a otvára aktualizovanejšie aplikačné polia. Realizácia vysokofrekvenčného spínaného zdroja&# 39, modularizácie, digitalizácie, ekologizácie atď. Poznačí vyspelosť týchto technológií a umožní spojenie vysokej a vysokej kvality elektrickej energie. V posledných rokoch, s rozvojom komunikačného priemyslu, má spínaný zdroj napájania pre komunikáciu s technológiou spínaného zdroja ako hlavný produkt na domácom trhu dopyt vo výške viac ako 2 miliardy juanov, čo prilákalo veľké množstvo vedeckých a technologických pracovníkov na doma a v zahraničí na uskutočňovanie vývoja a výskumu. Všeobecným trendom je, že spínacie zdroje nahrádzajú lineárne zdroje napájania a fázovo riadené zdroje napájania. Preto začína domáci trh so systémami napájania elektrickou energiou, ktorý má dopyt aj po miliardách výstupných hodnôt, a čoskoro sa bude rozvíjať. Existuje veľké množstvo ďalších špeciálnych napájacích zdrojov a priemyselných napájacích zdrojov s technológiou spínaného napájania, pretože jadro čaká na vývoj ľudí.