現(xiàn)代電源技術(shù)發(fā)展綜述

1、網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院可編程控制器大作業(yè)題 目： 現(xiàn)代電源技術(shù)發(fā)展綜述題目一：現(xiàn)代電源技術(shù)發(fā)展綜述總則： 論述現(xiàn)代電源技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用，并結(jié)合電力電子技術(shù)的發(fā)展，分析現(xiàn)代電源技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。撰寫(xiě)要求：（1）介紹現(xiàn)代電源技術(shù)的發(fā)展概況。（2）介紹現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展概況。（3）選擇一種電源，介紹其發(fā)展及應(yīng)用。（4）總結(jié)（需要說(shuō)明的問(wèn)題） 。（5）為區(qū)分實(shí)驗(yàn)報(bào)告是否獨(dú)立完成，請(qǐng)寫(xiě)些自己對(duì)該課程的想法或者學(xué)習(xí)心得。現(xiàn)代電源技術(shù)是應(yīng)用電力電子半導(dǎo)體器件，綜合自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)（微處理器）技術(shù) 和電磁技術(shù)的多學(xué)科邊緣交又技術(shù)。在各種高質(zhì)量、高效、高可靠性的電源中起關(guān)鍵作用， 是現(xiàn)代電力電子技術(shù)的具體應(yīng)用。當(dāng)前

2、，電力電子作為節(jié)能、節(jié)才、自動(dòng)化、智能化、機(jī)電一體化的基礎(chǔ)，正朝著 應(yīng)用技術(shù)高頻化、硬件結(jié)構(gòu)模塊化、產(chǎn)品性能綠色化的方向發(fā)展。在不遠(yuǎn)的將來(lái)，電力電 子技術(shù)將使電源技術(shù)更加成熟、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用，實(shí)現(xiàn)高效率和高品質(zhì)用電相結(jié)合。1、現(xiàn)代電源技術(shù)發(fā)展 1、1 現(xiàn)代電源技術(shù)概況現(xiàn)代電源技術(shù)是應(yīng)用電力電子半導(dǎo)體器件，綜合自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)技術(shù)和電磁技術(shù)的 多學(xué)科邊緣交又技術(shù)，是現(xiàn)代電力電子技術(shù)的具體應(yīng)用，它的應(yīng)用范圍廣泛，特別是它綜 合了多種學(xué)科的先進(jìn)的知識(shí)，能為高新技術(shù)的發(fā)展提供有力的支撐。電源的種類按照不同的分類標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看， 主要有以下幾種：按輸入 - 輸出分為 AC-AC、AC-C、 DC-C、DC-C；按

3、工作狀態(tài)分為線性電源、開(kāi)關(guān)電源、二極管穩(wěn)壓電源；按同負(fù)載連接穩(wěn)壓 方式分為串聯(lián)型穩(wěn)壓電源、并聯(lián)型穩(wěn)壓電源。在各種電源中開(kāi)關(guān)電源以其體積小、效率高、 環(huán)路 PWM控制、輸出短路和過(guò)載保護(hù)等特性已占領(lǐng)了電源市場(chǎng)，在電力電子技術(shù)的應(yīng)用及 各種電源系統(tǒng)中， 開(kāi)關(guān)電源技術(shù)均處于核心地位。 電源設(shè)備用以實(shí)現(xiàn)電能變換和功率傳遞， 是一種技術(shù)含量高、知識(shí)面寬、更新?lián)Q代快的產(chǎn)品。1、2 電源技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，電力電子器件的不斷更新升級(jí)，現(xiàn)代電源技術(shù)勢(shì)必會(huì) 得到不斷的發(fā)展，其發(fā)展的主要趨勢(shì)是：首先，技術(shù)的模塊化、智能化。電源技術(shù)模塊化有兩方面的含義 , 其一是指功率器件 的模塊化 , 其二

4、是指電源單元的模塊化。新型電源將其各種模塊集成在一起，使開(kāi)關(guān)電源 的體積進(jìn)一步縮小，提高了器件的穩(wěn)定性和系統(tǒng)的可靠性。輸出穩(wěn)壓電路模塊化，使電源 在實(shí)際應(yīng)用中更加靈活、方便、智能。其次，技術(shù)的多元化，數(shù)字化?，F(xiàn)代電子技術(shù)是一門綜合性技術(shù)學(xué)科，電源技術(shù)的發(fā)展與 相關(guān)技術(shù)的發(fā)展是相互促進(jìn)的。與電源相關(guān)的技術(shù)有高頻變換技術(shù)、功率轉(zhuǎn)換技術(shù)、數(shù)字 化控制技術(shù)、全諧振高頻軟開(kāi)關(guān)變換技術(shù)、同步整流技術(shù)、高度智能化技術(shù)、電磁兼容技 術(shù)等，為了不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，電源技術(shù)要了解相關(guān)行業(yè)的技術(shù)水平和動(dòng)態(tài)，及時(shí)更新知 識(shí)技能。最后，技術(shù)的綠色化。在工業(yè)化進(jìn)程中，環(huán)境友好越來(lái)越受到全社會(huì)的關(guān)注。因此電 源技術(shù)的低能耗、

5、低污染、高效率已成為發(fā)展的必然趨勢(shì)。使新的電源技術(shù)能夠節(jié)約能源 消耗，減少對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)提高用電效率，避免能源浪費(fèi)。 20 世紀(jì)末，各種有源濾波 器和有源補(bǔ)償器的方案誕生，能夠修正功率因數(shù)，為 2 l 世紀(jì)批量生產(chǎn)各種綠色電源產(chǎn)品 奠定了基礎(chǔ)。2、現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展2、1 現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展歷程電力電子技術(shù)是利用電力電子器件對(duì)電能進(jìn)行控制和轉(zhuǎn)換的學(xué)科。它是電力、電子、 控制三大電氣工程技術(shù)領(lǐng)域之間的交叉學(xué)科。隨著科技的發(fā)展，電力電子技術(shù)和現(xiàn)代控制 理論、材料科學(xué)、電機(jī)工程、微電子技術(shù)等許多領(lǐng)域密切相關(guān)，已逐步發(fā)展成為一門多學(xué) 科相互滲透的綜合性技術(shù)學(xué)科。現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了

6、整流器時(shí)代、 逆變器時(shí)代和變頻器時(shí)代， 各種電力電子 器件不斷更新，也促進(jìn)了電力電子技術(shù)在許多新領(lǐng)域的應(yīng)用。具體的發(fā)展歷程是：第一，整流器時(shí)代。大功率的工業(yè)用電由工頻 (50Hz) 交流發(fā)電機(jī)提供，但是大約有 20% 的電能是以直流形式消費(fèi)的，其中最典型的是電解、牽引和直流傳動(dòng)這三大領(lǐng)域。在這個(gè) 階段，大功率硅整流管和晶閘管的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用得到了很大發(fā)展。第二，逆變器時(shí)代。二十世紀(jì)七十年代，由于微機(jī)的發(fā)展，使電力電子裝置得以進(jìn)一步 朝智能化的方向發(fā)展。隨著電力電子電路的發(fā)展和完善，由晶閘管組成的多種不同類型的 電力電子裝置不斷出現(xiàn)。大功率逆變用的晶閘管、門極可關(guān)斷晶閘管和巨型功率晶體管是 當(dāng)時(shí)電力

7、電子器件的主角。這時(shí)的電力電子技術(shù)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)整流和逆變，但工作頻率較 低，僅局限在中低頻范圍內(nèi)。第三，變頻器時(shí)代。八十年代大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅猛發(fā)展，為現(xiàn)代電力 電子技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。集成電路技術(shù)的精細(xì)加工技術(shù)和高壓大電流技術(shù)有機(jī)結(jié)合， 產(chǎn)生了一批全新的全控型功率器件。 MOSFET和 IGBT 的相繼問(wèn)世，是傳統(tǒng)的電力電子向現(xiàn) 代電力電子轉(zhuǎn)化的標(biāo)志。新型器件的發(fā)展不僅使交流電機(jī)性能更加完善可靠，而且使現(xiàn)代 電子技術(shù)不斷向高頻化發(fā)展，為用電設(shè)備的高效節(jié)能，實(shí)現(xiàn)小型輕量化，機(jī)電一體化和智 能化提供了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。2、2 現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)在當(dāng)代的知識(shí)社會(huì)中強(qiáng)調(diào)技術(shù)創(chuàng)新

8、，我國(guó)政府和企業(yè)也不斷加大創(chuàng)新意識(shí)，將創(chuàng)新視 為企業(yè)工作的主導(dǎo)內(nèi)容。電力電子技術(shù)是一項(xiàng)生命力旺盛的技術(shù)，與多種學(xué)科相互滲透， 因而建立電氣工業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新機(jī)制，發(fā)展先進(jìn)的電力電子技術(shù)，對(duì)于優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、推動(dòng) 新型電氣工業(yè)升級(jí)和帶動(dòng)我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新具有重要作用。二十世紀(jì) 90 年代電力電子器件的研究和開(kāi)發(fā)，已進(jìn)入高頻化，標(biāo)準(zhǔn)模塊化，集成化和 智能時(shí)代。以目前的形勢(shì)來(lái)看，電力電子技術(shù)主要發(fā)展趨勢(shì)將仍是是高頻化和智能化。高 頻化和變頻技術(shù)的發(fā)展，將使機(jī)電設(shè)備向高頻化方向發(fā)展，提高響應(yīng)速度，實(shí)現(xiàn)最佳工作 效率，并能實(shí)現(xiàn)無(wú)噪音且兼具全新的功能和用途。而智能化的進(jìn)展，會(huì)促進(jìn)信息處理與功 率處理的合一，

9、促進(jìn)電子技術(shù)的發(fā)展。3、開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展及應(yīng)用開(kāi)關(guān)電源( Switching?power?supply )是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制開(kāi)關(guān)管開(kāi)通和關(guān) 斷的時(shí)間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源，開(kāi)關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制IC 和 MOSFE構(gòu)T 成。應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化控制、軍工設(shè)備、科研設(shè)備、 LED照明、工控設(shè)備、 通訊設(shè)備、電力設(shè)備、儀器儀表、醫(yī)療設(shè)備、半導(dǎo)體制冷制熱、空氣凈化器，電子冰箱， 液晶顯示器， LED燈具，通訊設(shè)備，視聽(tīng)產(chǎn)品，安防，電腦機(jī)箱，數(shù)碼產(chǎn)品和儀器類等領(lǐng) 域。開(kāi)關(guān)電源高頻化是其發(fā)展的方向，高頻化使開(kāi)關(guān)電源小型化，并使開(kāi)關(guān)電源進(jìn)入更廣 泛的應(yīng)用領(lǐng)域，特別是在高新技

10、術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用，推動(dòng)了開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展前進(jìn)，產(chǎn)品不斷向 著輕、小、薄、低噪聲、高可靠、抗干擾的方向發(fā)展。四、總結(jié)現(xiàn)代電力電子技術(shù)是開(kāi)關(guān)電源技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。 隨著新型電力電子器件和適于更高開(kāi)關(guān) 頻率的電路拓?fù)涞牟粩喑霈F(xiàn)，現(xiàn)代電源技術(shù)將在實(shí)際需要的推動(dòng)下快速發(fā)展。在傳統(tǒng)的應(yīng) 用技術(shù)下，由于功率器件性能的限制而使開(kāi)關(guān)電源的性能受到影響。為了極大發(fā)揮各種功 率器件的特性，使器件性能對(duì)開(kāi)關(guān)電源性能的影響減至最小，新型的電源電路拓?fù)浜托滦?的控制技術(shù)，可使功率開(kāi)關(guān)工作在零電壓或零電流狀態(tài)，從而可大大的提高工作頻率，提 高開(kāi)關(guān)電源工作效率，設(shè)計(jì)出性能優(yōu)良的開(kāi)關(guān)電源?？偠灾?電力電子及開(kāi)關(guān)電源技術(shù)因應(yīng)用需求不斷向前發(fā)展， 新技術(shù)的出現(xiàn)又會(huì) 使許多應(yīng)用產(chǎn)品更新?lián)Q代，還會(huì)開(kāi)拓更多更新的應(yīng)用領(lǐng)域。開(kāi)關(guān)電源高頻化、模塊化、數(shù) 字化、綠色化等的實(shí)現(xiàn)，將標(biāo)志著這些技術(shù)的成熟，實(shí)現(xiàn)高效率用電和高品質(zhì)用電相結(jié)合。 這幾年，隨著通信行業(yè)的發(fā)展，以開(kāi)關(guān)電源技術(shù)為核心的通信用開(kāi)關(guān)電源，僅國(guó)內(nèi)有20 多億人民幣的市場(chǎng)需求，吸引了國(guó)內(nèi)外一大批科技人員對(duì)其進(jìn)行開(kāi)發(fā)研究。開(kāi)關(guān)電源代替線 性電源和相控電源是大勢(shì)所趨