因通訊設(shè)備中所用集成電路的種類繁多

1、因通訊設(shè)備中所用集成電路的種類繁多,其電源電壓也各不相同,在通信供電系統(tǒng)中采用高功率密度的高頻DC-DC隔離電源模塊,從中間母線電壓(一般為48V直流,變換成所需的各種直流電源,這樣可大大減小損耗、,方便維護,且安裝、增加非常方便。一般都可直接安裝在標(biāo)準(zhǔn)控制板上,對二次電源的要求是高功率密度。因通信容量的不斷增加,通信電源容量也將不斷增加。直流-直流(DC/DC變換器DC/DC變換器將一個固定的直流電壓變換可變的直流電壓,這種技術(shù)被廣泛應(yīng)用于無軌電車,地鐵列車,電動車的無級變速和控制,同時使上述控制控制獲得加速平穩(wěn),并同時收到節(jié)約電能的效果。用直流斬波器代替變阻器,可節(jié)約電能(20-30%。直

2、流斬波器不僅能起調(diào)壓作用(開關(guān)電源,同時還能起到有效的抑制電網(wǎng)側(cè)諧波電流,噪聲的作用。不間斷電源(ups不間斷電源(ups是計算機通信系統(tǒng)以要求提供,不能中斷場合所必需的的一種高性能電源。交流市電輸入經(jīng)整流器變成直流,一部分能量給蓄電池充電,另一部分能量經(jīng)逆變器變成交流,經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)送到負載。為了在逆變器故障時仍能向負載提供能量,另一條路備用電源通過電源轉(zhuǎn)換開關(guān)來實現(xiàn)。變頻器電源變頻器電源主要用于交流電機的變頻調(diào)速,其在電器傳動系統(tǒng)中占據(jù)的地位日趨重要,已獲得巨大地能源效果。變頻器電源主電路均采用交流-直流-交流方案。I頻電源通過整流器變成固定的直流電源,然后由大功率晶體管或IGBT組成的PWM

3、高頻變換器,將直流電壓逆變成電壓,頻率可變的交流輸出,電源輸出波形近于正弦波,用于驅(qū)動交流異步電機實現(xiàn)無級變速。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性能、高效、省材的新型焊機電源,代表了當(dāng)今焊機電源的發(fā)展方向。由于IGBT大容量模塊的商用化,這種電源更有著廣闊的應(yīng)用前景。大功率開關(guān)型高壓直流電源大功率開關(guān)型高壓直流電源廣泛應(yīng)用于靜電除塵、水質(zhì)改良、醫(yī)用C光機、CT機等大型設(shè)備。高壓高達50-159KV,電流達到0.5A以上,功率可達100KW電力有源濾波器傳統(tǒng)的交流-直流(A V-DC變換器在投運時,將向電網(wǎng)注入大量的諧波電流,引起諧波損耗和干擾,同時還出現(xiàn)裝置網(wǎng)側(cè)功率因數(shù),惡

4、化的現(xiàn)象,即所謂的“電力公害”,例如,不可控整流加電容濾波時,網(wǎng)側(cè)三次諧波含量可達(70-80%,網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)僅有0.5-0.6。分布式開關(guān)電源供電系統(tǒng)分布式電源供電系統(tǒng)采用小功率模塊和大規(guī)模集成電路作基礎(chǔ)部件,利用最新理論和技術(shù)成果,組成積木式、智能化的大功率供電電源,從而使強電和弱點電源緊密結(jié)合降低大功率元器件、大功率裝置(集中式的研制壓力,提高生產(chǎn)效率。高頻開關(guān)電源的發(fā)展趨勢在電力電子技術(shù)的應(yīng)用及各種電源系統(tǒng)中,開關(guān)電源技術(shù)均處于核心地位。對于大型電解電鍍電源,傳統(tǒng)的電路非常龐大而笨重,如果采用高頻開關(guān)電源技術(shù),其體積和重量都會大幅的下降,而且可極大提高電源利用效率,節(jié)省材料,降低成本。

5、高頻化理論分析和實踐經(jīng)驗表明,電器產(chǎn)品的變壓器、電感和電容的體積、重量與供電頻率的平方根成反比。所以當(dāng)我們把頻率從I頻50HZ提高到20KHZ,提高四十倍的話,用電設(shè)備的體積重量大體下降I頻設(shè)計的5-10%。模塊化模塊化有兩方面的含義,其一是指功率器件的模塊化,其二是指電源單元的模塊化。我們常見的器件模塊,含有一單元、兩單元六單元至七單元,包括開關(guān)器件和與之反并聯(lián)的二極管;實質(zhì)上都屬于“標(biāo)準(zhǔn)”功率模塊(spm數(shù)字化在傳統(tǒng)功率電子技術(shù)中,控制部分是按模擬信號來設(shè)計和工作的。在六七十年代,電力電子技術(shù)完全是建立在模擬電路基礎(chǔ)上的,但是,現(xiàn)代數(shù)字式信號,數(shù)字電路顯得越來越重要,數(shù)字信號處理技術(shù)日趨完

6、善成熟,顯示出越來越多的優(yōu)點:便于計算機處理控制,避免模擬信號的畸變失真,減小雜散信號的干擾(提高抗干擾能力,便于軟件包調(diào)式和遙感遙測遙調(diào),也便于自診斷,容錯等技術(shù)的植入。綠色化電源系統(tǒng)的綠色化有兩層含義:首先是顯著節(jié)點,這意味著發(fā)電容量的節(jié)約,而發(fā)電是造成環(huán)境污染的重要原因,所以節(jié)電就可以減少對環(huán)境污染;其次,這些電源不能(減少對電網(wǎng)產(chǎn)生污染,國際電工委員會(IEC對比制定了一系列標(biāo)準(zhǔn),如IEC555,IEC917,IEC1000等。事實上,許多功率電子節(jié)電產(chǎn)品往往會變成對電網(wǎng)的污染;向電網(wǎng)注入嚴(yán)重的高次諧波電流,使總功率因數(shù)下降,使電網(wǎng)電壓耦合許多毛刺尖峰,甚至出現(xiàn)缺角和畸變?？偠灾?電

7、力電子技術(shù)及開關(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)又會是許多應(yīng)用產(chǎn)品更新?lián)Q代,還會開拓更多更新的領(lǐng)域。開關(guān)電源高頻化,模塊化,數(shù)字化,綠色化等的實現(xiàn),將標(biāo)志著這些技術(shù)的成熟,實現(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,以開關(guān)電源技術(shù)以核心的的通信用開關(guān)電源,僅國內(nèi)有20多億人民幣的市場需求,吸引了國內(nèi)外一大批人員對其進行開發(fā)研究。電力發(fā)展前景電力學(xué)的發(fā)展前景述評1973年NEWELL在美國以電力電子學(xué)命名的專家會議上提出電力電子學(xué)時電氣工程三大主要領(lǐng)域電力電子與控制之間的邊緣科學(xué)。于此同時他還對電力電子的發(fā)展前景作了如下幾點估計:1采用電力半導(dǎo)體器件的的電力電子裝置將

8、繼續(xù)發(fā)展并出現(xiàn)過去為開拓的新領(lǐng)域2借助于電子計算機的的電路分析與器件模擬技術(shù)將進一步發(fā)展使理論的系統(tǒng)設(shè)計成為可能,而電力電子學(xué)將因此成為一門學(xué)科。3電力半導(dǎo)體器件經(jīng)過研究和發(fā)展將和小信號元件同樣取得迅速的發(fā)展4規(guī)格化的一般用途的開關(guān)模塊組件將進一步向廉價、可靠、多功能發(fā)展。模塊中還將包括控制電路在內(nèi)。5高等院校中開始出現(xiàn)電力電子學(xué)專業(yè),國家將要求某些大學(xué)設(shè)計這么學(xué)科。6本學(xué)科內(nèi)有關(guān)專業(yè)如器件和電路間的交流協(xié)作將加強并出現(xiàn)有關(guān)電力電子學(xué)的入門知識。7高壓及快速半導(dǎo)體器件將繼續(xù)提高性能并降低價格。8交流及快速技術(shù)將不斷發(fā)展和普及。9引入微電子技術(shù)后系統(tǒng)的控制性能將進一步提高。10降低無功功率及抑制

9、高次諧波的技術(shù)將發(fā)展。11電力電子學(xué)將和節(jié)能結(jié)合成為今后重要的發(fā)展方向。12直流輸電,新能源技術(shù)等發(fā)電輸電方面的應(yīng)用。13斬波器電車,超高速鐵道等車輛方面的應(yīng)用。14電力用高頻振蕩技術(shù)。在電力半導(dǎo)體器件方面正如發(fā)展前所做的估計也正向功率快速模塊廉價四個方向發(fā)展。并根據(jù)我國當(dāng)前狀況正特別強調(diào)與加強可靠性、成品率、全面參數(shù)三個方面的工作。在電力電子裝置方面我國當(dāng)前生產(chǎn)最多的是牽引、電化、和電熱冶金,直流傳到、勵磁四類裝置方面。但正如發(fā)展前景所估計的斬波調(diào)速、交流調(diào)速、直流輸電、靜止補償?shù)确矫嬉惨延兴l(fā)展或正在開始工作。電力電子技術(shù)正在加快發(fā)展的步伐,電力電子技術(shù)的發(fā)展加強了器件、電路、裝置、系統(tǒng)和

10、控制各個方面的聯(lián)系,其相互間的促進更為明顯。電力電子技術(shù)發(fā)展動態(tài)裝置對器件提出的要求AC-DC、DC-AC自然換向、AC-AC這三種交流方式一般不要求元件的快速化所以向普及型的中小型器件包括雙向和模塊及高壓大容量方向發(fā)展,而大功率光控器件則直接由直流輸電等應(yīng)用方面提出目的是取得控制部分和主回路的光絕緣。而DC-AC強迫換向。DC-DC-這兩種變流方式也要求高壓大容量,但首先要求高壓大容量,但要求縮短關(guān)斷時間以使換向電路小型化,提高頻率以求主回路部件小型化發(fā)展門極關(guān)斷自關(guān)斷器件以簡化換向電路,因此采用自然換向的逆變電流很大程度取決于快速元件特別是自關(guān)斷型器件的發(fā)展速度和經(jīng)濟效果。近年來可關(guān)斷晶閘

11、管和場控晶閘管有了新的突破電壓已達2500伏。晶體管的功率容量也在穩(wěn)步增長。這些都將對逆變電路的發(fā)展起很大的影響。電力半導(dǎo)體器件發(fā)展的四個方向先從功率化來看。值得指出的是整個七十年代元器件的電壓一直維持在4000伏左右。這說明雖有較高電壓的樣品但始終未成為產(chǎn)品。而控制容量電壓X電流卻在七十年代中期有了大幅度的上升這是硅材料迅速發(fā)展的結(jié)果。在日本1972年大量采用60的硅片,1978年采用75100的硅片而現(xiàn)在已開始采用125150硅片因而電流容量有了迅速上升。日本有關(guān)資料估計十年后電壓水平為700010000伏。國內(nèi)當(dāng)前應(yīng)首先強調(diào)可靠性,成品率和全面參數(shù)。使用戶所取得的是一個真正可靠地,質(zhì)量優(yōu)

12、良的價格合理的產(chǎn)品。在這基礎(chǔ)上向更高的容量發(fā)展也是必然的趨勢。從快速化來看目前發(fā)展有兩種趨勢,一是對現(xiàn)有的快速晶閘管盡量爭取有更合理的設(shè)計及工藝。例如提高dv/dt以縮短關(guān)斷時間更精確地控制少子壽命電子輻射及亞輻射采用陽極短路或五層機構(gòu)等。另一方面是發(fā)展新器件。目前快速晶閘管的電壓電流與關(guān)斷時間已達到了相對高的水平?？偟膩碚f自關(guān)斷器件的關(guān)斷時間較短。從模塊化的發(fā)展來看當(dāng)前有三種概念,一是將小容量器件組合在一個塑料封裝內(nèi)最常見的是晶閘管或整流器組成的各種橋組。如果加上觸發(fā)部分及控制部分就可能組合成固態(tài)繼電器,接觸器或開關(guān)。二是把大容量器件和它的一些附件如容阻保護、熔斷器、脈沖變壓器、散熱器組合在

13、一起然后再把這種模塊組成一個標(biāo)準(zhǔn)組件如電橋。有時也把一對反并聯(lián)晶閘管裝在同一個散熱器中。進一步的發(fā)展趨勢是吧整個裝置做成一個模塊例如斬波器的模塊,因此可以說:模塊化不僅將使裝置工作可取得使用方便的標(biāo)準(zhǔn)而且還有進一步將裝置和器件工作者結(jié)合到一起的趨勢。從廉價、小型和輕量化來看包括裝置的小型化輕量化當(dāng)前大概有五個發(fā)展趨勢:1中小容量器件為了降低價格有玻璃鈍化,塑料封轉(zhuǎn)的發(fā)展2對大型器件及其裝置而言增大器件容量可減少串并聯(lián)數(shù)從而裝置能小型輕量化。3是模塊化也可達到廉價、小型和輕量化。4 是采用自關(guān)斷型器件來減小換向電路體積和高頻化以降低變壓器的容量5提高冷卻效果從1970年到1980年晶閘管容量增大

14、了610倍耗散功率也增大了45倍而單位輸出功率所占的體積約縮小了5倍,在此情況下如不提高冷卻效果就無法把熱量散出去?，F(xiàn)在冷卻媒體已從空氣、油、水而發(fā)展到氟利昂。而絕緣媒體已從空氣、油發(fā)展到SF6和氟利昂,在這方面國內(nèi)外都進行了許多試驗和研究。裝置與交流方式的關(guān)系,電力電子裝置大致可分為:1電力氣系統(tǒng)用裝置如直流輸電、揚水發(fā)電所、新能源利用、閃變防止、無功補償、發(fā)電機勵磁等方面用裝置。2各種電源如化工電源、電車或地鐵變電所電源、焊接機電源、電爐電源、中頻電源、各種恒壓恒頻或變壓變頻電源、不停電電源、臭氧發(fā)生電源、充電電源等。3車輛用變流裝置如斬波器電車、地鐵車輛、工礦用車、交流電汽車等。4開關(guān)用裝置各種交直流無接點開關(guān)、固態(tài)繼電器、接觸器等。節(jié)能節(jié)能的工牌電力電子學(xué),電力電子學(xué)和節(jié)能相聯(lián)系,是由電力電子學(xué)本身的特征決定的。因為電力電子技術(shù)本身就是一種研究高效變換和控制的技術(shù)。因此,說節(jié)能服務(wù)是電力電子技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。節(jié)能是發(fā)展電力電子技術(shù)的巨大動力,而電力電子技術(shù)也將為節(jié)能作出巨大貢