Šiuolaikinės galios elektronikos ir energijos technologijų plėtra

Šiuo metu, kaip energijos taupymo, talentų taupymo, automatikos, intelekto ir elektromechaninės integracijos pagrindas, galios elektronika vystosi aukšto dažnio taikymo technologijos, modulinės aparatinės įrangos struktūros ir ekologiškų produktų veikimo kryptimi. Netolimoje ateityje galios elektroninės technologijos pavers energijos technologijas brandesnėmis, ekonomiškesnėmis ir praktiškesnėmis bei pasieks aukšto efektyvumo ir aukštos kokybės elektros energijos derinį. 1. Galios elektronikos technologijos plėtra Šiuolaikinės galios elektronikos technologijos vystymosi kryptis yra perėjimas nuo tradicinės galios elektronikos, kuri orientuota į žemo dažnio technologijas problemoms spręsti, prie modernios galios elektronikos, kuri orientuota į aukšto dažnio technologijas. Galios elektronikos technologija prasidėjo nuo silicio lygintuvų įtaisų 1950-ųjų pabaigoje ir 1960-ųjų pradžioje. Jo kūrimas iš eilės išgyveno lygintuvų erą, keitiklių erą ir dažnio keitiklių erą ir paskatino galios elektroninių technologijų taikymą daugelyje naujų sričių. Devintojo dešimtmečio pabaigoje ir 1990-ųjų pradžioje galios puslaidininkiniai sudėtiniai įtaisai, atstovaujami maitinimo MOSFET ir IGBT, kurie integruoja aukšto dažnio, aukštos įtampos ir didelės srovės srovę, buvo sukurti 1980-ųjų pabaigoje ir 1990-ųjų pradžioje, o tai rodo, kad tradicinė galios elektronikos technologija įžengė į šiuolaikinė galios elektronikos era. 1.1 Didelės galios pramoninę elektrą lygintuvų epochoje teikia maitinimo dažnio (50Hz) kintamosios srovės generatoriai, tačiau apie 20% elektros energijos sunaudojama nuolatinės srovės pavidalu, iš kurių tipiškiausia yra elektrolizė (spalvotieji metalai) ir cheminėms žaliavoms reikia nuolatinės srovės elektrolizės), traukos (elektrinis lokomotyvas, dyzelinis lokomotyvas, metro lokomotyvas, miesto troleibusas ir kt.) ir nuolatinės srovės pavara (plieno valcavimas, popieriaus gamyba ir kt.) yra trys pagrindinės sritys. Didelės galios silicio lygintuvai gali labai efektyviai paversti kintamą elektros srovę į nuolatinę. Todėl praėjusio amžiaus septintajame ir septintajame dešimtmetyje labai išplėtotas ir pritaikytas galingų silicio lygintuvų ir tiristorių kūrimas. Tuo metu Kinijoje kilo didelio masto silicio lygintuvų gamyklų įkūrimas. Šiuo metu šalyje silicio lygintuvus gaminantys dideli ir maži puslaidininkių gamintojai yra to meto produktai. 1.2 Inverterių era 1970 m. Įvyko pasaulinė energetinė krizė, o kintamosios srovės varikliai' dažnio keitimo greitis sparčiai vystėsi dėl nepaprasto energijos taupymo efekto. Pagrindinė kintamo dažnio greičio reguliavimo technologija yra nuolatinės srovės pavertimas kintama srove 0-100Hz. 1970-aisiais ir 1980-aisiais, populiarėjant kintamo dažnio greičio reguliavimo įtaisams, tiristoriai, milžiniški galios tranzistoriai (GTR) ir vartų išjungimo tiristoriai (GT0), naudojami didelės galios keitikliams, tuo metu tapo galingų elektroninių prietaisų veikėjais. Panašios programos apima aukštos įtampos nuolatinės srovės išėjimą, statinę reaktyviosios galios dinaminę kompensaciją ir pan. Šiuo metu galios elektronikos technologija sugebėjo pasiekti ištaisymą ir inversiją, tačiau veikimo dažnis yra žemas, apsiriboja tik žemų dažnių diapazonu. 1.3 Dažnio keitiklių era Devintajame dešimtmetyje spartus plataus masto ir labai plataus masto integrinių grandynų technologijos vystymasis padėjo pagrindą šiuolaikinės galios elektronikos technologijų plėtrai. Organiškai sujungus smulkią integruotų grandinių technologijos technologiją, aukštos įtampos ir didelės srovės technologiją, atsirado nauja visiškai valdomų maitinimo prietaisų partija, visų pirma, atsirado maitinimo MOSFET, dėl kurių buvo sukurtos mažos ir vidutinio maitinimo šaltiniai į aukštus dažnius, o paskui izoliuoti vartai. Bipolinių tranzistorių (IGBT) atsiradimas suteikė galimybių plėtoti didelius ir vidutinius maitinimo šaltinius iki aukštų dažnių. Nuoseklus MOSFET ir IGBT pasirodymas yra perėjimo iš tradicinės galios elektronikos į modernią galios elektroniką ženklas. Remiantis statistika, iki 1995 m. Pabaigos galios MOSFET ir GTR galios puslaidininkių įtaisų rinkoje pasiekė vienodą dalį, o IGBT naudojimas GTR pakeisti galios elektronikos srityje padarė išvadą. Naujų prietaisų kūrimas suteikia ne tik aukštesnį kintamosios srovės variklio dažnio keitimo greičio reguliavimo dažnį, todėl jo veikimas yra visapusiškesnis ir patikimesnis, bet ir leidžia šiuolaikinėms elektroninėms technologijoms toliau tobulėti link aukšto dažnio, kuris yra labai efektyvus, medžiaginis. taupo ir taupo elektros įrangą, taip pat supranta mažą ir lengvą svorį. Kiekybinis įvertinimas, mechatronika ir intelektas yra svarbus techninis pagrindas. 2. Šiuolaikinės galios elektronikos taikymo sritys 2.1 Kompiuterinis didelio efektyvumo ekologiškas maitinimo šaltinis Sparti kompiuterinių technologijų plėtra paskatino žmoniją patekti į informacinę visuomenę ir kartu paskatino spartų energijos tiekimo technologijų vystymąsi. Devintajame dešimtmetyje kompiuteriai visiškai pritaikė komutacinius maitinimo šaltinius ir užėmė lyderio poziciją pakeisdami kompiuterių maitinimo šaltinius. Tada perjungimo maitinimo technologija viena po kitos įžengė į elektronikos ir elektros įrangos sritį. Tobulėjant kompiuterinėms technologijoms, buvo pasiūlyti ekologiški kompiuteriai ir ekologiški maitinimo šaltiniai. Žalieji kompiuteriai paprastai reiškia asmeninius kompiuterius ir susijusius produktus, kurie nėra kenksmingi aplinkai. Ekologiški maitinimo šaltiniai yra didelio efektyvumo energiją taupantys maitinimo šaltiniai, susiję su ekologiškais kompiuteriais. Pasak JAV aplinkos apsaugos agentūros' s &; „Energy Star“ &; planas 1999 m. birželio 17 d., staliniai kompiuteriai Jei miego režimu asmeninio kompiuterio ar su juo susijusios periferinės įrangos energijos suvartojimas yra mažesnis nei 30 vatų, jis atitinka žalio kompiuterio reikalavimus. Energijos vartojimo efektyvumo didinimas yra pagrindinis būdas sumažinti energijos suvartojimą. Kalbant apie dabartinį 200 vatų komutacinį maitinimo šaltinį, kurio efektyvumas yra 75%, pats maitinimo šaltinis sunaudoja 50 vatų energijos. 2.2 Aukšto dažnio komutaciniai maitinimo šaltiniai ryšiams Sparti ryšių pramonės plėtra labai paskatino ryšių maitinimo šaltinių plėtrą. Aukšto dažnio miniatiūrinis komutacinis maitinimo šaltinis ir jo technologija tapo pagrindine šiuolaikinių ryšių maitinimo sistemų srove. Ryšio srityje lygintuvas paprastai vadinamas pirminiu maitinimo šaltiniu, o nuolatinės srovės (DC / DC) keitiklis - antriniu maitinimo šaltiniu. Pirminio maitinimo šaltinio funkcija yra paversti vienfazį arba trifazį kintamosios srovės tinklą į nuolatinės srovės maitinimo šaltinį, kurio vardinė vertė yra 48 V. Šiuo metu programos valdomų jungiklių pirminiame maitinimo šaltinyje tradicinis fazėmis valdomas reguliuojamas maitinimo šaltinis buvo pakeistas aukšto dažnio perjungimo maitinimo šaltiniu. Aukšto dažnio perjungimo maitinimo šaltinis (taip pat žinomas kaip komutacinis lygintuvas SMR) veikia per aukštą MOSFET arba IGBT dažnį, o perjungimo dažnis Paprastai jis valdomas 50–100 kHz diapazone, kad būtų pasiektas didelis efektyvumas ir miniatiūrizacija. Pastaraisiais metais komutacinių lygintuvų galingumas ir toliau didėjo, o vieno įrenginio galia padidėjo nuo 48V / 12.5A, 48V / 20A iki 48V / 200A, 48V / 400A. Dėl įvairių tipų integruotų grandinių, naudojamų ryšių įrangoje, jų maitinimo įtampa taip pat skiriasi. Ryšio energijos tiekimo sistemoje naudojamas didelio galingumo tankio aukšto dažnio nuolatinės nuolatinės srovės izoliuotas maitinimo modulis, skirtas tarpinei magistralės įtampai (paprastai 48 V DC) transformuoti į įvairias reikalingas nuolatinės įtampos gali labai sumažinti nuostolius, palengvinti priežiūrą ir yra labai patogu įdiegti ir padidinti. Paprastai jis gali būti tiesiogiai sumontuotas ant standartinės valdymo plokštės, o antrinio maitinimo šaltinio reikalavimas yra didelis galios tankis. Toliau didėjant ryšio pajėgumams, ryšių energijos tiekimo pajėgumai taip pat didės. 2.3 DC-DC (DC / DC) keitiklis DC / DC keitiklis pastoviąją nuolatinę įtampą paverčia kintama nuolatine įtampa. Ši technologija plačiai naudojama keičiant troleibusų, metro traukinių ir elektrinių transporto priemonių greitį be pakopų. Valdymas, tuo pačiu metu, aukščiau minėtas valdymas užtikrina sklandų, greitą reagavimą ir tuo pačiu energijos taupymo efektą. Varistorių pakeitimas nuolatinės srovės smulkintuvu gali sutaupyti energijos (20–30)%. Nuolatinės srovės smulkintuvas gali ne tik reguliuoti įtampą (perjungimo maitinimo šaltinį), bet ir efektyviai slopinti harmoninės srovės triukšmą tinklo pusėje. Komunikacijos maitinimo šaltinio antrinės galios nuolatinės ir nuolatinės srovės keitiklis buvo parduotas. Modulyje naudojama aukšto dažnio PWM technologija, perjungimo dažnis yra apie 500 kHz, o galios tankis yra 5W ～ 20W / in3. Kuriant didelio masto integrinius grandynus, reikalingas energijos tiekimo modulio miniatiūrizavimas, todėl būtina nuolat didinti perjungimo dažnį ir priimti naujas grandinių topologijas. Šiuo metu kai kurios įmonės sukūrė ir gamino dviejų tipų nulinės srovės perjungimo ir nulinės įtampos perjungimo technologijas. Antrinio maitinimo modulio galios tankis buvo labai pagerintas. 2.4 Nepertraukiamo maitinimo šaltinis (UPS) Nepertraukiamo maitinimo šaltinis (UPS) yra labai patikimas ir efektyvus maitinimo šaltinis, reikalingas kompiuteriams, ryšių sistemoms ir tiems atvejams, kai reikalingas nenutrūkstamas tiekimas. Kintamosios srovės įvestis lygintuvu paverčiama nuolatine nuolatine srove, dalis energijos įkraunama į akumuliatorių paketą, o kita energijos dalis inverteriu paverčiama kintamąja ir persijungimo jungikliu siunčiama į apkrovą. Norint vis tiek tiekti energiją apkrovai, kai keitiklis sugenda, per energijos perdavimo jungiklį realizuojamas kitas atsarginis energijos šaltinis. Šiuolaikinis UPS paprastai naudoja impulsų pločio moduliavimo technologiją ir šiuolaikinius galios elektroninius prietaisus, tokius kaip maitinimo MOSFET ir IGBT. Galima sumažinti maitinimo šaltinio triukšmą, pagerinti efektyvumą ir patikimumą. Įvedus mikroprocesoriaus programinę ir techninę įrangą, galima realizuoti pažangų UPS valdymą, nuotolinę priežiūrą ir nuotolinę diagnostiką. Šiuo metu didžiausia internetinio UPS talpa gali siekti 600kVA. Itin mažų UPS kūrimas taip pat vyksta labai sparčiai, yra produktų, turinčių įvairių specifikacijų, tokių kaip 0,5 kVA, lVA, 2 kVA ir 3 kVA. 2.5 Inverterio maitinimas Inverterio maitinimas daugiausia naudojamas kintamosios srovės variklių dažnio keitimui ir greičio reguliavimui, o jo padėtis elektrinės pavaros sistemoje tampa vis svarbesnė ir pasiekė didžiulį energijos taupymo efektą. Pagrindinė keitiklio maitinimo grandinė priima AC-DC-AC schemą. Pramoninis dažnio maitinimo šaltinis per lygintuvą paverčiamas pastoviąja nuolatine įtampa, o tada iš didelio galingumo tranzistorių arba IGBT sudarytas PWM aukšto dažnio keitiklis invertuoja nuolatinę įtampą į kintamosios įtampos ir dažnio kintamąją išėjimą. Maitinimo šaltinio išėjimo bangos forma yra panaši į sinusinę. Naudojamas kintamosios srovės asinchroniniams varikliams valdyti, kad būtų užtikrintas be greičio reguliavimas. Inverterio maitinimo šaltinių serija, mažesnė nei 400 kVA, pasirodė tarptautiniu mastu. Devintojo dešimtmečio pradžioje „Toshiba“ iš Japonijos oro kondicionieriams pirmą kartą pritaikė kintamosios srovės dažnio keitimo greičio reguliavimo technologiją. Iki 1997 m. Jos dalis Japonijoje pasiekė daugiau nei 70% buitinių oro kondicionierių. Inverteriniai oro kondicionieriai turi komforto ir energijos taupymo pranašumų. Buitiniai inverterinių oro kondicionierių tyrimai buvo pradėti 1990-ųjų pradžioje. 1996 m. Buvo pristatyta gamybos linija, skirta gaminti inverterinius oro kondicionierius, kurie palaipsniui suformavo karščiausią tašką inverterinių oro kondicionierių kūrimui ir gamybai. Tikimasi, kad kulminacija susiformuos apie 2000 m. Be keitiklio maitinimo šaltinio, keitiklio oro kondicionieriams taip pat reikalingas kompresoriaus variklis, tinkantis keitiklio greičiui reguliuoti. Valdymo strategijos optimizavimas ir funkcinių komponentų pasirinkimas yra tolesnė oro kondicionieriaus keitiklio maitinimo kryptis. 2.6 Aukšto dažnio keitiklio lygintuvo suvirinimo aparato maitinimo šaltinis Aukšto dažnio keitiklio ištaisymo suvirinimo aparato maitinimo šaltinis yra didelio našumo, efektyvus ir medžiagas taupantis naujas suvirinimo aparato maitinimo šaltinis, kuris atspindi šiandienos vystymosi kryptį' s suvirinimo aparato maitinimas. Dėl IGBT didelės talpos modulių komercializavimo tokio tipo maitinimo šaltinis turi platesnes galimybes. Inverterio suvirinimo aparato maitinimo šaltinyje dažniausiai naudojamas AC-DC-AC-DC (AC-DC-AC-DC) konversijos metodas. 50 Hz kintamoji srovė paverčiama nuolatine srove, visiškai ištaisant tiltą, o PWM aukšto dažnio konversijos dalis, sudaryta iš IGBT, nuolatinę srovę paverčia aukšto dažnio stačiakampe 20 kHz banga, sujungta aukšto dažnio transformatoriumi, ištaisyta ir filtruojama, ir tampa stabilia nuolatine srove, kuri naudojama lankiniam maitinimui. Dėl prastų suvirinimo aparato maitinimo sąlygų sąlygų ir dažnų trumpojo jungimo, lankinio ir atvirojo kontūro pakaitinių pakeitimų aukščiausių dažnių keitiklio lygintuvo suvirinimo aparato maitinimo patikimumas tapo svarbiausiu klausimu, ir tai taip pat labiausiai susirūpinusi vartotojų problema. . Naudojant mikroprocesorių kaip su impulso pločio moduliacija (PWM) susijusį valdiklį, išgaunant ir analizuojant kelis parametrus ir daugybę informacijos, pasiekiamas tikslas numatyti įvairias sistemos darbo sąlygas, o sistemą galima iš anksto sureguliuoti ir apdoroti. išspręsti problemą. Pagerinkite dabartinių didelės galios IGBT keitiklių maitinimo šaltinių patikimumą. Užsienio inverterio suvirinimo aparatai gali pasiekti nominalią suvirinimo srovę 300A, apkrovos trukmę 60%, visos apkrovos įtampą nuo 60 iki 75V, srovės reguliavimo diapazoną nuo 5 iki 300A ir svorį 29kg. 2.7 Didelės galios perjungimo aukštos įtampos nuolatinės srovės maitinimo šaltiniai Didelės galios perjungimo aukštos įtampos nuolatinės srovės maitinimo šaltiniai yra plačiai naudojami didelėje įrangoje, tokioje kaip elektrostatinis dulkių pašalinimas, vandens kokybės gerinimas, medicinos rentgeno aparatai ir kompiuterinės tomografijos mašinos. Įtampa siekia 50 ～ l59kV, srovė viršija 0,5A, o galia - iki 100kW. Nuo aštuntojo dešimtmečio kai kurios Japonijos kompanijos priėmė keitiklio technologiją, kuri, ištaisiusi, maitina elektros energiją į tarpinį maždaug 3 kHz dažnį ir tada ją padidina. Devintajame dešimtmetyje aukšto dažnio perjungimo maitinimo technologija sparčiai vystėsi. Vokietijos' s „Siemens“ naudoja tranzistorius kaip pagrindinį perjungimo elementą, kad padidintų maitinimo šaltinio perjungimo dažnį iki daugiau nei 20 kHz. Sauso tipo transformatorių technologija sėkmingai taikoma aukšto dažnio ir aukštos įtampos maitinimo šaltiniams, o aukštos įtampos transformatoriaus alyvos bakas pašalinamas, o tai dar labiau sumažina transformatorių sistemos tūrį. Šalyje buvo sukurtas elektrostatinio nusodintuvo aukštos įtampos nuolatinės srovės maitinimas. Tinklas ištaisomas į nuolatinę srovę, o visos tilto nulinės srovės jungiklio serijos rezonansinio keitiklio grandinė naudojama nuolatinei įtampai paversti aukšto dažnio įtampa, o tada padidinamas aukšto dažnio transformatorius ir galiausiai ištaisoma. Įtampa. Esant varžos apkrovos sąlygoms, išėjimo nuolatinė įtampa siekia 55kV, srovė siekia 15mA, o darbinis dažnis yra 25,6kHz. 2.8 Kai pradės veikti tradicinis aktyviosios galios filtro kintamosios srovės (kintamosios srovės) keitiklis, jis į elektros tinklą suleis daug harmoninės srovės, sukeldamas harmoninius nuostolius ir trukdžius, tuo pačiu metu Tinklo pusėje prastės prietaiso galios koeficientas. Reiškinys, vadinamasis &, galios užterštumas &, pvz., Kai nekontroliuojamas ištaisymas ir kondensatorių filtravimas, trečiasis harmonikos kiekis tinklo pusėje gali siekti (70 ～ 80)%, o galios koeficientas tinklelio pusėje yra tik 0,5 ～ 0,6. Aktyviosios galios filtras yra naujo tipo galios elektroninis prietaisas, galintis dinamiškai slopinti harmonikas. Jis gali įveikti tradicinių LC filtrų trūkumus ir yra perspektyvus harmoninės slopinimo metodas. Filtras susideda iš tilto perjungimo galios keitiklio ir specialios valdymo grandinės. Grąžinama ne tik išėjimo įtampa, bet ir vidutinė įėjimo srovė; (2) Dabartinės kilpos atskaitos signalas yra įtampos kilpos klaidos signalo ir visos bangos ištaisyto įtampos mėginių ėmimo signalo produktas. 2.9 Paskirstytoji komutacinė maitinimo sistema Paskirstytoje maitinimo sistemoje naudojami mažos galios moduliai ir didelio masto valdymo integriniai grandynai, kaip pagrindiniai komponentai, ir naudojamos naujausios teorijos bei technikos pasiekimai, kad būtų sudarytas pastato bloko stiliaus išmanus didelės galios maitinimo šaltinis. kad būtų užtikrinta stipri srovė ir griežta silpnos srovės integracija sumažina spaudimą kurti didelės galios komponentus ir didelės galios įtaisus (centralizuotus) ir pagerina gamybos efektyvumą. 8-ojo dešimtmečio pradžioje paskirstytų aukšto dažnio komutacinių maitinimo sistemų tyrimai iš esmės buvo nukreipti į keitiklių lygiagrečios technologijos tyrimus. Devintojo dešimtmečio viduryje ir pabaigoje, sparčiai tobulėjant aukšto dažnio galios keitimo technologijai, viena po kitos pasirodė įvairios keitiklių topologijos. Derinant didelio masto integrinių grandinių ir maitinimo komponentų technologijas, tapo įmanoma integruoti mažos ir vidutinės galios įtaisus, taip greitai skatinant paskirstytų aukšto dažnio komutacinių maitinimo sistemų tyrimų plėtrą. Nuo devintojo dešimtmečio pabaigos ši kryptis tapo tarptautinių galios elektronikos ratų tyrimų tašku. Darbų skaičius kasmet didėjo, o taikymo sritis toliau plėtėsi. Paskirstyto maitinimo metodas turi energijos taupymo, patikimumo, didelio efektyvumo, ekonomiškumo ir patogios priežiūros privalumus. Tai palaipsniui perėmė didelio masto kompiuteriai, ryšių įranga, kosminė erdvėlaida, pramoninės kontrolės ir kitos sistemos. Tai taip pat yra idealiausias energijos tiekimo būdas ypač greitoms integruotoms grandinėms naudojant žemos įtampos maitinimą (3,3 V). Didelės galios programose, tokiose kaip galvanizavimas, elektrolizės maitinimas, elektrinių lokomotyvų traukos maitinimas, tarpinio dažnio indukcinio šildymo maitinimo šaltinis, variklio pavaros maitinimas ir kituose laukuose, taip pat yra plačių galimybių. 3. Aukšto dažnio komutacinio maitinimo šaltinio raidos tendencija Taikant galios elektroninę technologiją ir įvairias maitinimo sistemas, pagrindinė yra perjungimo maitinimo technologija. Dideliems elektrolitinio dengimo maitinimo šaltiniams tradicinės grandinės yra labai didelės ir sunkios. Jei bus naudojama „Gordon“ perjungimo maitinimo technologija, jos tūris ir svoris labai sumažės, o energijos naudojimo efektyvumas gali būti žymiai pagerintas, medžiagų taupymas ir išlaidos. Elektrinėse transporto priemonėse ir kintamo dažnio pavarose jis neatsiejamas nuo perjungimo maitinimo technologijos. Perjungimo maitinimo šaltinis keičia maitinimo dažnį, kad būtų pasiektas idealus apkrovos suderinimas ir pavaros valdymas. Aukšto dažnio perjungimo maitinimo technologija yra pagrindinė įvairių didelės galios perjungimo maitinimo šaltinių (keitiklio suvirinimo aparato, ryšių maitinimo šaltinio, aukšto dažnio šildymo maitinimo šaltinio, lazerio, elektros energijos tiekimo maitinimo šaltinio ir kt.) Technologija. 3.1 Aukšto dažnio teorinė analizė ir praktinė patirtis rodo, kad transformatorių, induktorių ir elektros gaminių kondensatorių tūrinis svoris yra atvirkščiai proporcingas elektros energijos tiekimo dažnio kvadratinei šakniai. Taigi padidinus dažnį nuo 50Hz iki 20kHz, 400 kartų, elektros įrangos tūris ir svoris sumažės iki 5 ~ 10% galios dažnio. Nesvarbu, ar tai inverterio lygintuvo suvirinimo aparatas, ar komutacinis lygintuvas, skirtas ryšių maitinimo šaltiniams, tiek jis pagrįstas šiuo principu. Panašiai, įvairūs nuolatinės srovės maitinimo šaltiniai, tokie kaip galvanizavimas, elektrolizė, elektrinis apdorojimas, įkrovimas, plūduriuojantis įkrovimas ir galios uždarymas tradicinėje&", lygintuvų pramonėje &"; taip pat gali būti transformuojamas pagal šį principą, kad taptų &; perjungimo konversijos maitinimo šaltiniu &. Pagrindinės medžiagos gali būti. Tai gali sutaupyti 90% ar daugiau, o elektros energiją - 30% ar daugiau. Dėl laipsniško elektrinių elektroninių prietaisų darbinio dažnio viršutinės ribos didėjimo daugelis tradicinių aukšto dažnio įrenginių, kurie iš pradžių naudojo elektroninius vamzdžius, sutvirtėja, o tai duoda didelę ekonominę naudą taupant energiją, taupant vandenį ir taupant medžiagas. atspindėti techninio turinio vertę. 3.2 Moduliškumas Moduliavimas turi dvi reikšmes: viena yra maitinimo įtaisų moduliacija, o kita - maitinimo blokų moduliacija. Mūsų bendrieji prietaisų moduliai, įskaitant vieną bloką, du blokus, šešis vienetus iki septynių elementų, įskaitant perjungimo įtaisus ir laisvosios eigos diodus, lygiagrečiai su jais, iš esmės yra &; standartiniai &; maitinimo moduliai (SPM). Pastaraisiais metais kai kurios įmonės į maitinimo modulį įdiegė perjungimo įrenginio pavaros apsaugos grandinę, kad susidarytų &; intelektualioji &. maitinimo modulis (IPM), kuris ne tik sumažina visos mašinos dydį, bet ir palengvina visos mašinos projektavimą ir gamybą. Tiesą sakant, dėl nuolat didėjančio dažnio švino parazitinės induktyvumo ir parazitinės talpos įtaka tapo vis rimtesnė, sukeldama didesnį prietaiso elektrinį įtampą (viršįtampio ir viršsrovės burrų pavidalu). Siekdami pagerinti sistemos patikimumą, kai kurie gamintojai sukūrė &; maitinimo modulis (ASPM), kuris įdiegia beveik visą komplektuojamos mašinos aparatinę įrangą į modulį lusto pavidalu, kad komponentų nebebūtų. Tradicinių švino jungčių atveju tokie moduliai buvo griežtai ir pagrįstai termiškai, elektriškai ir mechaninis dizainas, kad būtų pasiekta tobula optimizavimo būsena. Tai panašu į mikroelektronikos vartotojui pritaikytą integruotą grandinę (ASIC). Kol valdymo programinė įranga yra įrašyta į modulio mikroprocesoriaus lustą, o tada visas modulis yra pritvirtintas prie atitinkamo radiatoriaus, suformuojamas naujo tipo perjungimo maitinimo įtaisas. Galima pastebėti, kad moduliavimo tikslas yra ne tik palengvinti naudojimąsi ir sumažinti visos mašinos dydį, bet dar svarbiau - atšaukti tradicinį ryšį ir sumažinti parazitinius parametrus, kad būtų sumažinta prietaiso elektrinė įtampa ir pagerinti sistemos patikimumą. . Be to, didelės galios perjungimo maitinimo šaltiniai dėl įrenginio talpos ribotumo ir padidinto pertekliaus, kad pagerintų patikimumą, paprastai naudoja kelis nepriklausomus modulių vienetus, kad galėtų dirbti lygiagrečiai, naudodamiesi dabartine dalijimosi technologija, ir visi moduliai dalijasi apkrovos srove. Jei vienas modulis sugenda, kiti moduliai vienodai dalijasi apkrovos srove. Tokiu būdu padidinamas ne tik galingumas, bet ir esant dideliam srovės išėjimui reikalavimas, esant ribotai įrenginio talpai, o sistemos patikimumas labai pagerėja, pridedant nereikalingus mažos galios maitinimo modulius, palyginti su visa sistema. . Sugedus vienam moduliui, tai neturės įtakos normaliam sistemos veikimui ir suteiks pakankamai laiko remontui. 3.3 Skaitmeninimas Tradicinėje galios elektronikos technologijoje valdymo dalis suprojektuota ir dirbama pagal analoginius signalus. Šeštajame ir septintajame dešimtmetyje galios elektronikos technologija buvo visiškai pagrįsta analoginėmis grandinėmis. Tačiau dabar, kai skaitmeniniai signalai ir skaitmeninės grandinės tampa vis svarbesni, skaitmeninio signalo apdorojimo technologija tampa vis brandesnė, rodanti vis daugiau privalumų: patogu kompiuteriui apdoroti ir valdyti, išvengti analoginių signalų iškraipymų ir iškraipymų bei sumažinti netikri signalai. Trikdžiai (anti-interferencinių galimybių tobulinimas), patogūs derinant programinės įrangos paketus ir nuotolinį stebėjimą, telemetriją ir nuotolinį reguliavimą, taip pat implantuojant savidiagnostiką, toleranciją gedimams ir kitas technologijas. Todėl devintajame ir dešimtajame dešimtmečiuose analoginė technologija vis dar buvo naudinga projektuojant įvairias grandines ir sistemas, ypač: spausdintų plokščių išdėstymą, elektromagnetinio suderinamumo (EMS) problemas ir galios koeficiento korekciją (PFC). problemos neatsiejamos nuo žinių apie analogines technologijas, tačiau intelektualiems perjungimo maitinimo šaltiniams, kai reikalingas kompiuterio valdymas, skaitmeninės technologijos yra neatsiejamos. 3.4 Ekologiškumas Energijos tiekimo sistemos ekologiškumas turi dvi reikšmes: pirmoji yra reikšmingas energijos taupymas, o tai reiškia energijos gamybos pajėgumų taupymas, o elektros gamyba yra svarbi aplinkos taršos priežastis, todėl energijos taupymas gali sumažinti aplinkos taršą; antra, tai Maitinimo šaltinis negali (arba mažiau) sukelti taršos elektros tinkle. Tarptautinė elektrotechnikos komisija (IEC) tam suformulavo daugybę standartų, tokių kaip IEC555, IEC917, IEC1000 ir pan. Tiesą sakant, daugelis galios elektroninių energijos taupymo prietaisų dažniausiai tampa taršos šaltiniu elektros tinkle: į elektros tinklą įpurškite rimtų aukšto lygio harmoninių srovių, o tai sumažina bendrą galios koeficientą, sujungia daugybę griovelių smaigalių prie tinklo įtampos, ir netgi neturi kampų ir iškraipymų. . 20-ojo amžiaus pabaigoje gimė įvairūs aktyvūs filtrai ir aktyviųjų kompensatorių schemos, o galios koeficientą pakoreguoti buvo daugybė būdų. Tai padėjo pagrindą masinei įvairių žaliųjų perjungimo maitinimo šaltinių gamybai XXI amžiuje. Šiuolaikinės galios elektroninės technologijos yra pagrindas perjungimo maitinimo technologijos plėtrai. Nuolat atsirandant naujiems galios elektroniniams prietaisams ir grandinių topologijoms, tinkamiems aukštesniems perjungimo dažniams, šiuolaikinių maitinimo šaltinių technologija sparčiai vystysis atsižvelgiant į faktinius poreikius. Taikant tradicinę taikomąją technologiją, perjungimo maitinimo šaltinio veikimas turi įtakos dėl to, kad yra ribojamas maitinimo įtaisų veikimas. Siekiant maksimaliai padidinti įvairių maitinimo įtaisų charakteristikas ir sumažinti įtaiso veikimo įtaką komutacinio maitinimo šaltinio veikimui, nauja maitinimo grandinės topologija ir nauja valdymo technologija gali priversti maitinimo jungiklį veikti nulinės įtampos arba nulinės srovės būsenoje, tai gali labai pagerinti veikimo dažnį, pagerinti perjungimo maitinimo šaltinio efektyvumą ir suprojektuoti puikiai veikiantį perjungimo maitinimo šaltinį. Apskritai, galios elektronika ir komutacinės energijos tiekimo technologijos toliau tobulėja dėl taikomųjų reikalavimų, o atsiradus naujoms technologijoms bus atnaujinta daugybė programų produktų ir atsivers daugiau atnaujintų programų laukų. Perjungimo maitinimo šaltinio' aukšto dažnio, moduliavimo, skaitmeninimo, ekologizavimo ir kt. Įgyvendinimas žymės šių technologijų brandą ir supras didelio efektyvumo ir aukštos kokybės elektros energijos derinį. Pastaraisiais metais, vystantis ryšių pramonei, komutacinis maitinimo šaltinis ryšiui su komutacinės energijos tiekimo technologija yra pagrindinis vidaus rinkos poreikis, viršijantis 2 mlrd. Juanių, o tai pritraukė daugybę mokslo ir technologijos darbuotojų. namuose ir užsienyje vykdyti plėtrą ir tyrimus. Bendra tendencija, kad perjungimo maitinimo šaltiniai pakeičia linijinius ir fazėmis valdomus maitinimo šaltinius. Todėl prasideda ir netrukus vystysis elektros energijos tiekimo sistemų vidaus rinka, kuri taip pat reikalauja milijardų produkcijos vertės. Yra daugybė kitų specialių maitinimo šaltinių ir pramoninių maitinimo šaltinių, turinčių perjungimo maitinimo technologiją, nes šerdis laukia žmonių vystymosi.