Lo sviluppo della moderna elettronica di potenza e della tecnologia di potenza

Attualmente, come fondamento del risparmio energetico, del risparmio di talenti, dell'automazione, dell'intelligenza e dell'integrazione elettromeccanica, l'elettronica di potenza si sta sviluppando nella direzione della tecnologia applicativa ad alta frequenza, della struttura hardware modulare e delle prestazioni dei prodotti ecologici. Nel prossimo futuro, la tecnologia elettronica di potenza renderà la tecnologia energetica più matura, economica e pratica e raggiungerà una combinazione di alta efficienza ed elettricità di alta qualità. 1. Lo sviluppo della tecnologia dell'elettronica di potenza La direzione di sviluppo della moderna tecnologia dell'elettronica di potenza è un passaggio dall'elettronica di potenza tradizionale, che si concentra sulla tecnologia a bassa frequenza per affrontare i problemi, all'elettronica di potenza moderna, che si concentra sulla tecnologia ad alta frequenza. La tecnologia dell'elettronica di potenza è iniziata dai dispositivi raddrizzatori al silicio alla fine degli anni '50 e all'inizio degli anni '60. Il suo sviluppo ha sperimentato successivamente l'era dei raddrizzatori, l'era degli inverter e l'era dei convertitori di frequenza e ha promosso l'applicazione della tecnologia elettronica di potenza in molti nuovi campi. Alla fine degli anni '80 e all'inizio degli anni '90, i dispositivi compositi a semiconduttore di potenza rappresentati da MOSFET di potenza e IGBT, che integrano alta frequenza, alta tensione e grande corrente, sono stati sviluppati alla fine degli anni '80 e all'inizio degli anni '90, indicando che la tecnologia dell'elettronica di potenza tradizionale è entrata nel era moderna dell'elettronica di potenza. 1.1 L'elettricità industriale ad alta potenza nell'era dei raddrizzatori è fornita da generatori CA a frequenza di rete (50Hz), ma circa il 20% dell'energia elettrica viene consumata sotto forma di CC, la più tipica delle quali è l'elettrolisi (metalli non ferrosi e le materie prime chimiche richiedono elettrolisi CC), Trazione (locomotiva elettrica, locomotiva diesel a trazione elettrica, locomotiva della metropolitana, filobus urbano, ecc.) e Trazione CC (laminazione dell'acciaio, fabbricazione della carta, ecc.) sono tre aree principali. I raddrizzatori al silicio ad alta potenza possono convertire la corrente alternata a frequenza di rete in corrente continua con alta efficienza. Pertanto, negli anni '60 e '70, lo sviluppo e l'applicazione di raddrizzatori e tiristori al silicio ad alta potenza sono stati notevolmente sviluppati. A quel tempo, ci fu un'impennata della creazione su larga scala di fabbriche di raddrizzatori al silicio in Cina. Al momento, i produttori di semiconduttori grandi e piccoli che fabbricano raddrizzatori al silicio nel paese sono i prodotti di quel tempo. 1.2 L'era degli inverter Negli anni '70 c'è stata una crisi energetica mondiale e i motori AC' le velocità di conversione della frequenza si sono sviluppate rapidamente grazie ai loro notevoli effetti di risparmio energetico. La tecnologia chiave della regolazione della velocità a frequenza variabile consiste nell'invertire la corrente continua in corrente alternata di 0-100Hz. Negli anni '70 e '80, con la diffusione dei dispositivi di regolazione della velocità a frequenza variabile, i tiristori, i transistor giganti di potenza (GTR) e i tiristori di spegnimento del cancello (GT0) utilizzati per gli inverter di alta potenza divennero i protagonisti dei dispositivi elettronici di potenza dell'epoca. Applicazioni simili includono l'uscita CC ad alta tensione, la compensazione dinamica della potenza reattiva statica e così via. In questo momento, la tecnologia dell'elettronica di potenza è stata in grado di ottenere la rettifica e l'inversione, ma la frequenza operativa è bassa, limitata solo alla gamma delle basse frequenze. 1.3 L'era dei convertitori di frequenza Negli anni '80, il rapido sviluppo della tecnologia dei circuiti integrati su larga scala e molto ampia ha posto le basi per lo sviluppo della moderna tecnologia dell'elettronica di potenza. Combinando organicamente la tecnologia di elaborazione fine della tecnologia dei circuiti integrati e la tecnologia ad alta tensione e alta corrente, è emerso un nuovo lotto di dispositivi di potenza completamente controllati, prima di tutto l'avvento dei MOSFET di potenza, che ha portato allo sviluppo di piccoli e alimentatori di media potenza alle alte frequenze, e poi gate isolati. L'emergere dei transistor bipolari (IGBT) ha offerto opportunità per lo sviluppo di alimentatori di grandi e medie dimensioni per le alte frequenze. La successiva comparsa di MOSFET e IGBT è un segno della trasformazione dall'elettronica di potenza tradizionale alla moderna elettronica di potenza. Secondo le statistiche, alla fine del 1995, MOSFET di potenza e GTR avevano raggiunto una quota uguale nel mercato dei dispositivi a semiconduttore di potenza e l'uso degli IGBT per sostituire i GTR nel campo dell'elettronica di potenza è giunto a una conclusione. Lo sviluppo di nuovi dispositivi non solo fornisce una frequenza più elevata per la regolazione della velocità di conversione della frequenza del motore CA, rendendo le sue prestazioni più complete e affidabili, ma consente anche alla moderna tecnologia elettronica di continuare a svilupparsi verso l'alta frequenza, che è un materiale ad alta efficienza, risparmio e risparmio energetico per le apparecchiature elettriche, e realizza piccoli e leggeri Quantificazione, meccatronica e intelligenza forniscono un'importante base tecnica. 2. Campi di applicazione della moderna elettronica di potenza 2.1 Alimentazione verde ad alta efficienza per computer Il rapido sviluppo della tecnologia informatica ha portato l'umanità nella società dell'informazione e allo stesso tempo ha promosso il rapido sviluppo della tecnologia di alimentazione. Negli anni '80, i computer adottarono completamente gli alimentatori a commutazione, assumendo l'iniziativa di completare la sostituzione degli alimentatori per computer. Quindi la tecnologia di alimentazione a commutazione è entrata nel campo dell'elettronica e delle apparecchiature elettriche, una dopo l'altra. Con lo sviluppo della tecnologia informatica, sono stati proposti computer verdi e alimentatori verdi. I computer verdi si riferiscono generalmente a personal computer e prodotti correlati che non sono dannosi per l'ambiente. Gli alimentatori ecologici si riferiscono agli alimentatori a risparmio energetico ad alta efficienza relativi ai computer ecologici. Secondo la US Environmental Protection Agency's"Energy Star" piano del 17 giugno 1999, desktop Se il consumo energetico di un tipo personal computer o delle relative apparecchiature periferiche è inferiore a 30 watt in stato di sospensione, soddisfa i requisiti di un computer ecologico. Migliorare l'efficienza energetica è il modo fondamentale per ridurre il consumo di energia. Per quanto riguarda l'attuale alimentatore switching da 200 watt con un'efficienza del 75%, l'alimentatore stesso consuma 50 watt di energia. 2.2 Alimentatori a commutazione ad alta frequenza per le comunicazioni Il rapido sviluppo dell'industria delle comunicazioni ha notevolmente favorito lo sviluppo degli alimentatori per le comunicazioni. L'alimentatore a commutazione miniaturizzato ad alta frequenza e la sua tecnologia sono diventati il ​​mainstream dei moderni sistemi di alimentazione di comunicazione. Nel campo della comunicazione, il raddrizzatore è solitamente chiamato alimentazione primaria e il convertitore DC-DC (DC/DC) è chiamato alimentazione secondaria. La funzione dell'alimentatore primario è quella di trasformare una rete elettrica AC monofase o trifase in un alimentatore DC con un valore nominale di 48V. Attualmente, nell'alimentatore primario per interruttori comandati da programma, il tradizionale alimentatore stabilizzato a controllo di fase è stato sostituito da un alimentatore switching ad alta frequenza. L'alimentatore switching ad alta frequenza (noto anche come raddrizzatore di commutazione SMR) funziona attraverso l'alta frequenza di MOSFET o IGBT e la frequenza di commutazione è generalmente controllata nell'intervallo 50-100kHz per ottenere un'elevata efficienza e miniaturizzazione. Negli ultimi anni, la capacità di alimentazione dei raddrizzatori a commutazione ha continuato ad espandersi e la capacità di una singola unità è passata da 48 V/12,5 A, 48 V/20 A a 48 V/200 A, 48 V/400 A. A causa dei vari tipi di circuiti integrati utilizzati nelle apparecchiature di comunicazione, anche le loro tensioni di alimentazione sono diverse. Nel sistema di alimentazione di comunicazione, viene utilizzato un modulo di alimentazione isolato DC-DC ad alta frequenza e densità ad alta potenza per trasformare la tensione del bus intermedio (solitamente 48V DC) in Le varie tensioni DC richieste possono ridurre notevolmente le perdite, facilitare la manutenzione e sono molto convenienti da installare e aumentare. In genere, può essere installato direttamente sulla scheda di controllo standard e il requisito per l'alimentazione secondaria è un'elevata densità di potenza. Poiché la capacità di comunicazione continua ad aumentare, anche la capacità di alimentazione di comunicazione continuerà ad aumentare. 2.3 Convertitore DC-DC (DC/DC) Il convertitore DC/DC trasforma una tensione DC fissa in una tensione DC variabile. Questa tecnologia è ampiamente utilizzata nel cambio di velocità continuo di filobus, treni della metropolitana e veicoli elettrici. Controllo, allo stesso tempo, il controllo sopra menzionato ottiene le prestazioni di un'accelerazione uniforme, una risposta rapida e allo stesso tempo riceve l'effetto di risparmio energetico. La sostituzione del varistore con un chopper CC può far risparmiare energia (20-30)%. Il chopper DC non solo può regolare la tensione (alimentazione a commutazione), ma anche sopprimere efficacemente il rumore della corrente armonica sul lato della rete. È stato commercializzato il convertitore DC/DC di alimentazione secondaria dell'alimentatore di comunicazione. Il modulo adotta la tecnologia PWM ad alta frequenza, la frequenza di commutazione è di circa 500kHz e la densità di potenza è 5W～20W/in3. Con lo sviluppo di circuiti integrati su larga scala, il modulo di alimentazione deve essere miniaturizzato, quindi è necessario aumentare continuamente la frequenza di commutazione e adottare nuove topologie di circuito. Al momento, alcune aziende hanno sviluppato e prodotto due tipi di tecnologie di commutazione a corrente zero e di commutazione a tensione zero. La densità di potenza del modulo di alimentazione secondaria è stata notevolmente migliorata. 2.4 Gruppo di continuità (UPS) Il gruppo di continuità (UPS) è un alimentatore ad alta affidabilità e ad alte prestazioni necessario per computer, sistemi di comunicazione e occasioni che richiedono una fornitura ininterrotta. L'ingresso di rete CA viene convertito in CC dal raddrizzatore, parte dell'energia viene caricata sul pacco batteria e l'altra parte dell'energia viene convertita in CA dall'inverter e inviata al carico tramite l'interruttore di trasferimento. Per fornire ancora energia al carico quando l'inverter si guasta, viene realizzata un'altra fonte di alimentazione di backup tramite un interruttore di trasferimento dell'alimentazione. I moderni UPS generalmente adottano la tecnologia di modulazione a larghezza di impulso e dispositivi elettronici di potenza moderni come MOSFET di potenza e IGBT. Il rumore dell'alimentatore può essere ridotto e l'efficienza e l'affidabilità possono essere migliorate. L'introduzione della tecnologia software e hardware a microprocessore può realizzare la gestione intelligente dell'UPS, la manutenzione remota e la diagnosi remota. Attualmente, la capacità massima dell'UPS online può raggiungere i 600kVA. Anche lo sviluppo di UPS ultra-piccoli è molto rapido e ci sono prodotti con varie specifiche come 0,5 kVA, lVA, 2 kVA e 3 kVA. 2.5 Alimentazione inverter L'alimentazione inverter viene utilizzata principalmente per la conversione di frequenza e la regolazione della velocità dei motori CA e la sua posizione nel sistema di azionamento elettrico sta diventando sempre più importante e ha ottenuto enormi effetti di risparmio energetico. Il circuito principale dell'alimentazione dell'inverter adotta lo schema AC-DC-AC. L'alimentatore a frequenza industriale viene convertito in una tensione CC fissa attraverso un raddrizzatore, quindi un convertitore ad alta frequenza PWM composto da transistor ad alta potenza o IGBT inverte la tensione CC in un'uscita CA variabile di tensione e frequenza. La forma d'onda di uscita dell'alimentatore è simile a un'onda sinusoidale. Utilizzato per pilotare motori asincroni AC per ottenere una regolazione continua della velocità. I prodotti della serie di alimentatori inverter inferiori a 400 kVA sono usciti a livello internazionale. All'inizio degli anni '80, Toshiba in Giappone ha applicato per la prima volta la tecnologia di regolazione della velocità di conversione della frequenza CA ai condizionatori d'aria. Nel 1997, la sua quota ha raggiunto oltre il 70% dei condizionatori d'aria domestici in Giappone. I condizionatori inverter hanno i vantaggi del comfort e del risparmio energetico. La ricerca interna sui condizionatori d'aria inverter è iniziata nei primi anni '90. Nel 1996 è stata introdotta la linea di produzione per la produzione di condizionatori inverter, che ha gradualmente costituito un punto caldo per lo sviluppo e la produzione di condizionatori inverter. Si prevede che il culmine si formerà intorno al 2000. Oltre all'alimentazione dell'inverter, i condizionatori inverter richiedono anche un motore del compressore adatto alla regolazione della velocità dell'inverter. L'ottimizzazione della strategia di controllo e la selezione dei componenti funzionali sono l'ulteriore direzione di sviluppo dell'alimentazione dell'inverter del condizionatore d'aria. 2.6 Alimentatore per saldatrice raddrizzatore inverter ad alta frequenza L'alimentatore saldatore raddrizzatore inverter ad alta frequenza è un nuovo alimentatore per saldatrici ad alte prestazioni, efficiente e a risparmio di materiale, che rappresenta la direzione di sviluppo di oggi' s alimentazione della saldatrice. A causa della commercializzazione di moduli IGBT ad alta capacità, questo tipo di alimentazione ha prospettive applicative più ampie. L'alimentatore della saldatrice inverter adotta principalmente il metodo di conversione AC-DC-AC-DC (AC-DC-AC-DC). La corrente alternata a 50Hz viene convertita in corrente continua tramite raddrizzamento a ponte completo, e la parte di conversione ad alta frequenza PWM composta da IGBT inverte la corrente continua in un'onda rettangolare ad alta frequenza di 20kHz, accoppiata da un trasformatore ad alta frequenza, raddrizzata e filtrata, e diventa una corrente continua stabile, che viene utilizzata per l'alimentazione dell'arco. A causa delle cattive condizioni di lavoro dell'alimentazione della saldatrice e delle frequenti variazioni di cortocircuito, arco e circuito aperto, l'affidabilità di funzionamento dell'alimentatore della saldatrice con raddrizzatore ad alta frequenza è diventato il problema più critico e è anche il problema più preoccupato degli utenti. . Utilizzando un microprocessore come controller correlato alla modulazione di larghezza di impulso (PWM), attraverso l'estrazione e l'analisi di più parametri e più informazioni, si raggiunge lo scopo di prevedere le varie condizioni di lavoro del sistema e il sistema può essere regolato ed elaborato in anticipo per risolvere il problema. Migliora l'affidabilità degli attuali alimentatori per inverter IGBT ad alta potenza. Le saldatrici inverter straniere possono raggiungere una corrente di saldatura nominale di 300 A, una durata del carico del 60%, una tensione a pieno carico da 60 a 75 V, un intervallo di regolazione della corrente da 5 a 300 A e un peso di 29 kg. 2.7 Alimentatori CC ad alta tensione a commutazione ad alta potenza Gli alimentatori CC ad alta tensione a commutazione ad alta potenza sono ampiamente utilizzati in apparecchiature di grandi dimensioni come la rimozione della polvere elettrostatica, il miglioramento della qualità dell'acqua, le macchine mediche a raggi X e le macchine TC. La tensione è fino a 50～l59kV, la corrente è superiore a 0,5A e la potenza è fino a 100kW. Dagli anni '70, alcune aziende in Giappone hanno adottato la tecnologia inverter, che converte l'alimentazione di rete a una frequenza intermedia di circa 3kHz dopo la rettifica, e quindi la aumenta. Negli anni '80, la tecnologia degli alimentatori a commutazione ad alta frequenza si è sviluppata rapidamente. Germania's Siemens utilizza transistor di potenza come elemento di commutazione principale per aumentare la frequenza di commutazione dell'alimentatore a più di 20kHz. La tecnologia del trasformatore a secco viene applicata con successo agli alimentatori ad alta frequenza e ad alta tensione e il serbatoio dell'olio del trasformatore ad alta tensione viene eliminato, riducendo ulteriormente il volume del sistema di trasformazione. A livello nazionale, è stato sviluppato l'alimentatore CC ad alta tensione del precipitatore elettrostatico. La rete viene rettificata in CC e il circuito dell'inverter risonante serie di interruttori a corrente zero a ponte intero viene utilizzato per invertire la tensione CC in tensione ad alta frequenza, quindi il trasformatore ad alta frequenza viene potenziato e infine rettificato È CC alto voltaggio. In condizioni di carico resistivo, la tensione CC in uscita raggiunge 55 kV, la corrente raggiunge 15 mA e la frequenza operativa è 25,6 kHz. 2.8 Quando il tradizionale convertitore AC-DC (AC-DC) del filtro di potenza attiva viene messo in funzione, inietterà una grande quantità di corrente armonica nella rete elettrica, causando perdite e interferenze armoniche e, allo stesso tempo, il fattore di potenza del dispositivo si deteriorerà sul lato rete. Fenomeno, il cosiddetto"potenza inquinamento", ad esempio, quando raddrizzamento incontrollabile e filtraggio dei condensatori, il contenuto di terza armonica lato rete può raggiungere il (70～80)%, e il fattore di potenza sul lato della griglia è solo 0,5～0,6. Il filtro di potenza attiva è un nuovo tipo di dispositivo elettronico di potenza in grado di sopprimere dinamicamente le armoniche. Può superare le carenze dei filtri LC tradizionali ed è un metodo promettente di soppressione delle armoniche. Il filtro è composto da un convertitore di potenza switching a ponte e da uno specifico circuito di controllo. Non viene restituita solo la tensione di uscita, ma anche la corrente di ingresso media; (2) Il segnale di riferimento dell'anello di corrente è il prodotto del segnale di errore dell'anello di tensione e del segnale di campionamento della tensione raddrizzata a onda intera. 2.9 Sistema di alimentazione a commutazione distribuita Il sistema di alimentazione distribuita utilizza moduli a bassa potenza e circuiti integrati di controllo su larga scala come componenti di base e utilizza le teorie e i risultati tecnici più recenti per formare un alimentatore intelligente ad alta potenza in stile building block, in modo da rendere la corrente forte e La stretta integrazione della corrente debole riduce la pressione sullo sviluppo di componenti ad alta potenza e dispositivi ad alta potenza (centralizzati) e migliora l'efficienza produttiva. All'inizio degli anni '80, la ricerca sui sistemi di alimentazione a commutazione distribuita ad alta frequenza si è concentrata essenzialmente sulla ricerca della tecnologia del convertitore parallelo. Tra la metà e la fine degli anni '80, con il rapido sviluppo della tecnologia di conversione dell'energia ad alta frequenza, sono apparse una dopo l'altra varie topologie di convertitori. Combinando circuiti integrati su larga scala e tecnologia dei componenti di potenza, è diventata possibile l'integrazione di dispositivi di piccola e media potenza, promuovendo così rapidamente lo sviluppo della ricerca sul sistema di alimentazione a commutazione distribuita ad alta frequenza. Dalla fine degli anni '80, questa direzione è diventata un punto di riferimento per la ricerca nel circolo internazionale dell'elettronica di potenza. Il numero di documenti è aumentato di anno in anno e il campo di applicazione ha continuato ad espandersi. Il metodo di alimentazione distribuita presenta i vantaggi di risparmio energetico, affidabilità, alta efficienza, economia e manutenzione conveniente. È stato gradualmente adottato da computer su larga scala, apparecchiature di comunicazione, aerospaziale, controllo industriale e altri sistemi. È anche il metodo di alimentazione più ideale per l'alimentazione a bassa tensione (3,3 V) di circuiti integrati ad altissima velocità. Nelle applicazioni ad alta potenza, come la galvanica, l'alimentazione per elettrolisi, l'alimentazione per la trazione della locomotiva elettrica, l'alimentazione per riscaldamento a induzione a frequenza intermedia, l'alimentazione per l'azionamento del motore e altri campi, ci sono anche ampie prospettive di applicazione. 3. La tendenza allo sviluppo dell'alimentazione a commutazione ad alta frequenza Nell'applicazione della tecnologia elettronica di potenza e di vari sistemi di alimentazione, la tecnologia di alimentazione a commutazione è al centro. Per grandi alimentatori a placcatura elettrolitica, i circuiti tradizionali sono molto ingombranti e pesanti. Se viene utilizzata la tecnologia di alimentazione a commutazione Gordon, il volume e il peso saranno notevolmente ridotti e l'efficienza di utilizzo dell'energia può essere notevolmente migliorata, il risparmio di materiale e i costi possono essere ridotti. Nei veicoli elettrici e negli azionamenti a frequenza variabile, è inseparabile dalla tecnologia di alimentazione a commutazione. L'alimentatore switching modifica la frequenza di alimentazione per ottenere un adattamento del carico e un controllo dell'azionamento quasi ideali. La tecnologia di alimentazione a commutazione ad alta frequenza è la tecnologia di base di vari alimentatori a commutazione ad alta potenza (saldatrice inverter, alimentazione di comunicazione, alimentazione di riscaldamento ad alta frequenza, alimentazione laser, alimentazione elettrica, ecc.). 3.1 Alta frequenza L'analisi teorica e l'esperienza pratica mostrano che il peso volumetrico di trasformatori, induttanze e condensatori di prodotti elettrici è inversamente proporzionale alla radice quadrata della frequenza di alimentazione. Quindi, quando aumentiamo la frequenza da 50Hz a 20kHz, 400 volte, il volume e il peso delle apparecchiature elettriche si ridurranno al 5~10% del progetto della frequenza di alimentazione. Che si tratti di una saldatrice raddrizzatore inverter o di un raddrizzatore a commutazione per l'alimentazione di comunicazione, entrambiSi basa su questo principio. Allo stesso modo, vari alimentatori CC come galvanica, elettrolisi, elaborazione elettrica, carica, carica flottante e chiusura di potenza nel tradizionale"industria dei raddrizzatori" può anche essere trasformato secondo questo principio per diventare un"alimentatore di conversione switching". I materiali principali possono essere Può risparmiare il 90% o più e può risparmiare elettricità del 30% o più. A causa del graduale aumento del limite superiore della frequenza di lavoro dei dispositivi elettronici di potenza, molte apparecchiature tradizionali ad alta frequenza che originariamente utilizzavano tubi elettronici vengono solidificate, il che porta significativi vantaggi economici in termini di risparmio energetico, risparmio idrico e risparmio di materiale e può riflettono il valore del contenuto tecnico. 3.2 Modularità La modularità ha due significati, uno è la modularizzazione dei dispositivi di potenza e l'altro è la modularizzazione degli alimentatori. I nostri moduli di dispositivi comuni, comprendenti un'unità, due unità, sei unità a sette elementi, inclusi dispositivi di commutazione e diodi a ruota libera in antiparallelo con essi, sono essenzialmente"standard" moduli di potenza (SPM). Negli ultimi anni, alcune aziende hanno installato il circuito di protezione dell'azionamento del dispositivo di commutazione nel modulo di potenza per formare un"intelligente" modulo di potenza (IPM), che non solo riduce le dimensioni dell'intera macchina, ma facilita anche la progettazione e la fabbricazione dell'intera macchina. Infatti, a causa del continuo aumento della frequenza, l'influenza dell'induttanza parassita del piombo e della capacità parassita si è aggravata, provocando maggiori sollecitazioni elettriche sul dispositivo (sotto forma di bave di sovratensione e sovracorrente). Per migliorare l'affidabilità del sistema, alcuni produttori hanno sviluppato un"user-specific" modulo di potenza (ASPM), che installa quasi tutto l'hardware di una macchina completa in un modulo sotto forma di chip, in modo che i componenti non siano più tra Con i tradizionali collegamenti a piombo, tali moduli sono stati sottoposti a rigide e ragionevoli condizioni termiche, elettriche e progettazione meccanica per raggiungere un perfetto stato di ottimizzazione. È simile al circuito integrato specifico dell'utente (ASIC) nella microelettronica. Finché il software di controllo è scritto nel chip del microprocessore nel modulo e quindi l'intero modulo è fissato sul radiatore corrispondente, si forma un nuovo tipo di dispositivo di alimentazione a commutazione. Si vede che lo scopo della modularizzazione non è solo quello di facilitare l'utilizzo e ridurre l'ingombro dell'intera macchina, ma soprattutto di annullare il collegamento tradizionale e minimizzare i parametri parassiti, così da minimizzare lo stress elettrico sul dispositivo e migliorare l'affidabilità del sistema. . Inoltre, gli alimentatori a commutazione ad alta potenza, a causa della limitazione della capacità del dispositivo e della maggiore ridondanza per migliorare l'affidabilità, generalmente utilizzano più unità di moduli indipendenti per lavorare in parallelo, utilizzando la tecnologia di condivisione della corrente e tutti i moduli condividono la corrente di carico. Se un modulo si guasta, gli altri moduli condividono equamente la corrente di carico. In questo modo, non solo viene aumentata la capacità di alimentazione, ma il requisito di una grande uscita di corrente è soddisfatto a condizione di una capacità del dispositivo limitata e l'affidabilità del sistema è notevolmente migliorata aggiungendo moduli di alimentazione ridondanti a bassa potenza rispetto all'intero sistema . In caso di guasto di un singolo modulo, non influirà sul normale funzionamento del sistema e fornirà tempo sufficiente per la riparazione. 3.3 Digitalizzazione Nella tradizionale tecnologia elettronica di potenza, la parte di controllo è progettata e lavorata secondo segnali analogici. Negli anni '60 e '70, la tecnologia dell'elettronica di potenza era completamente basata su circuiti analogici. Tuttavia, ora che i segnali digitali e i circuiti digitali stanno diventando sempre più importanti, la tecnologia di elaborazione del segnale digitale sta diventando sempre più matura, mostrando sempre più vantaggi: conveniente per l'elaborazione e il controllo del computer, evitando la distorsione e la distorsione dei segnali analogici e riducendo segnali spuri. Interferenza (miglioramento della capacità anti-interferenza), conveniente per il debug del pacchetto software e il telerilevamento, la telemetria e la regolazione remota e anche per l'impianto di autodiagnosi, tolleranza ai guasti e altre tecnologie. Pertanto, negli anni '80 e '90, la tecnologia analogica era ancora utile per la progettazione di vari circuiti e sistemi, in particolare: come il layout delle lastre stampate, i problemi di compatibilità elettromagnetica (EMC) e la correzione del fattore di potenza (PFC) La soluzione ad altri problemi è inseparabile dalla conoscenza della tecnologia analogica, ma per gli alimentatori a commutazione intelligenti, quando è richiesto il controllo del computer, la tecnologia digitale è inseparabile. 3.4 Greening Il greening del sistema di alimentazione ha due significati: il primo è un significativo risparmio energetico, il che significa il risparmio della capacità di generazione di energia, e la produzione di energia è una causa importante dell'inquinamento ambientale, quindi il risparmio energetico può ridurre l'inquinamento ambientale; in secondo luogo, questi L'alimentazione non può (o meno) causare inquinamento alla rete elettrica. La Commissione Elettrotecnica Internazionale (IEC) ha formulato una serie di standard per questo, come IEC555, IEC917, IEC1000 e così via. Infatti, molti dispositivi elettronici di potenza a risparmio energetico tendono a diventare una fonte di inquinamento per la rete elettrica: iniettano serie correnti armoniche di ordine elevato nella rete elettrica, che riducono il fattore di potenza totale, accoppiano molti picchi di bava alla tensione di rete, e ha persino angoli e distorsioni mancanti. . Alla fine del 20 ° secolo sono nati vari filtri attivi e schemi di compensatori attivi e c'erano molti modi per correggere il fattore di potenza. Questi hanno gettato le basi per la produzione di massa di vari alimentatori a commutazione ecologici nel 21° secolo. La moderna tecnologia elettronica di potenza è la base per lo sviluppo della tecnologia di alimentazione a commutazione. Con l'emergere continuo di nuovi dispositivi elettronici di potenza e topologie circuitali adatte a frequenze di commutazione più elevate, la moderna tecnologia di alimentazione si svilupperà rapidamente sotto l'impulso delle effettive esigenze. Con la tecnologia applicativa tradizionale, le prestazioni dell'alimentatore a commutazione sono influenzate dalla limitazione delle prestazioni dei dispositivi di potenza. Al fine di massimizzare le caratteristiche dei vari dispositivi di alimentazione e ridurre al minimo l'impatto delle prestazioni del dispositivo sulle prestazioni dell'alimentatore a commutazione, la nuova topologia del circuito di alimentazione e la nuova tecnologia di controllo possono far funzionare l'interruttore di alimentazione in uno stato di tensione zero o corrente zero, che può migliorare notevolmente la frequenza operativa, migliorare l'efficienza dell'alimentatore switching e progettare un alimentatore switching con prestazioni eccellenti. Tutto sommato, l'elettronica di potenza e la tecnologia di alimentazione a commutazione continuano a svilupparsi a causa dei requisiti applicativi e l'emergere di nuove tecnologie aggiornerà molti prodotti applicativi e aprirà campi di applicazione più aggiornati. La realizzazione dell'alimentazione a commutazione's ad alta frequenza, modularizzazione, digitalizzazione, greenizzazione, ecc. Segnerà la maturità di queste tecnologie e realizzerà la combinazione di alta efficienza e elettricità di alta qualità. Negli ultimi anni, con lo sviluppo dell'industria delle comunicazioni, l'alimentatore a commutazione per la comunicazione con la tecnologia di alimentazione a commutazione poiché il nucleo ha una domanda del mercato interno di oltre 2 miliardi di yuan, che ha attirato un gran numero di personale scientifico e tecnologico a casa e all'estero per condurre lo sviluppo e la ricerca. È una tendenza generale che gli alimentatori a commutazione sostituiscano gli alimentatori lineari e gli alimentatori a controllo di fase. Si avvia, quindi, e si svilupperà presto il mercato nazionale dei sistemi di alimentazione elettrica, che ha anche una domanda di miliardi di valore in uscita. Esistono molti altri alimentatori speciali e alimentatori industriali con tecnologia di alimentazione a commutazione poiché il nucleo è in attesa che le persone si sviluppino.