Nykyaikaisen tehoelektroniikan ja sähkötekniikan kehitys

Tällä hetkellä energiansäästön, kykyjen säästämisen, automaation, älykkyyden ja sähkömekaanisen integraation perustana tehoelektroniikka kehittyy korkean taajuuden sovellustekniikan, modulaarisen laitteistorakenteen ja vihreän tuotteen suorituskyvyn suuntaan. Lähitulevaisuudessa tehoelektroniikka tekee sähkötekniikasta kypsempää, taloudellisempaa ja käytännöllisempää ja saavuttaa korkean hyötysuhteen ja korkealaatuisen sähkön yhdistelmän. 1. Tehoelektroniikan tekniikan kehitys Nykyaikaisen tehoelektroniikkatekniikan kehityssuunta on siirtyminen perinteisestä tehoelektroniikasta, joka keskittyy matalataajuiseen tekniikkaan ongelmien käsittelemiseksi, nykyaikaiseen tehoelektroniikkaan, joka keskittyy suurtaajuustekniikkaan. Tehoelektroniikkatekniikka alkoi pii tasasuuntaajalaitteista 1950-luvun lopulla ja 1960-luvun alussa. Sen kehitys on kokenut peräkkäin tasasuuntaajan aikakauden, invertterin aikakauden ja taajuusmuuttajan aikakauden, ja se on edistänyt sähköelektroniikan soveltamista monilla uusilla aloilla. 1980-luvun lopulla ja 1990-luvun alussa tehopuolijohdekomposiittilaitteet, joita edustavat teho-MOSFETit ja IGBT-laitteet, jotka integroivat suurtaajuuden, suurjännitteen ja suuren virran, kehitettiin 1980-luvun lopulla ja 1990-luvun alussa, mikä osoittaa, että perinteinen tehoelektroniikkatekniikka on tullut markkinoille. nykyaikainen tehoelektroniikan aikakausi. 1.1 Tasasuuntaajien aikakaudella suuritehoista teollisuuden sähköä tuottavat tehotaajuiset (50 Hz) vaihtovirtageneraattorit, mutta noin 20% sähköenergiasta kulutetaan tasavirran muodossa, joista tyypillisin on elektrolyysi (ei-rautametallit) ja kemialliset raaka-aineet edellyttävät tasavirtaelektrolyysiä), vetovoima (sähköveturi, sähkökäyttöinen veturi, metro- veturi, kaupunkien johdinauto jne.) ja tasavirtaa käyttävä käyttö (teräsvalssaus, paperinvalmistus jne.) ovat kolme pääaluetta. Suuritehoiset piin tasasuuntaajat voivat muuntaa tehotaajuisen vaihtovirran tasavirraksi suurella hyötysuhteella. Siksi 1960- ja 1970-luvuilla suuritehoisten piin tasasuuntaajien ja tyristorien kehittämistä ja käyttöä on kehitetty huomattavasti. Tuolloin Kiinassa tapahtui laajamittainen piin tasasuuntaaja-tehtaiden perustaminen. Tällä hetkellä suuret ja pienet puolijohdevalmistajat, jotka valmistavat piin tasasuuntaajia maassa, ovat tuon ajan tuotteita. 1.2 Taajuusmuuttajien aikakausi 1970-luvulla vallitsi maailmanlaajuinen energiakriisi, ja vaihtovirtamoottorit' taajuusmuunnosnopeudet kehittyivät nopeasti niiden merkittävien energiansäästövaikutusten ansiosta. Taajuuden muuttuvan nopeuden säätämisen avaintekniikka on muuntaa tasavirta 0-100 Hz: n vaihtovirraksi. 1970-luvulla ja 1980-luvulla suosittujen taajuusnopeuden säätölaitteiden myötä tyristoreista, jättimäisistä voimatransistoreista (GTR) ja porttikatkaisutyristoreista (GT0), joita käytettiin suuritehoisissa inverttereissä, tuli tuolloin tehoelektroniikkalaitteiden päähenkilöitä. Samanlaisia ​​sovelluksia ovat suurjännitteinen tasavirtalähtö, staattinen loistehon dynaaminen kompensointi ja niin edelleen. Tällä hetkellä tehoelektroniikkatekniikka on pystynyt saavuttamaan oikaisun ja kääntämisen, mutta toimintataajuus on matala, rajoitettu vain matalalle taajuusalueelle. 1.3 Taajuusmuuttajien aikakausi 1980-luvulla laajamittaisen ja erittäin mittavan integroidun piiriteknologian nopea kehitys on luonut perustan nykyaikaisen tehoelektroniikkatekniikan kehittämiselle. Yhdistämällä orgaanisen piiriteknologian hienokäsittelytekniikka orgaanisesti suurjännite- ja suurtehotekniikkaan, on syntynyt uusi erä täysin ohjattuja virtalähteitä, ensinnäkin teho-MOSFETien tulo, mikä on johtanut pienten ja keskitason virtalähteet korkeille taajuuksille ja sitten eristetyt portit. Kaksisuuntaisten transistoreiden (IGBT) ilmaantuminen on tuonut mahdollisuuksia suurten ja keskisuurten virtalähteiden kehittämiseen korkeille taajuuksille. MOSFETin ja IGBT: n peräkkäinen ulkonäkö on merkki muutoksesta perinteisestä tehoelektroniikasta nykyaikaiseksi tehoelektroniikaksi. Tilastojen mukaan vuoden 1995 loppuun mennessä teho-MOSFETit ja GTR: t olivat saavuttaneet samanlaisen osuuden puolijohdelaitteiden markkinoilla, ja IGBT-laitteiden käyttö GTR: iden korvaamiseksi tehoelektroniikan alalla on tullut johtopäätökseen. Uusien laitteiden kehittäminen tarjoaa paitsi korkeamman taajuuden vaihtovirtamoottorin taajuusmuunnosnopeuden säätöön, tehden sen suorituskyvystä täydellisemmän ja luotettavamman, myös mahdollistaa nykyaikaisen elektronisen tekniikan kehittymisen edelleen kohti korkeataajuista, joka on erittäin tehokas, materiaali- säästää ja säästää sähkölaitteita ja toteuttaa pienet ja kevyet kvantifioinnit, mekatroniikka ja älykkyys tarjoavat tärkeän teknisen perustan. 2. Nykyaikaisen tehoelektroniikan sovellusalat 2.1 Tietokoneiden tehokas vihreän virtalähde Tietotekniikan nopea kehitys on johtanut ihmiskunnan tietoyhteiskuntaan ja samalla edistänyt virransyötötekniikan nopeaa kehitystä. 1980-luvulla tietokoneet ottivat täysin käyttöön kytkentävirtalähteet ja ottivat johtoaseman tietokoneiden virtalähteiden vaihdon loppuunsaattamisessa. Sitten kytkentävirtatekniikka on tullut elektroniikan ja sähkölaitteiden kenttään yksi toisensa jälkeen. Tietotekniikan kehittyessä on ehdotettu vihreitä tietokoneita ja vihreitä virtalähteitä. Vihreillä tietokoneilla tarkoitetaan yleensä henkilökohtaisia ​​tietokoneita ja niihin liittyviä tuotteita, jotka eivät ole haitallisia ympäristölle. Vihreillä virtalähteillä tarkoitetaan vihreisiin tietokoneisiin liittyviä tehokkaita virtaa säästäviä virtalähteitä. Yhdysvaltain ympäristönsuojeluviraston mukaan' s&"Energy Star &"; suunnitelma 17. kesäkuuta 1999, työasemat Jos tietyntyyppisen henkilökohtaisen tietokoneen tai siihen liittyvien oheislaitteiden virrankulutus lepotilassa on alle 30 wattia, se täyttää vihreän tietokoneen vaatimukset. Energiatehokkuuden parantaminen on perustava tapa vähentää virrankulutusta. Mitä tulee nykyiseen 200 watin kytkentävirtalähteeseen, jonka hyötysuhde on 75%, itse virtalähde kuluttaa 50 wattia energiaa. 2.2 Suurtaajuiset kytkentävirtalähteet viestintää varten Viestintäalan nopea kehitys on edistänyt suuresti viestintävirtalähteiden kehitystä. Suurtaajuuksisesta pienikokoisesta kytkentävirtalähteestä ja sen tekniikasta on tullut nykyaikaisten viestintävirtalähdejärjestelmien valtavirta. Tiedonsiirtokentässä tasasuuntaajaa kutsutaan yleensä ensisijaiseksi virtalähteeksi ja DC-DC (DC / DC) -muunninta sekundääriseksi virtalähteeksi. Ensisijaisen virtalähteen tehtävänä on muuntaa yksivaiheinen tai kolmivaiheinen vaihtovirtalähde tasavirtalähteeksi, jonka nimellisarvo on 48 V. Tällä hetkellä ohjelmaohjattujen kytkimien ensisijaisessa virtalähteessä perinteinen vaiheohjattu säädetty virtalähde on korvattu suurtaajuisella kytkentävirtalähteellä. Suurtaajuuskytkentävirtalähde (tunnetaan myös nimellä kytkentäsuuntaaja SMR) toimii MOSFETin tai IGBT: n korkean taajuuden kautta, ja kytkentätaajuutta Sitä ohjataan yleensä 50-100 kHz: n alueella korkean hyötysuhteen ja pienentämisen saavuttamiseksi. Viime vuosina kytkintasasuuntaajien tehokapasiteetti on kasvanut jatkuvasti, ja yhden yksikön kapasiteetti on kasvanut 48V / 12.5A, 48V / 20A: sta 48V / 200A, 48V / 400A: iin. Viestintälaitteissa käytettävien erityyppisten integroitujen piirien vuoksi niiden virtalähdejännitteet ovat myös erilaiset. Tietoliikenteen virransyöttöjärjestelmässä suuritehoista tiheää suurtaajuista DC-DC-eristettyä virtalähdemoduulia käytetään väyläjännitteen (tavallisesti 48 V DC) muuttamiseen erilaisiksi Tarvittavat eri tasajännitteet voivat vähentää huomattavasti tappioita, helpottaa huoltoa ja ovat erittäin käteviä asentaa ja lisätä. Yleensä se voidaan asentaa suoraan tavalliseen ohjauskorttiin, ja toissijaisen virtalähteen vaatimus on suuri tehotiheys. Kun viestintäkapasiteetti kasvaa edelleen, myös viestintävirtalähteen kapasiteetti kasvaa edelleen. 2.3 DC-DC (DC / DC) -muunnin DC / DC-muunnin muuntaa kiinteän tasajännitteen vaihtuvaksi tasajännitteeksi. Tätä tekniikkaa käytetään laajalti johdinautojen, metrojunien ja sähköajoneuvojen portaattomassa nopeuden vaihdossa. Ohjaus, samaan aikaan, edellä mainittu ohjaus saavuttaa sujuvan, nopean vasteen ja samalla energiansäästön vaikutuksen. Varistorin vaihtaminen tasasilppuriin voi säästää virtaa (20-30)%. Tasasilppuri ei voi vain säätää jännitettä (kytkentävirtalähde), vaan myös vaimentaa tehokkaasti harmonisen virran kohinan verkon puolella. Viestintävirtalähteen toissijainen DC / DC-muunnin on kaupallistettu. Moduuli käyttää korkeataajuista PWM-tekniikkaa, kytkentätaajuus on noin 500 kHz ja tehon tiheys on 5 W ～ 20 W / in3. Suurten integroitujen piirien kehityksen myötä virtalähdemoduuli on minimoitava, joten on tarpeen lisätä jatkuvasti kytkentätaajuutta ja ottaa käyttöön uusia piiritopologioita. Tällä hetkellä jotkut yritykset ovat kehittäneet ja tuottaneet kahden tyyppisiä nollavirta- ja nollajännitekytkentätekniikoita. Toissijaisen teholähdemoduulin tehotiheyttä on parannettu huomattavasti. 2.4 Keskeytymätön virtalähde (UPS) Keskeytymätön virtalähde (UPS) on erittäin luotettava ja suorituskykyinen virtalähde, jota tarvitaan tietokoneille, viestintäjärjestelmille ja tilanteille, joissa tarvitaan keskeytymätöntä virransyöttöä. Tasasuuntaaja muuntaa vaihtovirran tulon tasavirraksi, osa energiasta ladataan akkuun ja toinen osa energiasta muunnin muuttuu vaihtovirraksi ja lähetetään kuormalle siirtokytkimen kautta. Energian tuottamiseksi kuormalle vielä taajuusmuuttajan vikaantuessa, toinen varavirtalähde toteutetaan tehonsiirtokytkimen kautta. Moderni UPS käyttää yleensä pulssinleveyden modulointitekniikkaa ja moderneja tehoelektroniikkalaitteita, kuten teho-MOSFET- ja IGBT-laitteita. Virtalähteen melua voidaan vähentää ja tehokkuutta ja luotettavuutta voidaan parantaa. Mikroprosessoriohjelmistojen ja laitteistoteknologian käyttöönotto voi toteuttaa UPS: n älykkään hallinnan, etähuolto- ja etädiagnoosit. Tällä hetkellä online-UPS: n enimmäiskapasiteetti voi olla 600kVA. Erittäin pienten UPS-laitteiden kehitys on myös erittäin nopeaa, ja on olemassa tuotteita, joilla on erilaiset eritelmät, kuten 0,5 kVA, lVA, 2 kVA ja 3 kVA. 2.5 Taajuusmuuttajan virtalähde Taajuusmuuttajan virtalähdettä käytetään pääasiassa taajuusmuuttajaan ja vaihtovirtamoottoreiden nopeuden säätöön, ja sen sijainti sähkökäyttöjärjestelmässä on yhä tärkeämpi ja sillä on saavutettu valtavia energiansäästövaikutuksia. Taajuusmuuttajan virtalähteen pääpiiri käyttää AC-DC-AC-kaaviota. Teollisuuden taajuusvirtalähde muunnetaan kiinteäksi tasajännitteeksi tasasuuntaajan kautta, ja sitten suuritehoisista transistoreista tai IGBT: stä koostuva PWM-suurtaajuusmuunnin kääntää tasajännitteen jännite- ja taajuusmuuttuvaksi AC-ulostuloksi. Virtalähteen lähtöaaltomuoto on samanlainen kuin siniaalto. Käytetään vaihtovirta-asynkronimoottoreiden saavuttamiseksi portaaton nopeuden säätö. Taajuusmuuttajan virtalähdesarjan tuotteet, jotka ovat alle 400 kVA, ovat tulleet esiin kansainvälisesti. 1980-luvun alussa japanilainen Toshiba sovelsi ensimmäisen kerran vaihtovirtataajuuden muuntonopeuden säätötekniikkaa ilmastointilaitteisiin. Vuoteen 1997 mennessä sen osuus on saavuttanut yli 70% Japanin kotitalouksien ilmastointilaitteista. Invertteri-ilmastointilaitteiden edut ovat mukavuus ja energiansäästö. Kotimainen invertteri-ilmastointilaitteiden tutkimus aloitettiin 1990-luvun alussa. Vuonna 1996 tuotantolinja otettiin käyttöön vaihtosuuntaajan ilmastointilaitteiden tuottamiseksi, mikä muodosti vähitellen kuuman pisteen invertterin ilmastointilaitteiden kehittämiselle ja tuotannolle. Huipun odotetaan muodostuvan noin vuonna 2000. Taajuusmuuttajan virtalähteen lisäksi invertterin ilmastointilaitteet vaativat myös taajuusmuuttajan nopeuden säätämiseen sopivan kompressorimoottorin. Ohjausstrategian optimointi ja toiminnallisten komponenttien valinta ovat ilmastointilaitteen taajuusmuuttajan virtalähteen jatkosuunnittelusuunta. 2.6 Suurtaajuusmuuttajan tasasuuntaajahitsauskoneen virtalähde Suurtaajuusmuuttajan tasasuuntaajahitsauskoneen virtalähde on tehokas, tehokas ja materiaalia säästävä uusi hitsauskoneen virtalähde, joka edustaa nykypäivän kehityssuuntaa' s hitsauskoneen virtalähde. Suurten IGBT-moduulien kaupallistamisen vuoksi tällaisella virtalähteellä on laajemmat sovelluskohteet. Invertterihitsauskoneen virtalähde käyttää enimmäkseen AC-DC-AC-DC (AC-DC-AC-DC) -muunnosmenetelmää. 50 Hz: n vaihtovirta muunnetaan tasavirraksi täydellisen sillan tasasuuntauksen avulla, ja IGBT: stä koostuva PWM-korkean taajuuden muunnososa kääntää tasavirran suurtaajuiseksi suorakaiteen muotoiseksi 20 kHz: n aalloksi, joka on yhdistetty suurtaajuusmuuntajalla, tasoitettu ja suodatettu, ja siitä tulee vakaa tasavirta, jota käytetään valokaaren syöttöön. Hitsauskoneen virtalähteen huonojen työolojen ja toistuvien oikosulku-, kaaren- ja avoimen piirin vaihtojen vuoksi suurtaajuusmuuttajan tasasuuntaajan hitsauskoneen virtalähteen käyttövarmuudesta on tullut kriittisin kysymys, ja se on myös käyttäjien eniten huolestunut asia. . Mikroprosessorin käyttäminen pulssileveyden modulointiin (PWM) liittyvänä ohjaimena useiden parametrien ja monien tietojen purkamisen ja analysoinnin avulla saavutetaan järjestelmän eri työolojen ennustamisen tarkoitus, ja järjestelmää voidaan säätää ja käsitellä etukäteen ongelman ratkaisemiseksi. Paranna nykyisten suuritehoisten IGBT-invertterivirtalähteiden luotettavuutta. Ulkomaiset invertterihitsauskoneet voivat saavuttaa nimellishitsausvirran 300A, kuormituksen keston 60%, täyden kuormitusjännitteen 60-75V, virran säätöalueen 5-300A ja painon 29kg. 2.7 Suuritehoiset suurjännitteiset DC-virtalähteet Suuritehoisia suurjännitteisiä DC-virtalähteitä käytetään laajalti suurissa laitteissa, kuten sähköstaattisessa pölynpoistossa, veden laadun parantamisessa, lääketieteellisissä röntgenlaitteissa ja CT-koneissa. Jännite on niinkin korkea kuin 50 ～ 59 kV, virta on yli 0,5 A ja teho on 100 kW. Jotkut japanilaiset yritykset ovat 1970-luvulta lähtien ottaneet käyttöön invertteritekniikan, joka muuntaa verkkovirran tasauksen jälkeen noin 3 kHz: n välitaajuudelle ja lisää sitä sitten. 1980-luvulla suurtaajuuskytkentätehotekniikka kehittyi nopeasti. Saksan' s Siemens käyttää virtatransistoreita pääkytkinelementtinä virtalähteen kytkentätaajuuden nostamiseksi yli 20 kHz: iin. Kuivatyyppistä muuntajateknologiaa sovelletaan menestyksekkäästi korkeataajuisiin ja suurjännitteisiin virtalähteisiin, ja suurjännitemuuntajan öljysäiliö eliminoidaan, mikä vähentää edelleen muuntajajärjestelmän tilavuutta. Kotimaassa on kehitetty sähkösuodattimen suurjännitteinen tasavirtalähde. Verkko tasataan tasavirraksi ja täyssillan nollavirtakytkinsarjan resonanssimuunninpiiriä käytetään vaihtamaan tasajännite suurtaajuusjännitteeksi, minkä jälkeen suurtaajuusmuuntajaa lisätään ja lopulta tasataan. Tasavirta on korkea Jännite. Resistiivisissä kuormitusolosuhteissa lähtöjännite saavuttaa 55 kV, virta saavuttaa 15 mA ja toimintataajuus on 25,6 kHz. 2.8 Kun aktiivisen tehosuodattimen perinteinen AC-DC (AC-DC) -muunnin otetaan käyttöön, se ruiskuttaa suuren määrän harmonista virtaa sähköverkkoon aiheuttaen harmonisia häviöitä ja häiriöitä, ja samalla laitteen tehokerroin heikkenee verkon puolella. Ilmiö, ns. &, sähkön pilaantuminen &, esimerkiksi, kun hallitsematon tasasuuntaus ja kondensaattorisuodatus, verkkopuolen kolmas harmoninen sisältö voi nousta (70 ～ 80)% ja tehokerroin ruudukon puolella on vain 0,5 ～ 0,6. Aktiivinen tehosuodatin on uudentyyppinen tehoelektroniikkalaite, joka voi vaimentaa dynaamisesti yliaaltoja. Se pystyy voittamaan perinteisten LC-suodattimien puutteet ja on lupaava harmoninen vaimennusmenetelmä. Suodatin koostuu siltakytkentävirtamuuntimesta ja erityisestä ohjauspiiristä. Ei vain lähtöjännite, vaan myös keskimääräinen tulovirta syötetään takaisin; (2) Virtasilmukan vertailusignaali on jännitesilmukan virhesignaalin ja täysiaallon tasasuuntaisen jännitteen näytteenottosignaalin tulo. 2.9 Hajautettu kytkentävirtalähde Hajautettu virransyöttöjärjestelmä käyttää pienitehoisia moduuleja ja laajamittaisia ​​integroituja ohjauspiirejä peruskomponenteina ja käyttää uusimpia teorioita ja teknisiä saavutuksia rakennuspalikkatyyppisen, älykkään suuritehoisen virtalähteen muodostamiseksi. vahvan virran saamiseksi ja Heikon virran tiukka integrointi vähentää suuritehoisten komponenttien ja suuritehoisten laitteiden (keskitetty) kehittämiseen kohdistuvaa painetta ja parantaa tuotannon tehokkuutta. 1980-luvun alussa hajautettujen suurtaajuuskytkentäjärjestelmien tutkimus keskittyi pääasiassa muuntimien rinnakkaistekniikan tutkimukseen. 1980-luvun puolivälissä ja loppupuolella korkean taajuuden tehonmuuntotekniikan nopean kehityksen myötä eri muuntimen topologiat ilmestyivät peräkkäin. Yhdistämällä laajamittainen integroitu piiri ja tehokomponenttiteknologia, pienten ja keskisuurten virtalähteiden integrointi tuli mahdolliseksi, mikä edisti nopeasti hajautettujen suurtaajuisten kytkentävirtalähteiden tutkimuskehitystä. 1980-luvun lopusta lähtien tästä suunnasta on tullut tutkimuskohde kansainvälisessä tehoelektroniikan piirissä. Paperien määrä on kasvanut vuosi vuodelta, ja käyttöalue on jatkanut laajentumistaan. Hajautetulla virransyöttömenetelmällä on energiansäästön, luotettavuuden, korkean hyötysuhteen, taloudellisuuden ja kätevän huollon edut. Suuret tietokoneet, viestintävälineet, ilmailu-, avaruusteollisuus, teollisuuden ohjaus ja muut järjestelmät ovat ottaneet sen käyttöön vähitellen. Se on myös ihanteellisin virtalähde ultranopeiden integroitujen piireiden matalajännitteiselle (3,3 V) virtalähteelle. Suuritehoisissa sovelluksissa, kuten galvanointi, elektrolyysivirtalähde, sähköveturin vetovirtalähde, välitaajuinen induktiolämmitysteholähde, moottorikäyttöisen virtalähde ja muut kentät, on myös laaja soveltamismahdollisuus. 3. Suurtaajuisen kytkentävirtalähteen kehityssuunta Sähkötehotekniikan ja erilaisten virransyöttöjärjestelmien sovelluksissa kytkentävirtatekniikka on ytimessä. Suurten elektrolyyttisten pinnoitusvirtalähteiden perinteiset piirit ovat erittäin isoja ja raskaita. Jos käytetään Gordonin kytkentävirtalähdetekniikkaa, sen määrä ja paino pienenevät huomattavasti ja virrankulutuksen tehokkuutta voidaan parantaa huomattavasti, materiaalisäästöjä ja kustannuksia voidaan vähentää. Sähköajoneuvoissa ja taajuusmuuttajissa se on erottamaton kytkentävirtalähteen tekniikasta. Kytkentävirtalähde muuttaa virtataajuutta saavuttaakseen lähes ihanteellisen kuormituksen sovituksen ja käytön ohjauksen. Suurtaajuuskytkentätehotekniikka on erilaisten suuritehoisten kytkentävirtalähteiden ydintekniikka (invertterihitsauskone, viestintävirtalähde, suurtaajuuslämmitysteholähde, laservirtalähde, sähkökäyttöinen virtalähde jne.). 3.1 Suurtaajuus Teoreettinen analyysi ja käytännön kokemus osoittavat, että muuntajien, induktoreiden ja kondensaattoreiden tilavuuspaino on kääntäen verrannollinen virtalähteen taajuuden neliöjuureen. Joten kun kasvatamme taajuutta 50 Hz: stä 20 kHz: iin, 400 kertaa, sähkölaitteiden tilavuus ja paino pienenevät 5 ~ 10%: iin tehotaajuussuunnittelusta. Olipa kyseessä taajuusmuuttajan tasasuuntaajahitsauskone tai kytkintasasuuntaaja tietoliikenteen virtalähteelle, molemmat se perustuu tähän periaatteeseen. Vastaavasti erilaiset tasavirtalähteet, kuten galvanointi, elektrolyysi, sähköinen käsittely, lataus, kelluva lataus ja virran sulkeutuminen perinteisessä&"tasasuuntaajateollisuudessa &"; voidaan myös muuntaa tämän periaatteen mukaisesti siten, että siitä tulee &; kytkentämuunnosvirransyöttö&". Tärkeimmät materiaalit voivat olla. Se voi säästää 90% tai enemmän ja säästää sähköä 30% tai enemmän. Tehoelektroniikkalaitteiden toimintataajuuden ylärajan asteittaisesta noususta johtuen monet perinteisesti suurten taajuuksien laitteet, jotka alun perin käyttivät elektronisia putkia, kiinteytyvät, mikä tuo merkittäviä taloudellisia etuja energiansäästössä, vedensäästössä ja materiaalien säästössä, ja voi heijastavat teknisen sisällön arvoa. 3.2 Modulaarisuus Modularisaatiolla on kaksi merkitystä, toinen on virtalähteiden modulaatio ja toinen virtalähteiden modulaatio. Yhteiset laitemoduulimme, mukaan lukien yksi yksikkö, kaksi yksikköä, kuusi yksikköä seitsemään elementtiä, mukaan lukien kytkentälaitteet ja vapaasti pyörivät diodit rinnakkain niiden kanssa, ovat olennaisesti &; standardi &; tehomoduulit (SPM). Viime vuosina jotkut yritykset ovat asentaneet kytkentälaitteen taajuusmuuttajan virtapiirin tehomoduuliin muodostaakseen älykkään&-teknologian. tehomoduuli (IPM), joka paitsi pienentää koko koneen kokoa, myös helpottaa koko koneen suunnittelua ja valmistusta. Itse asiassa taajuuden jatkuvan kasvun takia lyijyn loisinduktanssin ja loiskapasitanssin vaikutus on tullut vakavammaksi aiheuttaen laitteelle suurempaa sähköistä rasitusta (ylijännitteen ja ylivirtaisten purseiden muodossa). Jotkut valmistajat ovat kehittäneet järjestelmän luotettavuuden parantamiseksi &, käyttäjäkohtainen &, tehomoduuli (ASPM), joka asentaa melkein kaikki kokonaisen koneen laitteistot moduuliksi sirun muodossa siten, että komponentit eivät ole enää välillä. Perinteisillä lyijyliitännöillä tällaisille moduuleille on tehty tiukka ja kohtuullinen lämpö-, sähkö- ja mekaaninen suunnittelu täydellisen optimointitilan saavuttamiseksi. Se on samanlainen kuin mikroelektroniikan käyttäjäkohtainen integroitu piiri (ASIC). Niin kauan kuin ohjausohjelmisto on kirjoitettu moduulin mikroprosessorisiruun ja sitten koko moduuli on kiinnitetty vastaavaan jäähdyttimeen, muodostuu uudentyyppinen kytkentävirtalähde. Voidaan nähdä, että modulaation tarkoituksena ei ole vain helpottaa käyttöä ja pienentää koko koneen kokoa, vaan mikä tärkeintä, perua perinteinen yhteys ja minimoida loisparametrit, jotta laitteen sähköinen rasitus minimoidaan ja parantaa järjestelmän luotettavuutta. . Lisäksi suuritehoiset kytkentävirtalähteet laitteen kapasiteetin rajoituksen ja lisääntyneen redundanssin takia luotettavuuden parantamiseksi käyttävät yleensä useita itsenäisiä moduuliyksiköitä työskentelemään rinnakkain nykyisen jakotekniikan avulla, ja kaikki moduulit jakavat kuormavirran. Jos yksi moduuli epäonnistuu, muut moduulit jakavat kuormitusvirran tasaisesti. Tällä tavoin paitsi tehokapasiteettia ei lisätä, mutta suuren virtalähteen vaatimus täyttyy rajoitetun laitteen kapasiteetin ollessa kyseessä, ja järjestelmän luotettavuus paranee huomattavasti lisäämällä redundantteja virtalähdemoduuleja, joilla on pieni teho suhteessa koko järjestelmään . Yksittäisen moduulin vikaantuminen ei vaikuta järjestelmän normaaliin toimintaan ja antaa riittävästi aikaa korjaukseen. 3.3 Digitalisointi Perinteisessä tehoelektroniikkatekniikassa ohjausosa on suunniteltu ja toiminut analogisten signaalien mukaisesti. 1960- ja 1970-luvulla tehoelektroniikan tekniikka perustui täysin analogisiin piireihin. Kuitenkin nyt, kun digitaalisista signaaleista ja digitaalisista piireistä on tulossa yhä tärkeämpi, digitaalinen signaalinkäsittelytekniikka on yhä kypsempi ja osoittaa yhä enemmän etuja: kätevä tietokoneen käsittelyyn ja hallintaan, välttää analogisten signaalien vääristymistä ja vääristymistä ja vähentää väärät signaalit. Häiriöt (häiriönestokyvyn parantaminen), kätevä ohjelmistopakettien virheenkorjaukseen ja kaukokartoitukseen, telemetriaan ja etäsäätöön sekä itsediagnoosin, vikasietoisuuden ja muun tekniikan implantointiin. Siksi 1980- ja 1990-luvuilla analoginen tekniikka oli edelleen hyödyllinen erilaisten piirien ja järjestelmien suunnittelussa, erityisesti: kuten painettujen levyjen asettelu, sähkömagneettisen yhteensopivuuden (EMC) ongelmat ja tehokertoimen korjaus (PFC). ongelmat ovat erottamattomia analogisen tekniikan tuntemuksesta, mutta älykkäillä kytkentävirtalähteillä, kun tarvitaan tietokoneohjausta, digitaalinen tekniikka on erottamaton. 3.4 Viherryttäminen Virransyöttöjärjestelmän viherryttämisellä on kaksi merkitystä: ensimmäinen on merkittävä energiansäästö, mikä tarkoittaa sähköntuotantokapasiteetin säästämistä, ja sähköntuotanto on tärkeä syy ympäristön pilaantumiseen, joten virransäästö voi vähentää ympäristön pilaantumista; toiseksi nämä Virtalähde ei voi (tai vähemmän) aiheuttaa pilaantumista sähköverkkoon. Kansainvälinen sähkötekniikan toimikunta (IEC) on laatinut tätä varten joukon standardeja, kuten IEC555, IEC917, IEC1000 ja niin edelleen. Itse asiassa monista tehoelektroniikan energiansäästölaitteista tulee yleensä saastumislähde sähköverkkoon: ruiskuta vakavia korkealaatuisia harmonisia virtoja sähköverkkoon, mikä vähentää kokonaistehokerrointa, yhdistää monia jyrkkää piikkejä verkkojännitteeseen, ja sillä on jopa puuttuvat kulmat ja vääristymät. . 1900-luvun lopulla syntyi erilaisia ​​aktiivisia suodattimia ja aktiivisia kompensointijärjestelmiä, ja tehokertoimen korjaamiseksi oli monia tapoja. Ne loivat perustan erilaisten vihreiden kytkentävirtalähteiden massatuotannolle 2000-luvulla. Moderni tehoelektroniikka on perusta kytkentävirtalähteen tekniikan kehittämiselle. Uusien korkeampiin kytkentätaajuuksiin soveltuvien tehoelektroniikkalaitteiden ja piiritopologioiden jatkuvan myötä nykyaikainen virtalähdetekniikka kehittyy nopeasti todellisten tarpeiden sysäyksessä. Perinteisen sovellustekniikan mukaan kytkentävirtalähteen suorituskykyyn vaikuttaa virtalähteiden suorituskyvyn rajoittaminen. Eri virtalähteiden ominaisuuksien maksimoimiseksi ja laitteen suorituskyvyn vaikutuksen kytkentävirtalähteen suorituskyvyn minimoimiseksi uusi virtapiirin topologia ja uusi ohjaustekniikka voivat saada virtakytkimen toimimaan nollajännitteellä tai nollavirralla, mikä voi parantaa huomattavasti toimintataajuutta, parantaa kytkentävirtalähteen tehokkuutta ja suunnitella erinomaisen suorituskyvyn kytkentävirtalähteen. Kaiken kaikkiaan tehoelektroniikka ja kytkentävirtalähdeteknologia kehittyvät edelleen sovellusten vaatimusten vuoksi, ja uusien tekniikoiden ilmaantuminen päivittää monia sovellustuotteita ja avaa päivitetyimmät sovelluskentät. Kytkentävirtalähteen' korkean taajuuden, modulaarisuuden, digitalisoinnin, viherryttämisen jne. Toteuttaminen merkitsee näiden tekniikoiden kypsyyttä ja toteuttaa tehokkaan ja korkealaatuisen sähkön yhdistelmän. Viime vuosina kommunikaatioteollisuuden kehittyessä kytkentävirtalähde kommunikointia varten kytkentävirtalähteen tekniikan kanssa, koska ydin on kotimarkkinoiden kysyntä yli 2 miljardia yuania, mikä on houkutellut suuren määrän tieteellistä ja teknologista henkilöstöä kotimaassa ja ulkomailla kehityksen ja tutkimuksen suorittamiseksi. Yleinen suuntaus on, että kytkentävirtalähteet korvaavat lineaariset ja vaiheohjatut virtalähteet. Siksi sähkökäyttöisten virransyöttöjärjestelmien kotimarkkinat, joilla on myös kysyntä miljardeille lähtöarvolle, ovat alkamassa ja kehittyvät pian. On olemassa monia muita erityisiä virtalähteitä ja teollisuuden virtalähteitä, joissa on kytkentävirtalähde, koska ydin odottaa ihmisten kehittymistä.