因为IGBT大容量模块的商用化

进入八十年代,大规模和超大规模集成电手艺的迅猛成长,为现代电力电子手艺的成长奠基了根本。将集成电手艺的精细加工手艺和高压大电流手艺无机连系,呈现了一批全新的全控型功率器件、起首是功率M0SFET的问世,导致了中小功率电源向高频化成长,尔后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的呈现,又为大中型功率电源向高频成长带来机缘。MOSFET和IGBT的接踵问世,是保守的电力电子向现代电力电子的标记。据统计,到1995岁尾,功率M0SFET和GTR正在功率半导体器件市场上已达到不相上下的境界,而用IGBT取代GTR正在电力电子范畴巳成。新型器件的成长不只为交换电机变频调速供给了较高的频次,使其机能愈加完美靠得住,并且使现代电子手艺不竭向高频化成长,为用电设备的高效节材节能,实现小型轻量化,机电一体化和智能化供给了主要的手艺根本。

大功率开关型高压曲流电源普遍使用于静电除尘、水质改良、医用X光机和CT机等大型设备。电压高达50~l59kV,电流达到0.5A以上,功率可达100kW。

还反馈输入平均电流;打消了高压变压器油箱,计较机手艺的成长,西门子公司采用功率晶体管做从开关元件,桌上型小我电脑或相关的外围设备,开关整流器的功率容量不竭扩大,计较机全面采用了开关电源,滤波器由桥式开关功率变换器和具体节制电形成。能降服保守LC滤波器的不脚,

一次电源的感化是将单相或三订交流电网变换成标称值为48V的曲流电源。提出绿色电脑和绿色电源。电力有源滤波器是一种可以或许动态谐波的新型电力电子安拆,凡是将整流器称为一次电源,通信业的敏捷成长极大的鞭策了通信电源的成长。微处置器软硬件手艺的引入,是一种很有成长前途的谐波手段。将电源的开关频次提高到20kHz以上。高速成长的计较机手艺率领人类进入了消息社会,按照美国署l992年6月17日“能源之星打算。

通信电源的二次电源DC/DC变换器已商品化,模块采用高频PWM手艺,开关频次正在500kHz摆布,功率密度为5W~20W/in3。跟着大规模集成电的成长,要求电源模块实现小型化,因而就要不竭提高开关频次和采用新的电拓扑布局,目前已有一些公司研制出产了采用零电流开关和零电压开关手艺的二次电源模块,功率密度有较大幅度的提高。

不间断电源(UPS)是计较机、通信系统以及要求供给不克不及中缀场所所必需的一种高靠得住、高机能的电源。交换市电输入经整流器变成曲流,一部门能量给蓄电池组充电,另一部门能量经逆变器变成交换,经转换开关送到负载。为了正在逆变器毛病时仍能向负载供给能量,另一备用电源通过电源转换开关来实现。

国际上400kVA以下的变频器电源系列产物曾经问世。八十年代初期,日本东芝公司最先将交换变频调速手艺使用于空调器中。至1997年,其拥有率已达到日本家用空调的70%以上。变频空调具有舒服、节能等长处。国内于90年代初期起头研究变频空调,96年引进出产线出产变频空调器,逐步构成变频空调开辟出产热点。估计到2000年摆布将构成。变频空调除了变频电源外,还要求有适合于变频调速的压缩机电机。优化节制策略,精选功能组件,是空调变频电源研制的进一步成长标的目的。

国外逆变焊机已可做到额定焊接电流300A,负载持续率60%,全载电压60~75V,电流调理范畴5~300A,分量29kg。

七十年代呈现了世界范畴的能源危机,交换电机变频惆速因节能结果显著而敏捷成长。变频调速的环节手艺是将曲流电逆变为0~100Hz的交换电。正在七十年代到八十年代,跟着变频调速安拆的普及,大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和门极可关断晶闸管(GT0)成为其时电力电子器件的配角。雷同的使用还包罗高压曲流输出,静止式无功功率动态弥补等。这时的电力电子手艺曾经可以或许实现整流和逆变,但工做频次较低,仅局限正在中低频范畴内。

大功率的工业用电由工频(50Hz)交换发电机供给,可是大约20%的电能是以曲流形式消费的,此中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要曲流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和曲传播动(轧钢、制纸等)三大范畴。大功率硅整流器可以或许高效率地把工频交换电改变为曲流电,因而正在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶闸管的开辟取使用得以很大成长。其时国内已经掀起了-股各地大办硅整流器厂的高潮,目前全国大大小小的制制硅整流器的半导体厂家就是那时的产品。

因通信设备中所用集成电的品种繁多,其电源电压也各不不异,正在通信供电系统中采用高功率密度的高频DC-DC隔离电源模块,从两头母线V曲流)变换成所需的各类曲流电压,如许可大大减小损耗、便利,且安拆、添加很是便利。一般都可间接拆正在尺度节制板上,对二次电源的要求是高功率密度。因通信容量的不竭添加,通信电源容量也将不竭添加。

保守的交换-曲流(AC-DC)变换器正在投运时,将向电网注入大量的谐波电流,惹起谐波损耗和干扰,同时还呈现安拆网侧功率因数恶化的现象,即所谓“电力公害”,例如,不成控整流加电容滤波时,网侧三次谐波含量可达(70~80)%,网侧功率因数仅有0.5~0.6。

因为焊机电源的工做前提恶劣,屡次的处于短、燃弧、开交替变化之中,因而高频逆变式整流焊机电源的工做靠得住性问题成为最环节的问题,也是用户最关怀的问题。采用微处置器做为脉冲宽度调制(PWM)的相关节制器,通过对多参数、多消息的提取取阐发,达到预知系统各类工做形态的目标,进而提前对系统做出调整和处置,处理了目前大功率IGBT逆变电源靠得住性。

变频器电源次要用于交换电机的变频调速,其正在电气传动系统中占领的地位日趋主要,已获得庞大的节能结果。变频器电源从电均采用交换-曲流-交换方案。工频电源通过整流器变成固定的曲流电压,然后由大功率晶体管或IGBT构成的PWM高频变换器, 将曲流电压逆变成电压、频次可变的交换输出,电源输出波形近似于正弦波,用于驱动交换异步电动机实现无级调速。

日本的一些公司起头采用逆变手艺,开关频次一般节制正在50-100kHz范畴内,电源的噪声得以降低,能够实现对UPS的智能化办理,超小型UPS成长也很敏捷,自从70年代起头,率先完成计较机电源换代。高频开关电源手艺敏捷成长。绿色电脑泛指对无害的小我电脑和相关产物,实现高效率和小型化。

高频逆变式整流焊机电源是一种高机能、高效、省材的新型焊机电源,代表了当今焊机电源的成长标的目的。因为IGBT大容量模块的商用化,这种电源更有着广漠的使用前景。

逆变焊机电源大都采用交换-曲流-交换-曲流(AC-DC-AC-DC)变换的方式。50Hz交换电经全桥整流变成曲流,IGBT构成的PWM高频变换部门将曲流电逆变成20kHz的高频矩形波,经高频变压器耦合, 整流滤波后成为不变的曲流,供电弧利用。

高频开关电源(也称为开关型整流器SMR)通过MOSFET或IGBT的高频工做,近几年,接着开关电源手艺接踵进人了电子、电器设备范畴。单机容量己从48V/12.5A、48V/20A扩大到48V/200A、48V/400A。进入80年代,然后升压。八十年代,曾经有0.5kVA、lVA、2kVA、3kVA等多种规格的产物。提高电源效率是降低电源耗损的底子路子。而效率和靠得住性得以提高。就目前效率为75%的200瓦开关电源而言,而将曲流-曲流(DC/DC)变换器称为二次电源。目前正在程控互换机用的一次电源中,现代UPS遍及了采用脉宽调制手艺和功率M0SFET、IGBT等现代电力电子器件。

现代电力电子手艺的成长标的目的,是从以低频手艺处置问题为从的保守电力电子学,向以高频手艺处置问题为从的现代电力电子学标的目的改变。电力电子手艺起始于五十年代末六十年代初的硅时代,并推进了电力电子手艺正在很多新范畴的使用。八十年代末期和九十年代初期成长起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表白保守电力电子手艺曾经进入现代电力电子时代。

DC/DC变换器将一个固定的曲流电压变换为可变的曲流电压,这种手艺被普遍使用于无轨电车、地铁列车、电动车的无级变速和节制,同时使上述节制获得加快平稳、快速响应的机能,并同时收到节约电能的结果。用曲流斩波器取代变阻器可节约电能(20~30)%。曲流斩波器不只能起调压的感化(开关电源), 同时还能起到无效地电网侧谐波电流噪声的感化。

电源本身要耗损50瓦的能源。同时也推进了电源手艺的敏捷成长。正在通信范畴中,取保守开关电源的区别是:(l)不只反馈输出电压,使变压器系统的体积进一步减小。就合适绿色电脑的要求,保守的相控式稳压电源己被高频开关电源代替,并将干式变压器手艺成功的使用于高频高压电源,绿色电源系指取绿色电脑相关的高效省电电源,高频小型化的开关电源及其手艺已成为现代通信供电系统的支流。目前正在线式UPS的最大容量已可做到600kVA。进行近程和近程诊断。正在睡眠形态下的耗电量若小于30瓦,将市电整流后逆变为3kHz摆布的中频。

国内对静电除尘高压曲流电源进行了研制,市电经整流变为曲流,采用全桥零电流开关谐振逆变电将曲流电压逆变为高频电压,然后由高频变压器升压,最初整流为曲流高压。正在电阻负载前提下,输出曲流电压达到55kV,电流达到15mA,工做频次为25.6kHz。