因通讯设备中所用集成电路的种类繁多

1、因通讯设备中所用集成电路的种类繁多,其电源电压也各不相同,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,从中间母线电压(一般为48V直流,变换成所需的各种直流电源,这样可大大减小损耗、,方便维护,且安装、增加非常方便。一般都可直接安装在标准控制板上,对二次电源的要求是高功率密度。因通信容量的不断增加,通信电源容量也将不断增加。直流-直流(DC/DC变换器DC/DC变换器将一个固定的直流电压变换可变的直流电压,这种技术被广泛应用于无轨电车,地铁列车,电动车的无级变速和控制,同时使上述控制控制获得加速平稳,并同时收到节约电能的效果。用直流斩波器代替变阻器,可节约电能(20-30%。直

2、流斩波器不仅能起调压作用(开关电源,同时还能起到有效的抑制电网侧谐波电流,噪声的作用。不间断电源(ups不间断电源(ups是计算机通信系统以要求提供,不能中断场合所必需的的一种高性能电源。交流市电输入经整流器变成直流,一部分能量给蓄电池充电,另一部分能量经逆变器变成交流,经转换开关送到负载。为了在逆变器故障时仍能向负载提供能量,另一条路备用电源通过电源转换开关来实现。变频器电源变频器电源主要用于交流电机的变频调速,其在电器传动系统中占据的地位日趋重要,已获得巨大地能源效果。变频器电源主电路均采用交流-直流-交流方案。I频电源通过整流器变成固定的直流电源,然后由大功率晶体管或IGBT组成的PWM

3、高频变换器,将直流电压逆变成电压,频率可变的交流输出,电源输出波形近于正弦波,用于驱动交流异步电机实现无级变速。高频逆变式整流焊机电源高频逆变式整流焊机电源是一种高性能、高效、省材的新型焊机电源,代表了当今焊机电源的发展方向。由于IGBT大容量模块的商用化,这种电源更有着广阔的应用前景。大功率开关型高压直流电源大功率开关型高压直流电源广泛应用于静电除尘、水质改良、医用C光机、CT机等大型设备。高压高达50-159KV,电流达到0.5A以上,功率可达100KW电力有源滤波器传统的交流-直流(A V-DC变换器在投运时,将向电网注入大量的谐波电流,引起谐波损耗和干扰,同时还出现装置网侧功率因数,恶

4、化的现象,即所谓的“电力公害”,例如,不可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。分布式开关电源供电系统分布式电源供电系统采用小功率模块和大规模集成电路作基础部件,利用最新理论和技术成果,组成积木式、智能化的大功率供电电源,从而使强电和弱点电源紧密结合降低大功率元器件、大功率装置(集中式的研制压力,提高生产效率。高频开关电源的发展趋势在电力电子技术的应用及各种电源系统中,开关电源技术均处于核心地位。对于大型电解电镀电源,传统的电路非常庞大而笨重,如果采用高频开关电源技术,其体积和重量都会大幅的下降,而且可极大提高电源利用效率,节省材料,降低成本。

5、高频化理论分析和实践经验表明,电器产品的变压器、电感和电容的体积、重量与供电频率的平方根成反比。所以当我们把频率从I频50HZ提高到20KHZ,提高四十倍的话,用电设备的体积重量大体下降I频设计的5-10%。模块化模块化有两方面的含义,其一是指功率器件的模块化,其二是指电源单元的模块化。我们常见的器件模块,含有一单元、两单元六单元至七单元,包括开关器件和与之反并联的二极管;实质上都属于“标准”功率模块(spm数字化在传统功率电子技术中,控制部分是按模拟信号来设计和工作的。在六七十年代,电力电子技术完全是建立在模拟电路基础上的,但是,现代数字式信号,数字电路显得越来越重要,数字信号处理技术日趋完

6、善成熟,显示出越来越多的优点:便于计算机处理控制,避免模拟信号的畸变失真,减小杂散信号的干扰(提高抗干扰能力,便于软件包调式和遥感遥测遥调,也便于自诊断,容错等技术的植入。绿色化电源系统的绿色化有两层含义:首先是显著节点,这意味着发电容量的节约,而发电是造成环境污染的重要原因,所以节电就可以减少对环境污染;其次,这些电源不能(减少对电网产生污染,国际电工委员会(IEC对比制定了一系列标准,如IEC555,IEC917,IEC1000等。事实上,许多功率电子节电产品往往会变成对电网的污染;向电网注入严重的高次谐波电流,使总功率因数下降,使电网电压耦合许多毛刺尖峰,甚至出现缺角和畸变。总而言之,电

7、力电子技术及开关电源技术因应用需求不断向前发展新技术的出现又会是许多应用产品更新换代,还会开拓更多更新的领域。开关电源高频化,模块化,数字化,绿色化等的实现,将标志着这些技术的成熟,实现高效率用电和高品质用电相结合。这几年,随着通信行业的发展,以开关电源技术以核心的的通信用开关电源,仅国内有20多亿人民币的市场需求,吸引了国内外一大批人员对其进行开发研究。电力发展前景电力学的发展前景述评1973年NEWELL在美国以电力电子学命名的专家会议上提出电力电子学时电气工程三大主要领域电力电子与控制之间的边缘科学。于此同时他还对电力电子的发展前景作了如下几点估计:1采用电力半导体器件的的电力电子装置将

8、继续发展并出现过去为开拓的新领域2借助于电子计算机的的电路分析与器件模拟技术将进一步发展使理论的系统设计成为可能,而电力电子学将因此成为一门学科。3电力半导体器件经过研究和发展将和小信号元件同样取得迅速的发展4规格化的一般用途的开关模块组件将进一步向廉价、可靠、多功能发展。模块中还将包括控制电路在内。5高等院校中开始出现电力电子学专业,国家将要求某些大学设计这么学科。6本学科内有关专业如器件和电路间的交流协作将加强并出现有关电力电子学的入门知识。7高压及快速半导体器件将继续提高性能并降低价格。8交流及快速技术将不断发展和普及。9引入微电子技术后系统的控制性能将进一步提高。10降低无功功率及抑制

9、高次谐波的技术将发展。11电力电子学将和节能结合成为今后重要的发展方向。12直流输电,新能源技术等发电输电方面的应用。13斩波器电车,超高速铁道等车辆方面的应用。14电力用高频振荡技术。在电力半导体器件方面正如发展前所做的估计也正向功率快速模块廉价四个方向发展。并根据我国当前状况正特别强调与加强可靠性、成品率、全面参数三个方面的工作。在电力电子装置方面我国当前生产最多的是牵引、电化、和电热冶金,直流传到、励磁四类装置方面。但正如发展前景所估计的斩波调速、交流调速、直流输电、静止补偿等方面也已有所发展或正在开始工作。电力电子技术正在加快发展的步伐,电力电子技术的发展加强了器件、电路、装置、系统和

10、控制各个方面的联系,其相互间的促进更为明显。电力电子技术发展动态装置对器件提出的要求AC-DC、DC-AC自然换向、AC-AC这三种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双向和模块及高压大容量方向发展,而大功率光控器件则直接由直流输电等应用方面提出目的是取得控制部分和主回路的光绝缘。而DC-AC强迫换向。DC-DC-这两种变流方式也要求高压大容量,但首先要求高压大容量,但要求缩短关断时间以使换向电路小型化,提高频率以求主回路部件小型化发展门极关断自关断器件以简化换向电路,因此采用自然换向的逆变电流很大程度取决于快速元件特别是自关断型器件的发展速度和经济效果。近年来可关断晶闸

11、管和场控晶闸管有了新的突破电压已达2500伏。晶体管的功率容量也在稳步增长。这些都将对逆变电路的发展起很大的影响。电力半导体器件发展的四个方向先从功率化来看。值得指出的是整个七十年代元器件的电压一直维持在4000伏左右。这说明虽有较高电压的样品但始终未成为产品。而控制容量电压X电流却在七十年代中期有了大幅度的上升这是硅材料迅速发展的结果。在日本1972年大量采用60的硅片,1978年采用75100的硅片而现在已开始采用125150硅片因而电流容量有了迅速上升。日本有关资料估计十年后电压水平为700010000伏。国内当前应首先强调可靠性,成品率和全面参数。使用户所取得的是一个真正可靠地,质量优

12、良的价格合理的产品。在这基础上向更高的容量发展也是必然的趋势。从快速化来看目前发展有两种趋势,一是对现有的快速晶闸管尽量争取有更合理的设计及工艺。例如提高dv/dt以缩短关断时间更精确地控制少子寿命电子辐射及亚辐射采用阳极短路或五层机构等。另一方面是发展新器件。目前快速晶闸管的电压电流与关断时间已达到了相对高的水平。总的来说自关断器件的关断时间较短。从模块化的发展来看当前有三种概念,一是将小容量器件组合在一个塑料封装内最常见的是晶闸管或整流器组成的各种桥组。如果加上触发部分及控制部分就可能组合成固态继电器,接触器或开关。二是把大容量器件和它的一些附件如容阻保护、熔断器、脉冲变压器、散热器组合在

13、一起然后再把这种模块组成一个标准组件如电桥。有时也把一对反并联晶闸管装在同一个散热器中。进一步的发展趋势是吧整个装置做成一个模块例如斩波器的模块,因此可以说:模块化不仅将使装置工作可取得使用方便的标准而且还有进一步将装置和器件工作者结合到一起的趋势。从廉价、小型和轻量化来看包括装置的小型化轻量化当前大概有五个发展趋势:1中小容量器件为了降低价格有玻璃钝化,塑料封转的发展2对大型器件及其装置而言增大器件容量可减少串并联数从而装置能小型轻量化。3是模块化也可达到廉价、小型和轻量化。4 是采用自关断型器件来减小换向电路体积和高频化以降低变压器的容量5提高冷却效果从1970年到1980年晶闸管容量增大

14、了610倍耗散功率也增大了45倍而单位输出功率所占的体积约缩小了5倍,在此情况下如不提高冷却效果就无法把热量散出去。现在冷却媒体已从空气、油、水而发展到氟利昂。而绝缘媒体已从空气、油发展到SF6和氟利昂,在这方面国内外都进行了许多试验和研究。装置与交流方式的关系,电力电子装置大致可分为:1电力气系统用装置如直流输电、扬水发电所、新能源利用、闪变防止、无功补偿、发电机励磁等方面用装置。2各种电源如化工电源、电车或地铁变电所电源、焊接机电源、电炉电源、中频电源、各种恒压恒频或变压变频电源、不停电电源、臭氧发生电源、充电电源等。3车辆用变流装置如斩波器电车、地铁车辆、工矿用车、交流电汽车等。4开关用装置各种交直流无接点开关、固态继电器、接触器等。节能节能的工牌电力电子学,电力电子学和节能相联系,是由电力电子学本身的特征决定的。因为电力电子技术本身就是一种研究高效变换和控制的技术。因此,说节能服务是电力电子技术发展的必然结果。节能是发展电力电子技术的巨大动力,而电力电子技术也将为节能作出巨大贡