تطوير إلكترونيات الطاقة الحديثة وتكنولوجيا الطاقة

في الوقت الحاضر ، كأساس لتوفير الطاقة ، وتوفير المواهب ، والأتمتة ، والذكاء ، والتكامل الكهروميكانيكي ، تتطور إلكترونيات الطاقة في اتجاه تكنولوجيا التطبيقات عالية التردد ، وهيكل الأجهزة المعيارية ، وأداء المنتجات الخضراء. في المستقبل القريب ، ستجعل تكنولوجيا الطاقة الإلكترونية تكنولوجيا الطاقة أكثر نضجًا واقتصادية وعملية ، وستحقق مزيجًا من الكفاءة العالية والكهرباء عالية الجودة. 1. تطوير تكنولوجيا إلكترونيات الطاقة إن اتجاه تطوير تكنولوجيا إلكترونيات الطاقة الحديثة هو تحول من إلكترونيات الطاقة التقليدية ، التي تركز على تكنولوجيا التردد المنخفض للتعامل مع المشكلات ، إلى إلكترونيات الطاقة الحديثة ، التي تركز على التكنولوجيا عالية التردد. بدأت تقنية إلكترونيات الطاقة من أجهزة مقوم السيليكون في أواخر الخمسينيات وأوائل الستينيات. شهد تطورها على التوالي عصر المعدل وعصر العاكس وعصر محول التردد ، وعزز تطبيق تكنولوجيا الطاقة الإلكترونية في العديد من المجالات الجديدة. في أواخر الثمانينيات وأوائل التسعينيات من القرن الماضي ، تم تطوير الأجهزة المركبة لأشباه موصلات الطاقة التي تمثلها MOSFETs و IGBTs ، والتي تدمج التردد العالي والجهد العالي والتيار الكبير ، في أواخر الثمانينيات وأوائل التسعينيات ، مما يشير إلى أن تكنولوجيا إلكترونيات الطاقة التقليدية قد دخلت عصر إلكترونيات الطاقة الحديثة. 1.1 يتم توفير الكهرباء الصناعية عالية الطاقة في عصر المقومات من خلال مولدات التيار المتردد بتردد (50 هرتز) ، ولكن يتم استهلاك حوالي 20٪ من الطاقة الكهربائية على شكل تيار مستمر ، وأكثرها شيوعًا هو التحليل الكهربائي (معادن غير حديدية) والمواد الخام الكيميائية تتطلب التحليل الكهربائي DC) ، الجر (قاطرة كهربائية ، قاطرة ديزل بمحرك كهربائي ، قاطرة مترو أنفاق ، ترولي باص حضري ، إلخ) ومحرك DC (درفلة فولاذية ، صناعة الورق ، إلخ) هي ثلاثة مجالات رئيسية. يمكن لمعدلات السيليكون عالية الطاقة تحويل التيار المتردد لتردد الطاقة إلى تيار مباشر بكفاءة عالية. لذلك ، في الستينيات والسبعينيات من القرن الماضي ، تم تطوير وتطبيق مقومات السيليكون عالية الطاقة والثايرستور بشكل كبير. في ذلك الوقت ، كان هناك تصاعد في إنشاء مصانع مقومات السيليكون على نطاق واسع في الصين. في الوقت الحاضر ، فإن الشركات المصنعة الكبيرة والصغيرة لأشباه الموصلات التي تصنع مقومات السيليكون في البلاد هي منتجات ذلك الوقت. 1.2 عصر العواكس في السبعينيات ، كانت هناك أزمة طاقة عالمية ، وكانت محركات التيار المتردد&# 39 ؛ تطورت سرعات تحويل التردد بسرعة بسبب آثارها الرائعة في توفير الطاقة. التكنولوجيا الرئيسية لتنظيم سرعة التردد المتغيرة هي تحويل التيار المباشر إلى تيار متناوب من 0-100 هرتز. في السبعينيات والثمانينيات من القرن الماضي ، مع انتشار أجهزة تنظيم السرعة المتغيرة التردد ، أصبح الثايرستور وترانزستورات الطاقة العملاقة (GTR) وبوابة إيقاف الثايرستور (GT0) المستخدمة لمحولات الطاقة العالية أبطالًا للأجهزة الإلكترونية الكهربائية في ذلك الوقت. تشمل التطبيقات المماثلة خرج DC عالي الجهد ، والتعويض الديناميكي للقدرة التفاعلية الثابتة وما إلى ذلك. في هذا الوقت ، تمكنت تقنية إلكترونيات الطاقة من تحقيق التصحيح والانعكاس ، لكن تردد التشغيل منخفض ، ويقتصر فقط على نطاق التردد المنخفض. 1.3 عصر محولات التردد في الثمانينيات ، أدى التطور السريع لتكنولوجيا الدوائر المتكاملة واسعة النطاق وواسعة النطاق جدًا إلى وضع الأساس لتطوير تكنولوجيا إلكترونيات الطاقة الحديثة. من خلال الجمع بين تقنية المعالجة الدقيقة لتقنية الدوائر المتكاملة والتكنولوجيا عالية الجهد والتيار العالي عضوياً ، ظهرت مجموعة جديدة من أجهزة الطاقة التي يتم التحكم فيها بالكامل ، أولاً وقبل كل شيء ، ظهور وحدات MOSFET للطاقة ، مما أدى إلى تطوير وحدات صغيرة وإمدادات الطاقة المتوسطة إلى الترددات العالية ، ومن ثم البوابات المعزولة. لقد أتاح ظهور الترانزستورات ثنائية القطب (IGBT) فرصًا لتطوير إمدادات الطاقة الكبيرة والمتوسطة الحجم للترددات العالية. يعد الظهور المتتالي لـ MOSFET و IGBT علامة على التحول من إلكترونيات الطاقة التقليدية إلى إلكترونيات الطاقة الحديثة. وفقًا للإحصاءات ، بحلول نهاية عام 1995 ، وصلت وحدات MOSFETs و GTRs إلى حصة متساوية في سوق أجهزة أشباه موصلات الطاقة ، وقد وصل استخدام IGBTs لاستبدال GTRs في مجال إلكترونيات الطاقة إلى نتيجة. لا يوفر تطوير الأجهزة الجديدة فقط ترددًا أعلى لتنظيم سرعة تحويل تردد محرك التيار المتردد ، مما يجعل أدائه أكثر اكتمالًا وموثوقية ، ولكنه يمكّن أيضًا التكنولوجيا الإلكترونية الحديثة من الاستمرار في التطور نحو التردد العالي ، وهو مادة عالية الكفاءة - توفير وتوفير الطاقة للمعدات الكهربائية ، وإدراك القياس الكمي الصغير والخفيف الوزن ، توفر الميكاترونيك والذكاء أساسًا تقنيًا مهمًا. 2. مجالات تطبيق إلكترونيات الطاقة الحديثة 2.1 مصدر طاقة أخضر عالي الكفاءة للكمبيوتر أدى التطور السريع لتكنولوجيا الكمبيوتر إلى دخول البشرية إلى مجتمع المعلومات ، وفي نفس الوقت عزز التطور السريع لتكنولوجيا إمدادات الطاقة. في الثمانينيات من القرن الماضي ، اعتمدت أجهزة الكمبيوتر بالكامل تبديل إمدادات الطاقة ، وأخذت زمام المبادرة في استكمال استبدال إمدادات طاقة الكمبيوتر. ثم دخلت تقنية تبديل التيار الكهربائي إلى مجال الإلكترونيات والمعدات الكهربائية واحدة تلو الأخرى. مع تطور تكنولوجيا الكمبيوتر ، تم اقتراح أجهزة كمبيوتر خضراء وإمدادات طاقة خضراء. تشير أجهزة الكمبيوتر الخضراء بشكل عام إلى أجهزة الكمبيوتر الشخصية والمنتجات ذات الصلة غير الضارة بالبيئة. تشير مصادر الطاقة الخضراء إلى مصادر طاقة موفرة للطاقة عالية الكفاءة تتعلق بأجهزة الكمبيوتر الخضراء. وفقًا لوكالة حماية البيئة الأمريكية&# 39 ؛ s&مثل ؛ Energy Star&مثل ؛ خطة في 17 يونيو 1999 ، أجهزة الكمبيوتر المكتبية إذا كان استهلاك الطاقة لجهاز كمبيوتر شخصي من النوع أو الأجهزة الطرفية ذات الصلة أقل من 30 واط في حالة السكون ، فإنه يلبي متطلبات الكمبيوتر الأخضر. تحسين كفاءة الطاقة هو الطريقة الأساسية لتقليل استهلاك الطاقة. بقدر ما يتعلق الأمر بإمداد الطاقة الحالي بقدرة 200 وات بكفاءة 75٪ ، فإن مصدر الطاقة نفسه يستهلك 50 وات من الطاقة. 2.2 مصادر طاقة التحويل عالية التردد للاتصالات أدى التطور السريع لصناعة الاتصالات إلى تعزيز تطوير إمدادات طاقة الاتصالات بشكل كبير. أصبح مصدر طاقة التحويل المصغر عالي التردد وتقنيته هو التيار الرئيسي لأنظمة تزويد طاقة الاتصالات الحديثة. في مجال الاتصال ، يُطلق على المعدل عادةً اسم مصدر الطاقة الأساسي ، ويسمى محول DC-DC (DC / DC) بمصدر الطاقة الثانوي. تتمثل وظيفة مصدر الطاقة الأساسي في تحويل شبكة طاقة التيار المتردد أحادية الطور أو ثلاثية الطور إلى مصدر طاقة تيار مستمر بقيمة اسمية تبلغ 48 فولت. في الوقت الحالي ، في مصدر الطاقة الأساسي للمفاتيح التي يتم التحكم فيها عن طريق البرنامج ، تم استبدال مصدر الطاقة التقليدي المنظم الذي يتم التحكم فيه بالطور بمزود طاقة بتبديل عالي التردد. يعمل مصدر طاقة التحويل عالي التردد (المعروف أيضًا باسم مقوم التبديل SMR) من خلال التردد العالي لـ MOSFET أو IGBT ، ويتم التحكم في تردد التبديل بشكل عام في نطاق 50-100 كيلو هرتز لتحقيق كفاءة عالية وتصغير. في السنوات الأخيرة ، استمرت سعة الطاقة لمعدلات التحويل في التوسع ، وتوسعت سعة وحدة واحدة من 48 فولت / 12.5 أمبير ، 48 فولت / 20 أمبير إلى 48 فولت / 200 أمبير ، 48 فولت / 400 أمبير. نظرًا لأنواع مختلفة من الدوائر المتكاملة المستخدمة في معدات الاتصالات ، فإن الفولتية الخاصة بمصدر الطاقة تختلف أيضًا. في نظام إمداد طاقة الاتصالات ، يتم استخدام وحدة إمداد طاقة معزولة عالية التردد DC-DC عالية الطاقة لتحويل جهد الناقل الوسيط (عادةً 48 فولت تيار مستمر) إلى الفولتية المختلفة للتيار المستمر التي يمكن أن تقلل بشكل كبير من الخسائر ، وتسهل الصيانة ، و مريحة جدًا للتثبيت والزيادة. بشكل عام ، يمكن تثبيته مباشرة على لوحة التحكم القياسية ، ومتطلبات مصدر الطاقة الثانوي هي كثافة طاقة عالية. مع استمرار زيادة قدرة الاتصال ، ستستمر أيضًا قدرة إمداد طاقة الاتصال في الزيادة. 2.3 محول DC-DC (DC / DC) يحول محول DC / DC جهد تيار مستمر ثابت إلى جهد تيار مستمر متغير. تُستخدم هذه التقنية على نطاق واسع في تغيير السرعة بدون خطوات لحافلات الترولي وقطارات الأنفاق والمركبات الكهربائية. التحكم ، في نفس الوقت ، يحصل التحكم المذكور أعلاه على أداء التسريع بسلاسة ، والاستجابة السريعة ، وفي نفس الوقت تلقي تأثير توفير الطاقة. يمكن أن يؤدي استبدال المكثف بمفرمة تيار مستمر إلى توفير الطاقة (20-30)٪. لا يمكن للمروحية DC تنظيم الجهد فقط (تبديل مصدر الطاقة) ، ولكن أيضًا قمع بشكل فعال ضوضاء التيار التوافقي على جانب الشبكة. تم تسويق محول التيار المستمر / التيار المستمر للطاقة الثانوية لمزود طاقة الاتصالات. تعتمد الوحدة على تقنية PWM عالية التردد ، ويبلغ تردد التبديل حوالي 500 كيلو هرتز ، وكثافة الطاقة هي 5 واط 20 واط / بوصة 3. مع تطوير الدوائر المتكاملة واسعة النطاق ، يلزم تصغير وحدة إمداد الطاقة ، لذلك من الضروري زيادة تردد التبديل باستمرار واعتماد طبولوجيا دوائر جديدة. في الوقت الحاضر ، طورت بعض الشركات وأنتجت نوعين من تقنيات التبديل بتيار صفر وتقنيات تبديل الجهد الصفري. تم تحسين كثافة الطاقة لوحدة إمداد الطاقة الثانوية بشكل كبير. 2.4 مزود الطاقة غير المنقطع (UPS) مزود الطاقة غير المنقطع (UPS) هو مصدر طاقة عالي الموثوقية وعالي الأداء ضروري لأجهزة الكمبيوتر وأنظمة الاتصالات والمناسبات التي تتطلب توفيرًا مستمرًا. يتم تحويل مدخلات التيار المتردد إلى تيار مستمر بواسطة المقوم ، ويتم شحن جزء من الطاقة إلى حزمة البطارية ، ويتم تحويل الجزء الآخر من الطاقة إلى تيار متردد بواسطة العاكس ، ويتم إرساله إلى الحمل من خلال مفتاح التحويل. من أجل الاستمرار في توفير الطاقة للحمل عند فشل العاكس ، يتم تحقيق مصدر طاقة احتياطي آخر من خلال مفتاح تحويل الطاقة. تعتمد UPS الحديثة بشكل عام على تقنية تعديل عرض النبضة والأجهزة الإلكترونية الحديثة للطاقة مثل MOSFETs و IGBTs. يمكن تقليل ضوضاء مصدر الطاقة ، ويمكن تحسين الكفاءة والموثوقية. يمكن أن يؤدي إدخال برامج المعالجات الدقيقة وتكنولوجيا الأجهزة إلى تحقيق الإدارة الذكية لـ UPS والصيانة عن بُعد والتشخيص عن بُعد. في الوقت الحاضر ، يمكن أن تصل السعة القصوى لـ UPS عبر الإنترنت إلى 600 كيلو فولت أمبير. كما أن تطوير وحدات UPS الصغيرة جدًا سريع جدًا ، وهناك منتجات بمواصفات مختلفة مثل 0.5kVA ، و lVA ، و 2kVA ، و 3kVA. 2.5 مزود الطاقة العاكس يستخدم مزود الطاقة العاكس بشكل أساسي لتحويل التردد وتنظيم السرعة لمحركات التيار المتردد ، وأصبح موقعه في نظام الدفع الكهربائي أكثر أهمية ، وقد حقق تأثيرات هائلة في توفير الطاقة. تعتمد الدائرة الرئيسية لمصدر طاقة العاكس مخطط AC-DC-AC. يتم تحويل مصدر طاقة التردد الصناعي إلى جهد تيار مستمر ثابت من خلال مقوم ، ثم يقوم محول التردد العالي PWM المكون من ترانزستورات عالية الطاقة أو IGBTs بتحويل جهد التيار المستمر إلى جهد متغير خرج التيار المتردد والتردد. يشبه شكل الموجة الناتج لمصدر الطاقة موجة جيبية. تستخدم لقيادة المحركات غير المتزامنة AC لتحقيق تنظيم السرعة بدون خطوات. سلسلة إمدادات الطاقة العاكس أقل من 400kVA قد تم طرحها دوليًا. في أوائل الثمانينيات ، طبقت شركة توشيبا اليابانية لأول مرة تقنية تنظيم سرعة تحويل تردد التيار المتردد على مكيفات الهواء. بحلول عام 1997 ، وصلت حصتها إلى أكثر من 70٪ من مكيفات الهواء المنزلية في اليابان. مكيفات الهواء العاكس لها مزايا الراحة وتوفير الطاقة. بدأت الأبحاث المحلية على مكيفات الهواء العاكس في أوائل التسعينيات. في عام 1996 ، تم تقديم خط الإنتاج لإنتاج مكيفات الهواء العاكس ، والتي شكلت تدريجياً نقطة ساخنة لتطوير وإنتاج مكيفات الهواء العاكس. ومن المتوقع أن تتشكل الذروة حوالي عام 2000. بالإضافة إلى مصدر طاقة العاكس ، تتطلب مكيفات الهواء العاكس أيضًا محرك ضاغط مناسب لتنظيم سرعة العاكس. يعد تحسين استراتيجية التحكم واختيار المكونات الوظيفية بمثابة اتجاه التطوير الإضافي لمصدر طاقة محول مكيف الهواء. 2.6 محول عالي التردد لمقوم اللحام مزود الطاقة مزود الطاقة لتصحيح العاكس عالي التردد لآلة اللحام هو مصدر طاقة جديد لآلة اللحام عالي الأداء وفعال وموفر للمواد ، والذي يمثل اتجاه التطور اليوم&# 39 ؛ ق امدادات الطاقة آلة لحام. نظرًا لتسويق وحدات IGBT عالية السعة ، فإن هذا النوع من إمدادات الطاقة له آفاق تطبيق أوسع. يعتمد مصدر طاقة آلة اللحام العاكس في الغالب على طريقة تحويل AC-DC-AC-DC (AC-DC-AC-DC). يتم تحويل التيار المتردد 50 هرتز إلى تيار مباشر من خلال تصحيح الجسر الكامل ، ويقوم جزء التحويل عالي التردد PWM المكون من IGBTs بعكس التيار المباشر إلى موجة مستطيلة عالية التردد تبلغ 20 كيلو هرتز ، مقترنة بمحول عالي التردد ، مصحح ومفلتر ، ويصبح تيارًا مباشرًا مستقرًا ، يستخدم لإمداد طاقة القوس. نظرًا لظروف العمل السيئة لمزود الطاقة لآلة اللحام ، والتغييرات المتكررة في الدائرة القصيرة ، والانحناء ، والتغييرات البديلة للدائرة المفتوحة ، أصبحت موثوقية العمل لمصدر طاقة آلة اللحام بالعاكس عالي التردد هي القضية الأكثر أهمية ، و إنها أيضًا القضية الأكثر قلقًا للمستخدمين. . باستخدام معالج دقيق كوحدة تحكم مرتبطة بتعديل عرض النبضة (PWM) ، من خلال استخراج وتحليل معلمات متعددة ومعلومات متعددة ، يتم تحقيق الغرض من التنبؤ بظروف العمل المختلفة للنظام ، ويمكن تعديل النظام ومعالجته مسبقًا لكي تحل هذه المشكلة. تحسين موثوقية مصادر طاقة العاكس الحالية عالية الطاقة IGBT. يمكن لآلات اللحام بالعاكس الأجنبية تحقيق تيار لحام مقنن يبلغ 300 أمبير ، ومدة تحميل 60٪ ، وفلطية تحميل كاملة من 60 إلى 75 فولت ، ونطاق ضبط حالي من 5 إلى 300 أمبير ، ووزن 29 كجم. 2.7 إمداد طاقة تيار مستمر عالي الجهد بتبديل عالي الطاقة تستخدم إمدادات طاقة تيار مستمر عالية الجهد بتبديل عالي الطاقة على نطاق واسع في المعدات الكبيرة مثل إزالة الغبار الكهروستاتيكي ، وتحسين جودة المياه ، وآلات الأشعة السينية الطبية وآلات التصوير المقطعي المحوسب. الجهد مرتفع حتى 50 ～ l59kV ، والتيار أعلى من 0.5A ، والطاقة تصل إلى 100kW. منذ سبعينيات القرن الماضي ، تبنت بعض الشركات في اليابان تقنية العاكس ، والتي تحول طاقة التيار الكهربائي إلى تردد متوسط ​​يبلغ حوالي 3 كيلو هرتز بعد التصحيح ، ثم تعززه. في الثمانينيات ، تطورت تقنية إمداد الطاقة بتبديل التردد العالي بسرعة. ألمانيا&# 39 ؛ s سيمنز تستخدم ترانزستورات الطاقة كعنصر تحويل رئيسي لزيادة تردد التبديل لمصدر الطاقة إلى أكثر من 20 كيلو هرتز. يتم تطبيق تقنية المحولات من النوع الجاف بنجاح على إمدادات الطاقة عالية التردد والجهد العالي ، ويتم التخلص من خزان زيت المحولات عالية الجهد ، مما يقلل من حجم نظام المحولات. محليًا ، تم تطوير مصدر طاقة تيار مستمر عالي الجهد للمرسب الكهروستاتيكي. يتم تصحيح التيار الكهربائي إلى تيار مستمر ، ويتم استخدام دائرة العاكس الرنان لسلسلة التبديل ذات التيار الصفري ذات الجسر الكامل لعكس جهد التيار المستمر إلى جهد عالي التردد ، ومن ثم يتم تعزيز المحول عالي التردد ، ويتم تصحيحه أخيرًا. الجهد االكهربى. في ظل ظروف الحمل المقاومة ، يصل جهد الخرج DC إلى 55kV ، والتيار يصل إلى 15mA ، وتردد التشغيل هو 25.6kHz. 2.8 عند تشغيل المحول التقليدي AC-DC (AC-DC) لمرشح الطاقة النشط ، فإنه سيحقن كمية كبيرة من التيار التوافقي في شبكة الطاقة ، مما يتسبب في فقدان التوافقية والتداخل ، وفي نفس الوقت سوف يتدهور عامل الطاقة للجهاز على جانب الشبكة. الظاهرة ، المسماة&مثل ؛ تلوث الطاقة&مثل ؛ على سبيل المثال ، عند التصحيح غير المنضبط وتصفية المكثف ، يمكن أن يصل المحتوى التوافقي الثالث على جانب الشبكة إلى (70 80)٪ ، وعامل القدرة على جانب الشبكة 0.5 ～ 0.6 فقط. مرشح الطاقة النشط هو نوع جديد من الأجهزة الإلكترونية التي تعمل بالطاقة والتي يمكنها قمع التوافقيات ديناميكيًا. يمكنها التغلب على أوجه القصور في مرشحات LC التقليدية وهي طريقة واعدة للقمع التوافقي. يتكون المرشح من محول طاقة بتبديل الجسر ودائرة تحكم محددة. لا يتم تغذية جهد الخرج فقط ، ولكن أيضًا يتم إرجاع متوسط ​​تيار الإدخال ؛ (2) الإشارة المرجعية للحلقة الحالية هي نتاج إشارة خطأ حلقة الجهد وإشارة أخذ عينات الجهد المصححة ذات الموجة الكاملة. 2.9 نظام إمداد الطاقة بالتبديل الموزع يستخدم نظام إمداد الطاقة الموزع وحدات منخفضة الطاقة ودوائر متكاملة للتحكم على نطاق واسع كمكونات أساسية ، ويستخدم أحدث النظريات والإنجازات التقنية لتشكيل مصدر طاقة ذكي عالي الطاقة على غرار كتلة البناء ، وذلك لجعل التيار القوي والتكامل المحكم للتيار الضعيف يقلل الضغط على تطوير المكونات عالية الطاقة والأجهزة عالية الطاقة (المركزية) ويحسن كفاءة الإنتاج. في أوائل الثمانينيات من القرن الماضي ، ركز البحث في أنظمة إمداد الطاقة بتبديل التردد العالي بشكل أساسي على البحث في التكنولوجيا المتوازية للمحول. في منتصف وأواخر الثمانينيات ، مع التطور السريع لتكنولوجيا تحويل الطاقة عالية التردد ، ظهرت طبولوجيا المحولات المختلفة واحدة تلو الأخرى. من خلال الجمع بين تكنولوجيا مكونات الطاقة والدوائر المتكاملة واسعة النطاق ، أصبح من الممكن دمج أجهزة الطاقة الصغيرة والمتوسطة ، وبالتالي تعزيز تطوير أبحاث نظام إمداد الطاقة عالي التردد الموزع. منذ أواخر الثمانينيات ، أصبح هذا الاتجاه نقطة ساخنة للبحث في دائرة إلكترونيات الطاقة الدولية. لقد زاد عدد الأوراق عامًا بعد عام ، واستمر مجال التطبيق في التوسع. تتميز طريقة إمداد الطاقة الموزعة بمزايا توفير الطاقة والموثوقية والكفاءة العالية والاقتصاد والصيانة المريحة. لقد تم اعتماده تدريجياً بواسطة أجهزة الكمبيوتر واسعة النطاق ، ومعدات الاتصالات ، والفضاء ، والتحكم الصناعي وأنظمة أخرى. إنها أيضًا الطريقة المثلى لإمداد الطاقة للطاقة منخفضة الجهد (3.3 فولت) للدوائر المتكاملة فائقة السرعة. في التطبيقات عالية الطاقة ، مثل الطلاء الكهربائي ، وإمدادات الطاقة الكهربائية ، ومزود طاقة الجر للقاطرة الكهربائية ، وإمدادات طاقة التسخين بالحث بالتردد المتوسط ​​، وإمدادات طاقة المحرك وغيرها من المجالات ، هناك أيضًا آفاق تطبيق واسعة. 3. اتجاه تطوير مزود طاقة التحويل عالي التردد في تطبيق تكنولوجيا الطاقة الإلكترونية وأنظمة إمداد الطاقة المختلفة ، فإن تحويل تكنولوجيا إمداد الطاقة هو جوهر. بالنسبة لمصادر طاقة الطلاء الكهربائي الكبيرة ، تكون الدوائر التقليدية ضخمة وثقيلة للغاية. إذا تم استخدام تقنية Gordon لإمداد الطاقة بالتبديل ، فسيتم تقليل حجمها ووزنها بشكل كبير ، ويمكن تحسين كفاءة استخدام الطاقة بشكل كبير ، ويمكن تقليل توفير المواد والتكاليف. في السيارات الكهربائية ومحركات التردد المتغير ، لا يمكن فصلها عن تقنية تبديل إمداد الطاقة. يغير مصدر طاقة التبديل تردد الطاقة لتحقيق مطابقة حمولة شبه مثالية وتحكم في القيادة. تعد تقنية إمداد الطاقة بتبديل التردد العالي هي التكنولوجيا الأساسية للعديد من مصادر الطاقة بتبديل الطاقة العالية (آلة لحام العاكس ، وإمدادات طاقة الاتصالات ، وإمدادات طاقة التسخين عالية التردد ، وإمدادات طاقة الليزر ، وإمدادات الطاقة الكهربائية لتشغيل الطاقة ، وما إلى ذلك). 3.1 يظهر التحليل النظري عالي التردد والخبرة العملية أن الوزن الحجمي للمحولات والمحثات والمكثفات للمنتجات الكهربائية يتناسب عكسياً مع الجذر التربيعي لتردد مصدر الطاقة. لذلك عندما نزيد التردد من 50 هرتز إلى 20 كيلو هرتز ، 400 مرة ، سيتم تقليل حجم ووزن المعدات الكهربائية إلى 5 ~ l0٪ من تصميم تردد الطاقة. سواء كانت آلة لحام مقوم عاكس أو مقوم تبديل لإمداد طاقة الاتصال ، كلاهما يعتمد على هذا المبدأ. وبالمثل ، فإن العديد من مصادر طاقة التيار المستمر مثل الطلاء الكهربائي ، والتحليل الكهربائي ، والمعالجة الكهربائية ، والشحن ، والشحن العائم ، وإغلاق الطاقة في صناعة المقومات التقليدية" ؛ يمكن أيضًا تحويلها وفقًا لهذا المبدأ لتصبح&مثل ؛ تبديل مصدر طاقة التحويل&مثل ؛. يمكن أن تكون المواد الرئيسية يمكن أن توفر 90٪ أو أكثر ، ويمكن أن توفر الكهرباء بنسبة 30٪ أو أكثر. نظرًا للزيادة التدريجية في الحد الأعلى لتردد العمل للأجهزة الإلكترونية للطاقة ، يتم تقوية العديد من المعدات التقليدية عالية التردد التي تستخدم الأنابيب الإلكترونية في الأصل ، مما يحقق فوائد اقتصادية كبيرة لتوفير الطاقة وتوفير المياه وتوفير المواد ، ويمكن تعكس قيمة المحتوى الفني. 3.2 Modularity Modularization لها معنيان ، أحدهما هو نمذجة أجهزة الطاقة ، والآخر هو تشكيل وحدات إمداد الطاقة. وحدات الأجهزة المشتركة لدينا ، بما في ذلك وحدة واحدة ، ووحدتان ، وست وحدات إلى سبعة عناصر ، بما في ذلك أجهزة التبديل والصمامات الثنائية الحرة الموازية لها ، هي في الأساس&مثل ؛ قياسي&مثل ؛ وحدات الطاقة (SPM). في السنوات الأخيرة ، قامت بعض الشركات بتركيب دائرة حماية محرك جهاز التبديل في وحدة الطاقة لتشكيل&مثل ؛ ذكي&مثل ؛ وحدة الطاقة (IPM) ، والتي لا تقلل من حجم الماكينة بأكملها فحسب ، بل تسهل أيضًا تصميم وتصنيع الماكينة بأكملها. في الواقع ، بسبب الزيادة المستمرة في التردد ، أصبح تأثير الحث الطفيلي للرصاص والسعة الطفيلية أكثر خطورة ، مما تسبب في زيادة الضغط الكهربائي على الجهاز (في شكل نتوءات الجهد الزائد والتيار الزائد). من أجل تحسين موثوقية النظام ، قامت بعض الشركات المصنعة بتطوير" ؛ خاص بالمستخدم&مثل ؛ وحدة الطاقة (ASPM) ، التي تقوم بتثبيت جميع أجهزة الجهاز بالكامل تقريبًا في وحدة على شكل شريحة ، بحيث لم تعد المكونات موجودة بين التوصيلات التقليدية ، وقد خضعت هذه الوحدات الحرارية والصارمة والمعقولة التصميم الميكانيكي لتحقيق حالة مثالية من التحسين. إنه مشابه للدائرة المتكاملة الخاصة بالمستخدم (ASIC) في الإلكترونيات الدقيقة. طالما يتم كتابة برنامج التحكم في شريحة المعالج الدقيق في الوحدة النمطية ، ثم يتم إصلاح الوحدة بأكملها على المبرد المقابل ، يتم تشكيل نوع جديد من جهاز تحويل التيار الكهربائي. يمكن ملاحظة أن الغرض من التهيئة ليس فقط تسهيل الاستخدام وتقليل حجم الماكينة بأكملها ، ولكن الأهم من ذلك ، إلغاء الاتصال التقليدي وتقليل المعلمات الطفيلية ، وذلك لتقليل الضغط الكهربائي على الجهاز و تحسين موثوقية النظام. . بالإضافة إلى ذلك ، فإن مزودات طاقة التحويل عالية الطاقة ، نظرًا لحد من سعة الجهاز وزيادة التكرار لتحسين الموثوقية ، تستخدم عمومًا وحدات وحدة مستقلة متعددة للعمل بشكل متوازٍ ، باستخدام تقنية المشاركة الحالية ، وجميع الوحدات تشترك في الحمل الحالي. إذا فشلت إحدى الوحدات النمطية ، فإن الوحدات الأخرى تشترك في تيار الحمل بالتساوي. وبهذه الطريقة ، لا يتم زيادة سعة الطاقة فحسب ، بل يتم تلبية متطلبات خرج التيار الكبير في ظل حالة سعة الجهاز المحدودة ، ويتم تحسين موثوقية النظام بشكل كبير عن طريق إضافة وحدات تزويد طاقة زائدة عن الحاجة ذات طاقة منخفضة بالنسبة إلى النظام بأكمله . في حالة فشل وحدة واحدة ، لن يؤثر ذلك على التشغيل العادي للنظام ويوفر وقتًا كافيًا للإصلاح. 3.3 الرقمنة في تكنولوجيا الطاقة الإلكترونية التقليدية ، تم تصميم جزء التحكم وعمله وفقًا للإشارات التناظرية. في الستينيات والسبعينيات من القرن الماضي ، كانت تقنية إلكترونيات الطاقة تعتمد بالكامل على الدوائر التناظرية. ومع ذلك ، الآن بعد أن أصبحت الإشارات الرقمية والدوائر الرقمية أكثر أهمية ، أصبحت تقنية معالجة الإشارات الرقمية أكثر نضجًا ، وتظهر المزيد والمزيد من المزايا: ملائمة لمعالجة الكمبيوتر والتحكم فيه ، وتجنب تشويه وتشويه الإشارات التناظرية ، وتقليل إشارات زائفة. التداخل (تحسين القدرة على مقاومة التداخل) ، مناسب لتصحيح حزمة البرامج والاستشعار عن بُعد والقياس عن بُعد والضبط عن بُعد ، وأيضًا لزرع التشخيص الذاتي والتسامح مع الأخطاء والتقنيات الأخرى. لذلك ، في الثمانينيات والتسعينيات ، كانت التكنولوجيا التناظرية لا تزال مفيدة لتصميم الدوائر والأنظمة المختلفة ، خاصة: مثل تخطيط اللوحات المطبوعة ، ومشكلات التوافق الكهرومغناطيسي (EMC) ، وتصحيح عامل الطاقة (PFC) الحل لغيره لا يمكن فصل المشاكل عن معرفة التكنولوجيا التناظرية ، ولكن بالنسبة لمصادر طاقة التبديل الذكي ، عندما يكون التحكم في الكمبيوتر مطلوبًا ، فإن التكنولوجيا الرقمية لا تنفصل. 3.4 التخضير إن تخضير نظام إمداد الطاقة له معنيان: الأول هو توفير الطاقة بشكل كبير ، مما يعني توفير قدرة توليد الطاقة ، وتوليد الطاقة هو سبب مهم للتلوث البيئي ، لذلك يمكن أن يقلل توفير الطاقة من التلوث البيئي ؛ ثانيًا ، لا يمكن أن يتسبب مصدر الطاقة (أو أقل) في تلوث شبكة الطاقة. صاغت اللجنة الكهرتقنية الدولية (IEC) سلسلة من المعايير لهذا الغرض ، مثل IEC555 و IEC917 و IEC1000 وما إلى ذلك. في الواقع ، تميل العديد من أجهزة توفير الطاقة الإلكترونية إلى أن تصبح مصدرًا للتلوث لشبكة الطاقة: قم بحقن تيارات توافقية عالية الجودة في شبكة الطاقة ، مما يقلل من إجمالي عامل الطاقة ، ويقرن العديد من المسامير اللولبية بجهد الشبكة ، وحتى الزوايا والتشوهات المفقودة. . في نهاية القرن العشرين ، وُلدت العديد من المرشحات النشطة وخطط المعوضات النشطة ، وكانت هناك طرق عديدة لتصحيح عامل القدرة. وضعت هذه الأساس للإنتاج الضخم لمختلف إمدادات الطاقة التحويلية الخضراء في القرن الحادي والعشرين. تعد التكنولوجيا الإلكترونية الحديثة للطاقة هي الأساس لتطوير تكنولوجيا تبديل إمدادات الطاقة. مع الظهور المستمر للأجهزة الإلكترونية ذات الطاقة الجديدة وطبولوجيا الدوائر المناسبة لترددات التحويل الأعلى ، ستتطور تكنولوجيا إمداد الطاقة الحديثة بسرعة في ظل قوة الاحتياجات الفعلية. في ظل تقنية التطبيق التقليدية ، يتأثر أداء مصدر طاقة التحويل بسبب محدودية أداء أجهزة الطاقة. من أجل تعظيم خصائص أجهزة الطاقة المختلفة وتقليل تأثير أداء الجهاز على أداء مصدر طاقة التبديل ، يمكن أن تجعل طوبولوجيا دائرة الطاقة الجديدة وتكنولوجيا التحكم الجديدة مفتاح الطاقة يعمل بجهد صفري أو حالة تيار صفري ، والتي يمكن أن تحسن بشكل كبير من تردد التشغيل ، وتحسن كفاءة مصدر طاقة التبديل ، وتصميم مصدر طاقة تحويل بأداء ممتاز. الكل في الكل ، تستمر تكنولوجيا إلكترونيات الطاقة وتبديل إمدادات الطاقة في التطور بسبب متطلبات التطبيق ، وظهور تقنيات جديدة سيحدث العديد من منتجات التطبيقات ويفتح المزيد من مجالات التطبيق المحدثة. إن تحقيق التردد العالي لإمداد الطاقة&، والوحدة النمطية ، والرقمنة ، والتخضير ، وما إلى ذلك ، سوف يمثل نضج هذه التقنيات ويحقق مزيجًا من الكهرباء عالية الجودة وعالية الجودة. في السنوات الأخيرة ، مع تطور صناعة الاتصالات ، فإن تحويل مصدر الطاقة للتواصل مع تبديل تكنولوجيا إمداد الطاقة باعتباره جوهرًا له طلب في السوق المحلي يزيد عن 2 مليار يوان ، والتي اجتذبت عددًا كبيرًا من الموظفين العلميين والتكنولوجيين في في الداخل والخارج لإجراء التطوير والبحث. إنه اتجاه عام أن تبديل مصادر الطاقة يحل محل إمدادات الطاقة الخطية وإمدادات الطاقة التي يتم التحكم فيها. لذلك ، بدأ السوق المحلي لأنظمة إمداد الطاقة التي تعمل بالطاقة والذي يتطلب أيضًا مليارات من قيمة الإنتاج وسيتطور قريبًا. هناك العديد من مصادر الطاقة الخاصة الأخرى ومصادر الطاقة الصناعية مع تبديل تكنولوجيا إمداد الطاقة حيث أن النواة تنتظر تطور الناس.