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高頻變換成電源技術(shù)發(fā)展主流

傳感器技術(shù) ? 來源:YXQ ? 2019-08-09 16:23 ? 次閱讀
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電源技術(shù)的精髓是電能變換。利用電能變換技術(shù),將市電或電池等一次電源變換成適合各種用電對象的二次電源。開關(guān)電源在電源技術(shù)中占有重要地位,從20kHz發(fā)展到高穩(wěn)定度、大容量、小體積、開關(guān)頻率達兆赫茲的高頻開關(guān)電源,為高頻變換提供了物質(zhì)基礎(chǔ),促進了電源技術(shù)的發(fā)展。高頻化帶來的最直接的好處是降低原材料消耗,電源裝置小型化,提高功率密度,加快系統(tǒng)的功態(tài)響應(yīng),進一步提高電源裝置的效率,有效抑制環(huán)境噪聲污染,并使電源進入更廣泛的領(lǐng)域,特別是高新技術(shù)領(lǐng)域,進一步擴展了它的應(yīng)用范圍。

新理論、新技術(shù)的指導

單管降壓、升壓電路、諧振變換、移相諧振、軟開關(guān)PWM、零過渡PWM等電路拓撲理論;計算機輔助設(shè)計(CAD)、功率因數(shù)校正、有源箍位、并聯(lián)均流、同步整流、高頻磁放大器、高速編程、 遙感遙控、微機監(jiān)控等新技術(shù),指導廠電源技術(shù)的發(fā)展。

新器件、新材料的支撐

晶閘管(SCR)、可關(guān)斷晶閘管(GTO)、大功率晶體管(GTR)、絕緣柵雙極型晶體管 (IGBT)、功率場效應(yīng)晶體管(MOSFET)、智能ICBT(IPM)、MOS柵控晶閘管(MCT)、靜電感應(yīng)晶體管(SIT)、超快恢復二極管、無感電容器、無感電阻器、新型鐵氧體、非晶和微晶軟磁合金、納米晶軟磁合金等元器件,裝備廠現(xiàn)代電源技術(shù)、促進電源產(chǎn)品升級換代。并正在研究開發(fā)砷化鎵(GaAs)、半導體金剛石、碳化硅(SiC)半導體材料。

控制的智能化

控制電路驅(qū)動電路保護電路采用集成組件。數(shù)字信號處理器DSP的采用,實現(xiàn)控制全數(shù)字化。控制手段用微處理器單片機組成的軟件控制方式,達到了較高的智能化程度,并且進一步提高電源裝置的可靠性。

電源電路的模塊化、集成化

單片電源和模塊電源取代整機電源,功率集成技術(shù)簡化了電源的結(jié)構(gòu),已經(jīng)在通訊、電力獲得廣泛應(yīng)用,并且派生出新的供電體制――分布式供電,使集中供電單一體制走向多元化。電路集成的進一步發(fā)展是做系統(tǒng)集成,將信息傳輸、控制與功率半導體器件全部集成在一起,增加了可靠性。

電源設(shè)備的標準規(guī)范

電源設(shè)備要進入市場,今天的市場已是超越局域融費全球的一體化市場,必須遵從能源、環(huán)境、電磁兼容、貿(mào)易協(xié)定等共同準則,電源設(shè)備要接受安全、 EMC、環(huán)境、質(zhì)量體系等多種標準規(guī)范的論證。

電源管理應(yīng)用

電源管理

電源技術(shù)的發(fā)展是以晶閘管 (可控硅)的發(fā)展作為基礎(chǔ)的。 1979年發(fā)明了功率場效應(yīng)晶體管 (MOSFET),1986年生產(chǎn)了高壓集成電路(HVTC),也就是最早的電源集成電路(電源IC)。正是因為電源集成電路逐步成為功率半導體器件中的主導器件,把電源技術(shù)推向了電源管理的新時代。

電源管理半導體從所包含的器件來說,明確強調(diào)電源管理集成電路(電源管理IC,簡稱電源管理芯片)的位置和作用。電源管理半導體包括兩部分,即電源管理集成電路和電源管理分立式半導體器件。

電源管理集成電路包括很多種類別,大致又分成電壓調(diào)整和接口電路兩方面。電壓凋整器包含線性低壓降穩(wěn)壓器(即LOD),以及正、負輸出系列電路,此外不有脈寬調(diào)制(PWM)型的開關(guān)型電路等。因技術(shù)進步,集成電路芯片內(nèi)數(shù)字電路的物理尺寸越來越小,因而工作電源向低電壓發(fā)展,一系列新型電壓調(diào)整器應(yīng)運而生。電源管理用接口電路主要有接口驅(qū)動器、馬達驅(qū)動器、功率場效應(yīng)晶體管(MOSFET)驅(qū)動器以及高電壓/大電流的顯示驅(qū)動器等等。

電源管理分立式半導體器件則包括一些傳統(tǒng)的功率半導體器件,可將它分為兩大類,一類包含整流器和晶閘管;另一類是三極管型,包含功率雙極性晶體管,含有MOS結(jié)構(gòu)的功率場效應(yīng)晶體管(MOSFET)和絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)等。

在某種程度上來說,正是因為電源管理IC的大量發(fā)展,功率半導體才改稱為電源管理半導體。也正是因為這么多的集成電路 (IC)進入電源領(lǐng)域,人們才更多地以電源管理來稱呼現(xiàn)階段的電源技術(shù)。

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