開關電源技術范文10篇

摘要：通信電源是通信行業的動力，在電信網絡中發揮著不可替代的作用，具有無可比擬的重要基礎地位，通信電源的安全可靠是保證通信系統正常運行的重要條件。

關鍵詞：通信電源開關技術

通信電源是通信行業的動力，在電信網絡中發揮著不可替代的作用，具有無可比擬的重要基礎地位。通信電源又是通信設備系統的心臟，即使是瞬間的中斷也是不允許的，因為通信電源系統發生直流供電中斷故障是災難性的，往往會造成整個通信局（站）和通信網絡的全部中斷和癱瘓。通信電源是電信網絡中不可缺少的重要組成部分，是一個完整、規模日趨龐大和復雜的交換、傳輸、數據、信息、業務、智能等通信網的基石和后臺保障，因此通信電源直接關系到整個網絡的穩定、可靠和暢通，而開關電源因效率高、體積小、重量輕等優點被大量運用在通信設備供電中。

一、開關電源占據通信電源的主導地位

通信直流穩壓電源按照其實現直流穩壓方法的不同，可分為：線性電源、相控電源和開關電源三種。

1.1線性電源是通過串聯調整管來連續控制，其功率調整管總是工作在放大區。由于調整管上功率損耗很大，造成電源效率較低，只有20～40%，發熱損耗嚴重，安裝有體積很大的散熱器，因而功率體積系數只有20～30W/dm3。因此線性電源主要用于小功率、對穩壓精度要求很高的場合，如通信設備內部電路的輔助電源等。

摘要：電力電子技術是開關電源的技術支撐，只有圍繞電力電子技術在開關電源中的應用及發展進行探究，改進、完善措施，才能夠真正推動技術創新與發展。鑒于此，詳盡介紹了電力技術與開關電源技術，并結合電力電子技術在開關電源中的具體運用進行了探討，以期為相關人員提供參考。

關鍵詞：開關電源；電力電子技術；電源技術

在社會諸多領域，電源技術都有著廣泛運用，正是憑借該項技術的發展，人們的日常生活與生產發生了重大變化。開關電源憑借自身突出的技術優勢，在電子設備、通信設備以及檢測設備等領域有著極高的應用價值，并在進行不斷完善與發展。毋庸置疑，開關電源技術的普及與電子電力技術的發展有著十分密切的聯系，人們在承認其應用價值的同時要充分認識到開關電源在應用實踐中存在的一些缺陷[1]。基于此，人們有必要圍繞電力電子技術與電源技術的融合與發展進行探討、研究，分析開關電源存在的問題并提出有效策略，將電力電子技術融入其中，提高開關電源的技術水平，克服技術難題，以此推動電力電子技術及開關電源技術的進步與發展。

1現代電力電子技術

1.1電力電子技術的發展歷程。所謂電力電子技術，就是基于電力電子器件控制、轉化電能的一種方法，該項技術涉及到電子、電力以及控制等學科領域。在科學技術不斷發展的背景下，現代電力電子技術集現代控制理論、材料科學、微電子技術于一體，逐步發展成為了一門獨立學科，具有很強的綜合性和系統性。電力電子技術的發展歷程可以分為三個階段，即整流器時代、逆變器時代、變頻器時代，具體闡述如下。第一，整流器時代。在大功率背景下，工業用電主要源自于工頻為50Hz的交流發電機，但其中有一部分電能屬于直流形式，所占比重約為1/5，最典型的領域為電解、牽引以及直流傳動等。在這一階段，大功率硅整流管與晶閘管的應用逐漸普及。第二，逆變器時代。這一階段為20世紀70年代，在微機得到普及的背景下，電力電子裝置的智能化水平有所提升。在電力電子電路不斷完善的背景下，工業領域開始涌現由晶閘管組成的不同種類的電力電子裝置。這一階段，電力電子器件主要為大功率逆變用的晶閘管、門極可關斷晶閘管以及巨型功率晶體管。逆變器時代，整流與逆變問題已得到解決，電力電子技術應用實踐中，主要問題在于工頻難以提升，大部分依然處于中低頻水平。第三，變頻器時代。20世紀80年代，大規模與超大規模集成電路技術研究取得了重大突破，這對電力電子技術的發展有著里程碑意義。基于集成電路技術的發展，憑借精細加工技術和高壓大電流技術，全控型功率器件得以形成。在新型器件不斷發展的背景下，交流電機的性能得到優化；同時，高頻化成為電力電子技術的主要發展方向。在此背景下，電力設備的節能性得到極大提升，并且趨向于小型輕量化發展。就技術層面而言，機電一體化與智能化對電力電子技術的發展發揮了重要作用。1.2現代電力電子技術的發展趨勢。在知識經濟時代背景下，技術創新成為社會各領域的焦點話題，政府與企業的創新意識不斷強化。作為一項新興技術，電力電子技術集多門學科于一體，在工業領域中具有重大應用價值[2]。基于此，未來建設電力電子技術的創新機制具有重要意義，是優化產業結構、推動產業發展的有效途徑。20世紀90年代，電力電子器件的發展趨于高頻化、標準化、模塊化以及智能化。根據電力電子技術發展現狀可知，高頻化與智能化已經成為電力電子技術的主流趨勢，在此背景下，機電設備的響應速度與工作效率必然得到全面提升。

2現代電源技術

開關電源在人們日常生活中應用廣泛，可以說是家家必備，家中的電器都需要用到開關電源，開關電源技術的進步能夠給人們提供更加便捷的生活方式，電力電子技術應用的領域廣泛，開關電源中運用電力電子技術會推動開關電源技術的向前，由此會產生新穎高效低能耗的開關電源。實際上，任何電子產品都不能缺少動力，電源質量的好壞和性能的高低都會對電子產品的運行狀態產生影響，目前開關電源的技術不斷發展進步，關于它的應用也越來越廣，各種領域都運用開關電源。信息技術的快速發展以及半導體的推進，電力電子技術也在飛快發展，全面爆發，相應的開關電源就需要有更高層次的要求，高頻率、高效率、高功率、高質量，低耗能，這些都是對電源開關提的最新的要求，為了做到這些，開關電源要進行技術創新，發揮電力電子技術的作用，確保電源開關正常，能夠進入正常的工作狀態。

1.電力電子與開關電源簡介

電力電子技術飛速發展，工作的原理其實就是電力元件制造、電子電路變流。電力電子技術其實已經經過了三代的發展變化了，現在是比較成熟的，今天的電力電子技術涉及到小功率集成電路，小功率的集成電路的優勢就是功率的降低，當然還有對無功功率、神經元的控制，事情是在不斷變化發展的，之前電力電子技術的模擬控制已經在如今發生了改變，逐漸變為微處理器數字控制。開關電源作為人們生活必備的電子技術設備，人們都認識并使用，開關電源同樣會有不同的種類，主要是包括變換電能電源、發出電能電源兩大方面。電源是不能被直接運用的，都需要進行轉換，通常是轉換器來進行轉換，轉換后的電源才能夠正常被人們使用。開關電源的工作就是要對電能進行轉換，電流進入開關電源之后，整流、濾波操作后變成高壓直流電，然后再在開關電路和變壓器的作用下變成高頻低壓脈沖，最后會變成低電壓直流輸出。開關電源也是在不斷向前發展的，功率提高，效率提高，低耗能，模塊化發展以及數字化控制都是開關電源技術要發展的趨勢。

2.目前電力電子的應用

電力電子技術其實已經在社會中廣泛運用了，電力電子技術有著整流、逆變斬波的功能，對于電能的轉換相當擅長，可以滿足人們多樣的需求。電力電子技術在提高電能利用率方面發揮著不可或缺的作用，但是目前我國經過轉換利用的電能并不多，沒有充分發揮出電力電子技術在這方面的作用。電力電子技術主要是有變頻器、電能質量、電子電源等裝置，目前的電力電子技術越來越先進，精細加工、高壓大電流技術、全控型功率物件等，現代高科技智能控制，模塊化發展提高了生產效率，降低了功率，減少了研發成本發，讓電力電子技術高效利用電能，穩定電力電子的系統運營。電力電子技術也在工業方面應用，機械、化工等企業都會用到電子電力技術，這項技術的運用能夠提高電能使用效率，提高工作效率，降低對環境的破壞。工程項目進行施工時會運用高壓直流輸電，直流輸電有其自身的優點，能夠減少消耗，調節系統運行速度。電力電子技術的不斷提高，新的大功率電子產品不斷開發出來，應用電子電力技術能夠更好地完善直流輸電技術，降低工程實施地成本。電力電子技術與網絡技術結合運用，更好的實現對交流輸電系統的控制，對輸電系統的各個參數進行有效快捷的調整，對系統潮流分布進行更改，使系統的運行更加平穩。電力行業中電力電子技術的應用更加普遍，電力系統中的電力諧波需要進行適當的完善，可以運用有源濾波，主要是通過可以控制的半導體，把同諧波電流的幅值相同或者相反的電流注入到電網中去，目的就是讓電源的諧波電流變為零，可以隨時隨地對諧波電流進行相應地補償，從而促進電力系統的發展。如今電力電子技術的進步就使得諧波技術的應用越來越熟練，應用的途徑越來越多，市場在不斷擴展中。電能的使用是源源不斷輸入的，中間不會停止，這就要保證電源是不間斷的，電的輸入不停歇，電力系統就處于工作狀態，電力電子技術的發展使得一些新時代電力電子器物產生并運用，提高電能的使用效率，讓電力系統能夠安全可靠的運行，提供更加源源不斷的電力資源，為社會發展供給電能，既能保證電能的有效提供，又能增加電能使用率。

3.開關電源引入電力電子

電力電子中的能源要經過電力電子設備的轉換，才能為使用者提供服務。《電力電子技術》是新時期下一門特殊的教學科目，要求學生掌握一定的電子電力知識，學會利用電力電子器件對電能進行控制和轉換。電力電子轉換主要包括“電力電子器件、變流電路和控制電路”三個部分，每一部分都非常重要，在開關電源中起到關鍵的作用。

1電力電子技術的發展及其特點

電力電子技術經歷了一個漫長的發展過程。最早應該追溯到第一個晶閘管（FGH）的誕生。“晶閘管”是美國一家通用電氣公司的問世標志，為電力電子技術的發展開了先河，并促進了電力電子技術在許多新領域的應用。目前很多家用電源開關內部使用的都是FGH，是第一代半控型器件，不能自行關斷，需要使用者根據需求進行操作。以FGH為核心的變流電路在電子能源轉換過程中扮演著重要的角色，主要功能是使交流變成直流，為用戶提供全面的安全服務。隨著科學技術的不斷進步，電力電子技術水平也呈現出不斷發展的趨勢。傳統的FGH逐漸被“GTR、GTO”等新穎的電力轉換器件所代替，從“傳統電力電子技術”向“現代電力電子技術”轉變。電力電子器件的研究和開發，也推動了當前電力行業的進步，使人們進入高頻化和智能化的電力時代。“IGBT”的出現，更是實現了電網之間的非同期互聯，解決了很多電源開關的不穩定問題，避免電路中出現短路和功損。很多家居用品和用電器等，都需要配置相應的開關，才能為用戶提供便利，有效的實現開關和電路互通。在電源開關系統中加入電力電子應用，是新時期的科技需求，也是每個家電設計工作者需要掌握的重點技術。影響電力傳輸的因素有很多，比如“電路的距離、電壓的大小、傳輸電線的質量、電路設備的品牌”等，這些都會影響電流在線路中的傳輸速率。如果電路距離過長、電壓強度不夠、電路設備不夠完善，就有可能降低電源開關的反應靈敏度，增加電路能量的消耗。此外，有的用戶不注意用電安全，反復使用電源開關，就會導致短路電流，燒斷保險絲等問題出現，甚至產生漏電的危險，對用戶的人身安全產生威脅。所以新時期的電力工作者必須事先預想這些可能存在的安全隱患，做出有效的應對政策和解決措施，加大電力電子技術在電源開關中的應用。傳統的電力傳輸系統比較簡單，不存在電容充電電流，電力的功率損耗也相對較小，這適合小家電的用戶使用。很多大型的家用電器，比如“電冰箱、洗衣機、電視機、跑步機”等，就需要改變傳統的電力傳輸系統，采用高壓直流輸電輸送的方式，使電源系統擁有較快的調節速度，方便用戶的操作，并且投入到市場當中使用。這些大功率的電子器件，電流的傳輸形式和傳統的小電路不同，用戶在使用時必須注意安全，建立有效的防范意識，逐漸改善高壓直流輸電設備的性能。

2開關電源的種類和特點

隨著科學技術的不斷發展和運用，各種各樣的電源開關出現在人們生活當中。根據電路類型和電流傳輸方式的不同，開關電源主要分為以下幾類。（1）傳統輸入和輸出的類型。由于輸入和輸出方式的區別，可以將開關電源分為“DC/DC和AC/DC”兩種變換器。“DC/DC”模式更注重電流的可靠性和安全性，而“AC/DC”注重的是電源開關的低耗和低噪聲設計，給用戶提供更提心的服務。根據兩種電流傳輸形式不同，用戶需要選擇適合自己家庭的電源開關，發揮“DC/DC和AC/DC”兩種變換器的價值和作用。（2）可以通過驅動方式的不同，可以將開關電源分為“接觸式和非接觸式”兩種。通過字面意思理解，“接觸式”需要用戶接觸電源開關才能進行相關的操作，而“非接觸式”則強調智能化和自動化，用戶遠程即可實現對電源開關的控制。“接觸式”的開關比較傳統，但是靈敏度極高，“非接觸式”的開關雖然更加智能化，但助長了人們懶惰的思想。無論是哪種類型的電源開關，只要是用戶需要的，都值得各大企業的充分研究和發展。（3）根據控制方式的不同，還可以將開關電源分為“PWM、PFM、脈沖寬度調制”三種。每一種電源開關都有自己的價值和特點，用戶可以根據自己的需要自行選擇。PWM是“脈沖寬度調制式”；PFM是“脈沖頻率調制式”。只有把握電力電子能量傳輸的方式和方法，才能不斷提高電源開關的使用性能，有效保證開關電源的使用效率，減少不必要的能量損耗。3電力電子技術在開關電源中的應用在了解電源開關之后，需要對電力電子技術在開關電源中的應用進行分析。通常情況下，電源開關都是利用“R-C或是L-C”的緩沖器。這種緩沖器有利于降低開關電源的能量損耗，為用戶解決“開關反應慢”等問題，追求開關電源的高頻化。但這種緩沖器的使用，可能會導致開關噪聲的增加，還存在多種實用化方面的問題。相關的技術人員可以引入“諧振轉換電路技術”，為用戶提供較高的服務保障，在實現高頻化的同時降低噪音。隨著智能科技的持續進步，不間斷電源（UPS）逐漸出現在大眾的視野中。UPS是結合了計算機、通信系統等多種高科技、高性能的電源，能實現智能化的管理和控制系統，極大的提高了開關電源的使用效率。很多較大功率的“M0SFET、IGBT”等現代化電力電子器件，也可以作為不間斷電源的應用模塊，以便實現對UPS的智能化管理，使電力電子系統趨于簡單化和科技化。此外，開關電源中的主電路設計，也有特定的需求，不能胡亂搭配電器元件。電路中的電子設備，必須滿足非線性的特點，才能實現對電路的多路控制，使控制系統更加的結構化和內容化。開關電源的使用頻率，可以通過電路的時間周期來控制實現，必要時可以引入通過“模糊控制、微機控制、人工控制”等多種技術來實現，以便為用戶提供有效的控制系統。有的用戶對家電的用電安全有較高的要求。比如“母嬰室”、“兒童用電器”、“家用熨斗”等，使用者一般都是女性或小孩子，他們不懂得電力的傳輸流程，缺乏一定的安全意識。小孩子在使用這些大功率用電器時，容易發生危險，漏電和跳閘時不知道如何解決，甚至發生安全隱患。為了避免這些現象的發生，電力系統的設計者可以采用“柔性交流輸電系統”，從本質上強化家用電器的防漏電功能，才能極大的保障用戶的使用安全，為廣大群眾提供切實可行的電力服務。科學技術和通訊技術的發展，使電力傳輸系統成為各行各業的重點研究項目，同時也為“FACIS”技術的發展創造了先行性的條件。我們可以運用電力電力科技，在電源開關中加入“IGBT、FACTS”等可關斷器件原件，改變系統的結構，提升電源開關的靈敏程度。無論是電路傳輸系統一致還是相位相反的電流，都要做好詳細的設計規劃，才能有利于實現電路傳輸的可靠性，擴大開關電源結合電力電子的市場活動。新時代在不斷向前發展，只有結合新時代的科學技術，才能提高開關電源的使用價值。電力企業要廣招賢才，收賢納士，讓更多的專業技術人員參與電力行業的研究和開發過程。總而言之，開關電源是現代電力電子技術最常見的應用。但是，開關電源在運行過程中也存在著電路復雜、電磁干擾等多種電路問題，嚴重時還會影響用戶的使用體驗。為了保證電力電子輸出能量的可靠性，相關的技術人員一定要了解電力電子技術的發展及其特點，才能促進開關電源技術的發展進程，保證主電路正常工作，為人類的社會發展和生活動態提供各方面的支持。

參考文獻

摘要：計算機開關電源計算機動力的唯一提供者，等價于人類的心臟，在計算機各部件中處于極為重要的地位。電源輸出電流質量的好壞直接影響電腦部件的壽命以及性能。本文著重介紹了計算機開關電源各部分電路等方面的內容，詳細闡述計算機開關電源的工作原理，對保障好公司計算機設備長時間穩定工作提供重要技術支持。

關鍵詞：交流抗干擾電路；PFC電路；高壓整流濾波；PWM

1引言2計算機電源發展歷程

在計算機各部件中最令人注意的就是CPU的頻率、內存的大小、硬盤容量，顯卡的性能等等。而對于電腦中的一個重要部件電源．卻往往總會受到忽略。而事實上，電腦的許多奇怪癥狀都是由電源引起的。假如我們把計算機比作一個人的話，CPU作為計算機的核心部件起著運算和控制的作用，它相當于我們人類的大腦；而電源作為計算機的動力提供者，完全等價于我們人類的心臟，其重要之處由此可見。所以有必要了解電源內部結構，熟悉電源的工作原理，才能更好地維護好計算機電源，才能從根本上保障公司各部門計算機設備長時間穩定工作。

2計算機電源發展歷程

PC／XT_IBM最先推出個人PC／XT機時制定的標準；AT_也是由IBM早期推出PC／AT機時所提出的標準，當時能夠提供192W的電力供應；ATX—Intel公司于1995年提出的工業標準。與AT比較主要變化為：

摘要

本設計是DC/DC直流開關電源設計,首先將開關電源與線性電源進行對比，總結了開關電源的優點,并對其當前的發展以及在發展中存在的問題進行了描述，然后在對開關電源的整體結構進行了介紹的基礎上，對開關電源的主回路和控制回路進行設計：在主回路中整流電路采用單相橋式、功率轉換電路采用單端正激功率轉換電路、采用增加副邊繞組的方法實現多路輸出，其中功率轉換電路（DC/DC變換器）是開關電源的核心部分，對此部分進行了重點設計；控制電路采用PWM控制，控制器采用開關電源集成控制器GW1524、設計了過壓保護電路、電壓檢測電路和電流檢測電路，對各個部分的參數進行了計算并進行了元器件的選型。

【關鍵詞】DC/DC變換器、PWM控制、整流、濾波。

Abstract

Inthispaper,Idesignedaswitchpowersupplysystemwiththreeoutputs:Comparetheswitchpowerwithlinearpoweratfirst,hassummarizedtheadvantageoftheswitchpower,havedescribeditspresentdevelopmentandtherearenaturalquestionsindevelopment.Onthebasisofthethingthatthewholestructuretotheswitchpowerhasmadeanintroduction,tothemainreturncircuitandcontrollingthereturncircuittodesignoftheswitchpower:Therectificationcircuitadoptsthesingle-phasebridgetypeinthemainreturncircuit,thepowerchangesthecircuitandadoptsanddefiesthepowertochangethecircuit,realizebyincreasingthewindingofonepairofsidessingleandwellthatmanywaysareexported,itisakeypartoftheswitchpowersupplythatthepowerchangescircuit(DC/DCtransformer),havedesignedthispartespecially;ThecontrolcircuitadoptsPWMtocontrol,thecontrolleradoptstheswitchpowerintegratedcontrollerGW1524,designthecircuittomeasurevoltageandthecircuittoelmeasureectriccurrent,selectingtypeofcalculatingandcarryingonthecomponentsandpartstheparameterofeachpart.

Keyword：DC/DCtransformer,PWMcontrol,rectification,strainingwaves.

1.電力電子技術的發展

現代電力電子技術的發展方向,是從以低頻技術處理問題為主的傳統電力電子學,向以高頻技術處理問題為主的現代電力電子學方向轉變。電力電子技術起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其發展先后經歷了整流器時代、逆變器時代和變頻器時代,并促進了電力電子技術在許多新領域的應用。八十年代末期和九十年代初期發展起來的、以功率MOSFET和IGBT為代表的、集高頻、高壓和大電流于一身的功率半導體復合器件,表明傳統電力電子技術已經進入現代電力電子時代。

1.1整流器時代

大功率的工業用電由工頻(50Hz)交流發電機提供,但是大約20%的電能是以直流形式消費的,其中最典型的是電解(有色金屬和化工原料需要直流電解)、牽引(電氣機車、電傳動的內燃機車、地鐵機車、城市無軌電車等)和直流傳動(軋鋼、造紙等)三大領域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉變為直流電,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶閘管的開發與應用得以很大發展。當時國內曾經掀起了-股各地大辦硅整流器廠的熱潮,目前全國大大小小的制造硅整流器的半導體廠家就是那時的產物。

1.2逆變器時代

七十年代出現了世界范圍的能源危機,交流電機變頻惆速因節能效果顯著而迅速發展。變頻調速的關鍵技術是將直流電逆變為0~100Hz的交流電。在七十年代到八十年代,隨著變頻調速裝置的普及,大功率逆變用的晶閘管、巨型功率晶體管(GTR)和門極可關斷晶閘管(GT0)成為當時電力電子器件的主角。類似的應用還包括高壓直流輸出,靜止式無功功率動態補償等。這時的電力電子技術已經能夠實現整流和逆變,但工作頻率較低,僅局限在中低頻范圍內。

摘要摘要：開關電源高頻化是發展的方向，高頻化使開關電源小型化，并使開關電源進入更廣泛的應用領域，非凡是在高新技術領域的應用，推動了高新技術產品的小型化、輕便化。另外開關電源的發展和應用在節約能源、節約資源及保護環境方面都具有重要的意義

摘要：開關電源高頻小型

1引言

隨著電力電子技術的告訴發展，電力電子設備和人們的工作、生活的關系日益密切，而電子設備都離不開可靠的電源，進入80年代計算機電源全面實現了開關電源化，率先完成計算機的電源換代，進入90年代開關電源相繼進入各種電子、電器設備領域，程控交換機、通訊、電子檢測設備電源、控制設備電源等都已廣泛地使用了開關電源，更促進了開關電源技術的迅速發展。開關電源是利用現代電力電子技術，控制開關晶體管開通和關斷的時間比率，維持穩定輸出電壓的一種電源，開關電源一般由脈沖寬度調制（PWM）控制IC和MOSFET構成。開關電源和線性電源相比，二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長，但二者增長速率各異。線性電源成本在某一輸出功率點上，反而高于開關電源，這一成本反轉點。隨著電力電子技術的發展和創新，使得開關電源技術在不斷地創新，這一成本反轉點日益向低輸出電力端移動，這為開關電源提供了廣泛的發展空間。

開關電源高頻化是其發展的方向，高頻化使開關電源小型化，并使開關電源進入更廣泛的應用領域，非凡是在高新技術領域的應用，推動了高新技術產品的小型化、輕便化。另外開關電源的發展和應用在節約能源、節約資源及保護環境方面都具有重要的意義。

2開關電源的分類

1.電力電子技術的發展

現代電力電子技術的發展方向,是從以低頻技術處理問題為主的傳統電力電子學,向以高頻技術處理問題為主的現代電力電子學方向轉變。電力電子技術起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其發展先后經歷了整流器時代、逆變器時代和變頻器時代,并促進了電力電子技術在許多新領域的應用。八十年代末期和九十年代初期發展起來的、以功率MOSFET和IGBT為代表的、集高頻、高壓和大電流于一身的功率半導體復合器件,表明傳統電力電子技術已經進入現代電力電子時代。

1.1整流器時代

大功率的工業用電由工頻(50Hz)交流發電機提供,但是大約20%的電能是以直流形式消費的,其中最典型的是電解(有色金屬和化工原料需要直流電解)、牽引(電氣機車、電傳動的內燃機車、地鐵機車、城市無軌電車等)和直流傳動(軋鋼、造紙等)三大領域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉變為直流電,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶閘管的開發與應用得以很大發展。當時國內曾經掀起了-股各地大辦硅整流器廠的熱潮,目前全國大大小小的制造硅整流器的半導體廠家就是那時的產物。

1.2逆變器時代

七十年代出現了世界范圍的能源危機,交流電機變頻惆速因節能效果顯著而迅速發展。變頻調速的關鍵技術是將直流電逆變為0~100Hz的交流電。在七十年代到八十年代,隨著變頻調速裝置的普及,大功率逆變用的晶閘管、巨型功率晶體管(GTR)和門極可關斷晶閘管(GT0)成為當時電力電子器件的主角。類似的應用還包括高壓直流輸出,靜止式無功功率動態補償等。這時的電力電子技術已經能夠實現整流和逆變,但工作頻率較低,僅局限在中低頻范圍內。

1.電力電子技術的發展

現代電力電子技術的發展方向,是從以低頻技術處理問題為主的傳統電力電子學,向以高頻技術處理問題為主的現代電力電子學方向轉變。電力電子技術起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其發展先后經歷了整流器時代、逆變器時代和變頻器時代,并促進了電力電子技術在許多新領域的應用。八十年代末期和九十年代初期發展起來的、以功率MOSFET和IGBT為代表的、集高頻、高壓和大電流于一身的功率半導體復合器件,表明傳統電力電子技術已經進入現代電力電子時代。

1.1整流器時代

大功率的工業用電由工頻(50Hz)交流發電機提供,但是大約20%的電能是以直流形式消費的,其中最典型的是電解(有色金屬和化工原料需要直流電解)、牽引(電氣機車、電傳動的內燃機車、地鐵機車、城市無軌電車等)和直流傳動(軋鋼、造紙等)三大領域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉變為直流電,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶閘管的開發與應用得以很大發展。當時國內曾經掀起了-股各地大辦硅整流器廠的熱潮,目前全國大大小小的制造硅整流器的半導體廠家就是那時的產物。

1.2逆變器時代

七十年代出現了世界范圍的能源危機,交流電機變頻惆速因節能效果顯著而迅速發展。變頻調速的關鍵技術是將直流電逆變為0~100Hz的交流電。在七十年代到八十年代,隨著變頻調速裝置的普及,大功率逆變用的晶閘管、巨型功率晶體管(GTR)和門極可關斷晶閘管(GT0)成為當時電力電子器件的主角。類似的應用還包括高壓直流輸出,靜止式無功功率動態補償等。這時的電力電子技術已經能夠實現整流和逆變,但工作頻率較低,僅局限在中低頻范圍內。