La tecnología de suministro de energía moderna es una tecnología multidisciplinaria de cruce de bordes que aplica dispositivos semiconductores electrónicos de potencia e integra control automático, tecnología informática (microprocesador) y tecnología electromagnética. Desempeña un papel clave en diversas fuentes de alimentación de alta calidad, alta eficiencia y alta confiabilidad y es una aplicación específica de la tecnología moderna de electrónica de potencia. En la actualidad, la electrónica de potencia, como base para el ahorro de energía, el ahorro de talento, la automatización, la inteligencia y la mecatrónica, se está desarrollando en la dirección de la tecnología de aplicaciones de alta frecuencia, la estructura de hardware modular y el rendimiento de los productos ecológicos. En un futuro próximo, la tecnología de la electrónica de potencia hará que la tecnología energética sea más madura, económica y práctica, logrando una combinación de alta eficiencia y electricidad de alta calidad.
3.2 Modularización
La modularización tiene dos significados, uno es la modularización de dispositivos de potencia y el otro es la modularización de unidades de fuente de alimentación. Nuestros módulos de dispositivos comunes, que incluyen una unidad, dos unidades, seis unidades y siete unidades, incluidos dispositivos de conmutación y diodos de rueda libre antiparalelos, son esencialmente módulos de potencia "estándar" (SPM). En los últimos años, algunas empresas también han colocado los circuitos de conducción y protección de los dispositivos de conmutación en módulos de potencia para formar módulos de potencia "inteligentes" (IPM), lo que no sólo reduce el tamaño de la máquina completa, sino que también facilita el diseño y la fabricación de la máquina completa. De hecho, a medida que la frecuencia continúa aumentando, la influencia de la inductancia parásita del cable y la capacitancia parásita se vuelve cada vez más grave, provocando una mayor tensión eléctrica (como sobretensión y fallos de sobrecorriente) en el dispositivo. Para mejorar la fiabilidad del sistema, algunos fabricantes han desarrollado módulos de potencia "específicos del usuario" (ASPM), que instalan casi todo el hardware de toda la máquina en un módulo en forma de chips, de modo que no existen los tradicionales Conexiones de cables entre componentes. Este módulo ha sido diseñado estricta y razonablemente en aspectos térmicos, eléctricos, mecánicos y otros para lograr una posición perfecta. Es similar a un circuito integrado específico de usuario (ASIC) en microelectrónica. Siempre que el software de control esté escrito en el chip del microprocesador del módulo y luego todo el módulo se fije en el disipador de calor correspondiente, se forma un nuevo dispositivo de fuente de alimentación conmutada. Se puede ver que el propósito de la modularización no es solo facilitar el uso y reducir el tamaño de toda la máquina, sino más importante, cancelar las conexiones tradicionales y minimizar los parámetros parásitos, de modo que se minimice la tensión eléctrica en el dispositivo y se mantenga la confiabilidad. del sistema se mejora. Además, debido a la limitación de la capacidad del dispositivo y la consideración de aumentar la redundancia y mejorar la confiabilidad, las fuentes de alimentación conmutadas de alta potencia generalmente utilizan múltiples unidades de módulos independientes para trabajar en paralelo y adoptar tecnología de intercambio de corriente. Todos los módulos comparten la corriente de carga. Una vez que un módulo falla, los otros módulos comparten la corriente de carga por igual. Esto no solo mejora la capacidad de energía, sino que también cumple con los requisitos de una gran salida de corriente cuando la capacidad del dispositivo es limitada. Además, al agregar módulos de energía redundantes que tienen menos energía que todo el sistema, la confiabilidad del sistema mejora considerablemente. Incluso si falla un solo módulo, no afectará el funcionamiento normal del sistema y proporcionará tiempo suficiente para la reparación.
3.3 Digitalización
En la tecnología tradicional de electrónica de potencia, la parte de control se diseña y opera en base a señales analógicas. En las décadas de 1960 y 1970, la tecnología de la electrónica de potencia se basaba íntegramente en circuitos analógicos. Sin embargo, las señales digitales y los circuitos digitales son cada vez más importantes, y la tecnología de procesamiento de señales digitales es cada vez más madura y muestra cada vez más ventajas: facilita el procesamiento y el control por computadora, evita la distorsión de la señal analógica y reduce la interferencia de señales espurias. (mejora la inmunidad). La capacidad de interferencia), que facilita la depuración de paquetes de software y la telemetría de detección remota, y facilita la implantación de autodiagnóstico, tolerancia a fallas y otras tecnologías. Por lo tanto, en las décadas de 1980 y 1990, la tecnología analógica todavía era útil para el diseño de diversos circuitos y sistemas, especialmente para resolver problemas como el diseño de placas impresas, la compatibilidad electromagnética (EMC) y la corrección del factor de potencia (PFC). Se requiere, pero para las fuentes de alimentación conmutadas inteligentes, la tecnología digital es indispensable cuando se requiere control por computadora.
3.4 Ecologización
La ecologización del sistema de suministro de energía tiene dos significados: en primer lugar, un ahorro significativo de energía, es decir, ahorrar capacidad de generación de energía, y la generación de energía es una causa importante de deterioro ambiental. la contaminación, por lo que el ahorro de energía se puede reducir la contaminación ambiental; en segundo lugar, estas fuentes de alimentación no pueden contaminar (o menos) la red eléctrica. La Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) ha formulado una serie de normas, como IEC555, IEC917, IECl000, etc.
De hecho, muchos dispositivos electrónicos de ahorro de energía a menudo se convierten en fuentes de contaminación para la red eléctrica: inyectan severas corrientes armónicas de alto orden en la red eléctrica, reducen el factor de potencia total, causan múltiples picos en el acoplamiento de voltaje de la red e incluso causar ángulos faltantes y distorsiones. A finales del siglo XX nacieron diversas soluciones para filtros activos y compensadores activos, y existían muchos métodos para corregir el factor de potencia. Estos han sentado las bases para la producción en masa de diversos productos de fuentes de alimentación conmutadas ecológicas en el siglo XXI.
La tecnología moderna de la electrónica de potencia es la base para el desarrollo de la tecnología de suministro de energía conmutada. Con la aparición continua de nuevos dispositivos electrónicos de potencia y topologías de circuitos adecuados para frecuencias de conmutación más altas, la tecnología moderna de suministro de energía se desarrollará rápidamente impulsada por necesidades prácticas. Bajo la tecnología de aplicación tradicional, el rendimiento de las fuentes de alimentación conmutadas se ve afectado por las limitaciones de rendimiento de los dispositivos de alimentación. Para aprovechar al máximo las características de varios dispositivos de potencia y minimizar el impacto del rendimiento del dispositivo en el rendimiento de las fuentes de alimentación conmutadas, la nueva topología del circuito de potencia y la nueva tecnología de control pueden permitir que el interruptor de potencia funcione con voltaje cero o cero. -Estado actual, aumentando así en gran medida la frecuencia de funcionamiento, mejora la eficiencia de trabajo de la fuente de alimentación conmutada y diseña una fuente de alimentación conmutada con excelente rendimiento.
En resumen, la electrónica de potencia y la tecnología de fuente de alimentación conmutada continúan desarrollándose debido a las necesidades de las aplicaciones. La aparición de nuevas tecnologías actualizará muchos productos de aplicaciones y abrirá más y más nuevos campos de aplicación. La realización de fuentes de alimentación conmutadas de alta frecuencia, modulares, digitales y ecológicas marcará la madurez de estas tecnologías y logrará la combinación de alta eficiencia y consumo de electricidad de alta calidad. En los últimos años, con el desarrollo de la industria de las comunicaciones, la demanda del mercado interno de fuentes de alimentación conmutadas para comunicaciones con tecnología de fuente de alimentación conmutada como núcleo ha superado los 2 mil millones de RMB, lo que ha atraído a un gran número de personal científico y tecnológico nacional y extranjero para la investigación. y desarrollo. La tendencia general es que la fuente de alimentación conmutada reemplace la fuente de alimentación lineal y la fuente de alimentación controlada por fase. Por lo tanto, el mercado interno de sistemas de energía eléctrica, que también tiene un valor de producción de decenas de miles de millones, está comenzando y pronto se desarrollará. Hay muchas otras fuentes de alimentación especiales y fuentes de alimentación industriales con tecnología de fuente de alimentación conmutada como núcleo esperando que la gente se desarrolle.