一、大功率開關電源的發展歷程
20世紀80年代以(yi)前(qian),作為線性(xing)穩壓電(dian)源的更(geng)新換代產(chan)品,開關電(dian)源主要用于小功率場(chang)合,那時,中大功率直流電(dian)源仍然以(yi)晶(jing)閘管(guan)相控整流為主。
20世紀80年代起(qi),絕緣柵晶體(ti)管IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)的(de)(de)出現打破了(le)這一格局,與傳統的(de)(de)晶閘管相控整流(liu)相比,頻率(lv)更高,更易于驅動,具(ju)有突出的(de)(de)優點。
開(kai)關(guan)頻率的提高可(ke)以使(shi)電(dian)源(yuan)體(ti)積(ji)減小、重量減輕,但使(shi)得開(kai)關(guan)損(sun)耗增大,電(dian)源(yuan)效率降低。為(wei)了解(jie)決這一(yi)問題,20世紀80年代,出現了準諧振技術的零電壓開關電路和零電流開關電路,這種技術成為軟開關技術。采用軟開關技術,在理想情況下,可使得開關損耗為零,提高效率,使得電源進一步向體積小、重量輕、效率高、功率密度大的方向發展。
如今(jin),大功(gong)率開關電源(yuan)已廣泛應用于工(gong)業自動(dong)化(hua)控制、軍(jun)工(gong)設備(bei)、科研設備(bei)、工(gong)控設備(bei)、通(tong)訊設備(bei)、電力設備(bei)、儀器儀表、醫療設備(bei)、半導體(ti)制冷制熱等領(ling)域。
二、大功(gong)率高(gao)頻開(kai)關電源(yuan)與傳統可控硅整流電源(yuan)的對比
名稱(cheng) | 傳統整(zheng)流電源 | 常規開關電源(yuan) | 采用軟開(kai)關(guan)高頻開(kai)關(guan)電(dian)源 |
整(zheng)流變壓器 | 有 | 無(wu) | 無 |
高頻變(bian)壓器 | 無 | 鐵氧體 | 超微晶 |
功(gong)率元件 | 晶(jing)閘管 | IGBT | IGBT |
控(kong)制方式 | 移相觸(chu)發 | PWM調制 | PWM調制 |
工作頻率(lv) | 50Hz | 10~20KHz | 10~25KHz |
穩壓精度 | <5% | <1% | <1% |
穩流精度(du) | <5% | <1% | <1% |
噪音 | 一(yi)般 | 一般 | 很小 |
典型(xing)工(gong)作(zuo)效率 | <80%(低電壓輸出(chu)) | >86% | >91% |
功率因數 | ≤0.9(未(wei)加補(bu)償) | ≥0.93 | ≥0.96 |
體積(ji) | 大 | 較小(xiao) | 較小(xiao) |
重量 | 重 | 一般 | 較輕(qing) |
三、大功率高頻開關(guan)電源(yuan)的(de)使用(yong)場(chang)合
大功率高頻開關電源隨著技術的成熟和可靠性(xing)的提高,由(you)于其效率高、體積小、功率因(yin)數高(gao)、模(mo)塊化、性價比高(gao)等(deng)優點(dian),已廣泛應用在中大功(gong)率(lv)場合,尤其(qi)是在(zai)低電(dian)壓、功(gong)率在(zai)500kW以內的應用,如電鍍、陽極氧化、電解拋光、電解氟化氫制取氟氣等應用要求的直流輸出電壓較低,通常在20V以內,采用高頻開關電源的轉換效率更高、更加省電,因此得到用戶的青睞。另外,大功率開關電源也廣泛應用在中小功率的負載,如水處理、電解水制氫、電解海水、電解鹽水、蓄電池充電等,其性價比比可控硅電源高。
英特(te)利公司(si)持續致力于(yu)大(da)功率高頻開關(guan)電源的研發、制造、應用,博(bo)士、碩士技術(shu)團隊(dui),擁(yong)有超過15年的開發經驗,對開關電源理解透徹、技術成熟、可靠性高、輸出精度高,并通過了歐洲CE和美國UL認證,為國內外用戶已提供10000臺以上的IGBT大功率高頻開關電源,出口到50多個國家,并與多家世界五百強企業合作。
四、大功率高(gao)頻開關(guan)電源的工作原理
大(da)功率高(gao)(gao)頻開(kai)關電(dian)源的硬(ying)件電(dian)路(lu)(lu)(lu)(lu)主要(yao)由(you)兩(liang)部分組成:主電(dian)路(lu)(lu)(lu)(lu)和控制電(dian)路(lu)(lu)(lu)(lu)。其中主電(dian)路(lu)(lu)(lu)(lu)主要(yao)包括:整(zheng)流電(dian)路(lu)(lu)(lu)(lu)、雷擊浪涌及(ji)濾波電(dian)路(lu)(lu)(lu)(lu)、全(quan)橋高(gao)(gao)頻逆(ni)變電(dian)路(lu)(lu)(lu)(lu)、超微晶高(gao)(gao)頻變壓器、次(ci)級(ji)全(quan)波整(zheng)流電(dian)路(lu)(lu)(lu)(lu)等。
功率電路單元采用高頻(pin)PWM變換技術,采用軟開關技術,實現直流輸出。控制部分以高性能數字信號處理器DSP為核心,以LCD觸摸屏作為HMI人機交互接口,實時顯示電源運行參數。
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