פיתוח אלקטרוניקת חשמל מודרנית וטכנולוגיית כוח

נכון לעכשיו, כבסיס של חיסכון באנרגיה, חיסכון בכישרונות, אוטומציה, אינטליגנציה ושילוב אלקטרומכני, אלקטרוניקה כוח מתפתחת לכיוון של טכנולוגיית יישומים בתדירות גבוהה, מבנה חומרה מודולרי וביצועי מוצר ירוק. בעתיד הקרוב, הטכנולוגיה האלקטרונית החשמלית תהפוך את טכנולוגיית החשמל לבשלה יותר, חסכונית ומעשית יותר, ותשיג שילוב של יעילות גבוהה וחשמל באיכות גבוהה. 1. פיתוח טכנולוגיית אלקטרוניקה כוח כיוון הפיתוח של טכנולוגיית אלקטרוניקה כוח מודרנית הוא מעבר ממוצרי אלקטרוניקה כוח מסורתיים, המתמקדים בטכנולוגיה בתדרים נמוכים כדי להתמודד עם בעיות, לאלקטרוניקה כוח מודרנית, המתמקדת בטכנולוגיה בתדרים גבוהים. טכנולוגיית אלקטרוניקה כוח החלה ממכשירי מיישר סיליקון בסוף שנות החמישים ותחילת שנות השישים. פיתוחו חווה ברציפות את עידן המיישר, עידן המהפך ועידן ממיר התדרים, וקידם את היישום של טכנולוגיית חשמל אלקטרונית בתחומים חדשים רבים. בסוף שנות השמונים וראשית שנות התשעים פותחו בסוף המאה העשרים ובתחילת שנות התשעים התקני ההרכב המוליכים למחצה החשמליים המיוצגים על ידי MOSFET ו- IGBT, המשלבים בתדירות גבוהה, מתח גבוה וזרם גדול, דבר המצביע על כך שטכנולוגיית אלקטרוניקה כוח מסורתית נכנסה עידן אלקטרוניקה כוח מודרנית. 1.1 חשמל תעשייתי בעל הספק גבוה בעידן המיישרים מסופק על ידי גנרטורים של תדר הספק (50 הרץ), אך כ -20% מהאנרגיה החשמלית נצרכת בצורת זרם זרם, האופיינית ביותר היא אלקטרוליזה (מתכות לא ברזליות). וחומרי גלם כימיים דורשים אלקטרוליזת DC), גרירה (קטר חשמלי, קטר דיזל כונן חשמלי, קטר רכבת תחתית, טרוליbus עירוני וכו ') וכונן DC (גלגול פלדה, ייצור נייר וכו') הם שלושה תחומים עיקריים. מיישרים סיליקון בעלי הספק גבוה יכולים להמיר זרם חילופין בתדר הספק לזרם ישר ביעילות גבוהה. לכן, בשנות השישים והשבעים של המאה העשרים פותח מאוד פיתוח ויישום של מיישני סיליקון ובעלי תיריסטורים בעלי הספק גבוה. באותה תקופה חלה עלייה בהקמה רחבת היקף של מפעלי מיישר סיליקון בסין. נכון לעכשיו, יצרני המוליכים למחצה הגדולים והקטנים המייצרים מיישרים סיליקון בארץ הם המוצרים של אותה תקופה. 1.2 עידן המהפכים בשנות השבעים של המאה העשרים היה משבר אנרגיה עולמי ומנועי זרם חילופין' מהירויות המרת תדרים התפתחו במהירות בשל השפעותיהם המדהימות לחיסכון באנרגיה. הטכנולוגיה המרכזית של ויסות מהירות תדרים משתנה היא להפוך זרם ישר לזרם חילופין של 0-100 הרץ. בשנות השבעים והשמונים, עם הפופולריות של התקני ויסות מהירות בתדירות משתנה, תיריסטורים, טרנזיסטורי כוח ענקיים (GTR) ותיריסטורי כיבוי שער (GT0) ששימשו לממירים בעלי הספק גבוה הפכו לגיבורי המכשירים האלקטרוניים החשמליים באותה תקופה. יישומים דומים כוללים פלט DC במתח גבוה, פיצוי דינמי של כוח תגובתי סטטי וכן הלאה. בשלב זה, טכנולוגיית האלקטרוניקה החשמלית הצליחה להשיג תיקון והיפוך, אך תדר ההפעלה נמוך, מוגבל רק לטווח התדרים הנמוך. 1.3 עידן ממירי התדרים בשנות השמונים, ההתפתחות המהירה של טכנולוגיית מעגלים משולבים בקנה מידה גדול ובקנה מידה גדול מאוד הניחה את הבסיס לפיתוח טכנולוגיית אלקטרוניקה כוח מודרנית. בשילוב טכנולוגיית העיבוד המשובח של טכנולוגיית המעגלים המשולבים וטכנולוגיה במתח גבוה ובזרם גבוה באופן אורגני, נוצר אצווה חדשה של התקני כוח בשליטה מלאה, ראשית כל, הופעתם של MOSFET כוח, שהובילה להתפתחותם של קטנים ואספקת חשמל בינונית בתדרים גבוהים, ואז שערים מבודדים. הופעתם של טרנזיסטורים דו קוטביים (IGBT) הביאה הזדמנויות לפיתוח ספקי כוח גדולים ובינוניים לתדרים גבוהים. המראה הרציף של MOSFET ו- IGBT הוא סימן למהפך מאלקטרוניקה כוח מסורתית לאלקטרוניקת חשמל מודרנית. על פי נתונים סטטיסטיים, בסוף 1995, MOSFET ו- GTR כוח כוח הגיעו לחלק שווה בשוק מכשירי המוליכים למחצה הכחיים, והשימוש ב- IGBT להחלפת ה- GTR בתחום האלקטרוניקה החשמלית הגיע למסקנה. פיתוח מכשירים חדשים מספק לא רק תדר גבוה יותר לוויסות מהירות המרת תדרי מנוע AC, מה שהופך את ביצועיו למלאים ואמינים יותר, אלא גם מאפשר לטכנולוגיה אלקטרונית מודרנית להמשיך ולהתפתח לעבר תדרים גבוהים, המהווים חומר יעיל במיוחד. חיסכון וחיסכון באנרגיה לציוד חשמלי, ומבין כימות, מכטרוניקה ואינטליגנציה קטנים ומשקלים מספקים בסיס טכני חשוב. 2. תחומי יישום של מוצרי אלקטרוניקה מודרניים 2.1 אספקת חשמל ירוקה יעילה למחשבים ההתפתחות המהירה של טכנולוגיית המחשבים הביאה את האנושות לחברת המידע, ובמקביל קידמה את ההתפתחות המהירה של טכנולוגיית אספקת החשמל. בשנות השמונים המחשבים אימצו לחלוטין את החלפת ספקי החשמל, והובילו את ההובלה להשלמת החלפת ספקי המחשב. ואז טכנולוגיית החלפת אספקת החשמל נכנסה זה אחר זה לתחום האלקטרוניקה והציוד החשמלי. עם התפתחות טכנולוגיית המחשבים הוצעו מחשבים ירוקים וספקי חשמל ירוקים. מחשבים ירוקים מתייחסים בדרך כלל למחשבים אישיים ולמוצרים נלווים שאינם מזיקים לסביבה. ספקי כוח ירוקים מתייחסים לספקי כוח חסכוניים יעילים במיוחד הקשורים למחשבים ירוקים. על פי הסוכנות האמריקאית להגנת הסביבה' s" Energy Star" תוכנית ב- 17 ביוני 1999, מחשבים שולחניים אם צריכת החשמל של מחשב אישי מסוג או ציוד היקפי נלווה נמוכה מ- 30 וואט במצב שינה, היא עומדת בדרישות המחשב הירוק. שיפור יעילות החשמל היא הדרך הבסיסית להפחתת צריכת החשמל. מבחינת ספק הכוח המיתוג הנוכחי של 200 וואט ביעילות של 75%, ספק הכוח עצמו צורך 50 וואט אנרגיה. 2.2 ספקי כוח מיתוג בתדירות גבוהה לתקשורת ההתפתחות המהירה של תעשיית התקשורת קידמה מאוד את פיתוחם של ספקי כוח תקשורתיים. ספק כוח מיתוג מיתוג בתדירות גבוהה והטכנולוגיה שלו הפכו לזרם המרכזי של מערכות אספקת חשמל מודרניות. בתחום התקשורת, המיישר נקרא בדרך כלל ספק הכוח העיקרי, והממיר DC-DC (DC / DC) נקרא ספק הכוח המשני. תפקיד אספקת החשמל הראשית הוא להפוך רשת חשמל חד פאזית או תלת פאזית לספק כוח DC בעל ערך סמלי של 48 וולט. נכון לעכשיו, באספקת החשמל העיקרית למתגים הנשלטים על ידי התוכנית, הוחלף אספקת החשמל המסודרת מבוקרת הפאזה באספקת מיתוג בתדירות גבוהה. ספק הכוח למיתוג בתדר גבוה (המכונה גם מיישר המיתוג SMR) פועל דרך התדר הגבוה של MOSFET או IGBT, ותדר המיתוג הוא נשלט בדרך כלל בטווח של 50-100 קילוהרץ כדי להשיג יעילות גבוהה ומזעור. בשנים האחרונות, קיבולת ההספק של מיישרי החלפה המשיכה להתרחב, והקיבולת של יחידה אחת התרחבה מ 48V / 12.5A, 48V / 20A ל- 48V / 200A, 48V / 400A. בשל הסוגים השונים של מעגלים משולבים המשמשים בציוד תקשורת, גם מתח אספקת החשמל שלהם שונה. במערכת אספקת החשמל התקשורתית, מודול אספקת חשמל מבודד בצפיפות גבוהה בתדירות גבוהה DC-DC משמש כדי להפוך את מתח האוטובוסים הביניים (בדרך כלל 48V DC) למתח DC השונה הנדרש יכול להפחית במידה ניכרת את ההפסדים, להקל על התחזוקה, מאוד נוחים להתקנה ולהגדלה. באופן כללי, ניתן להתקין אותו ישירות על לוח הבקרה הסטנדרטי, והדרישה לספק הכוח המשני היא צפיפות הספק גבוהה. ככל שיכולת התקשורת ממשיכה לגדול, יכולת אספקת החשמל התקשורתית גם תמשיך לגדול. 2.3 ממיר DC-DC (DC / DC) ממיר DC / DC הופך מתח DC קבוע למתח DC משתנה. נעשה שימוש נרחב בטכנולוגיה זו בשינוי מהירות חסר צעדים באוטובוסים, רכבות רכבת תחתית ורכבים חשמליים. שליטה, במקביל, השליטה הנ"ל משיגה ביצועים של האצה של תגובה חלקה, מהירה, ובמקביל קבלת האפקט של חיסכון באנרגיה. החלפת הווריסטור במסוק DC יכולה לחסוך בחשמל (20-30)%. המסוק DC יכול לא רק לווסת את המתח (החלפת ספק כוח), אלא גם לדכא את רעש הזרם ההרמוני בצד הרשת. ממיר DC / DC כוח משני של ספק הכוח התקשורתי עבר מסחר. המודול מאמץ טכנולוגיית PWM בתדירות גבוהה, תדר המיתוג הוא כ 500kHz, וצפיפות ההספק היא 5W, 20W / in3. עם התפתחותם של מעגלים משולבים בקנה מידה גדול, נדרש למזער את מודול אספקת החשמל, ולכן יש צורך להגדיל ברציפות את תדר המיתוג ולאמץ טופולוגיות מעגל חדשות. נכון לעכשיו, חברות מסוימות פיתחו וייצרו שני סוגים של טכנולוגיות מיתוג אפס זרם ומיתוג אפס מתח. צפיפות ההספק של מודול ספק הכוח המשני שופרה מאוד. 2.4 אספקת חשמל ללא הפרעה (UPS) אספקת חשמל ללא הפרעה (UPS) היא ספק כוח אמין וביצועים גבוהים הנחוצים למחשבים, מערכות תקשורת ואירועים הדורשים אספקה ​​ללא הפרעה. כניסת החשמל של AC מומרת ל DC על ידי המיישר, חלק מהאנרגיה נטענת לחבילת הסוללה, וחלקה האחר של האנרגיה מומר ל- AC על ידי המהפך ונשלח לעומס דרך מתג ההעברה. על מנת לספק עדיין אנרגיה לעומס כאשר המהפך נכשל, מקור כוח גיבוי נוסף מתממש באמצעות מתג העברת חשמל. UPS מודרני מאמץ בדרך כלל טכנולוגיית אפנון רוחב דופק ומכשירים אלקטרוניים חשמליים מודרניים כגון MOSFET ו- IGBT. ניתן להפחית את הרעש של ספק הכוח, ולשפר את היעילות והאמינות. הכנסת תוכנת מיקרו-מעבד וטכנולוגיית חומרה יכולה לממש את הניהול החכם של UPS, תחזוקה מרחוק ואבחון מרחוק. נכון לעכשיו, הקיבולת המרבית של UPS מקוון יכולה להגיע ל 600kVA. הפיתוח של UPS קטן במיוחד הוא גם מהיר מאוד, ויש מוצרים עם מפרט שונה כגון 0.5kVA, lVA, 2kVA ו- 3kVA. 2.5 ספק כוח מהפך אספקת חשמל מהפך משמשת בעיקר להמרת תדרים ולהסדרת מהירות של מנועי זרם חילופין, ומיקומו במערכת ההנעה החשמלית הופך להיות חשוב יותר ויותר, והוא השיג אפקטים עצומים של חיסכון באנרגיה. המעגל הראשי של ספק הכוח המהפך מאמץ את תוכנית ה- AC-DC-AC. אספקת החשמל לתדרים התעשייתיים מומרת למתח DC קבוע דרך מיישר, ואז ממיר PWM בעל תדרים גבוהים המורכב מטרנזיסטורים בעלי הספק גבוה או IGBT ממיר את מתח ה- DC ליציאת AC משתנה מתח ותדר. צורת גל הפלט של ספק הכוח דומה לגל סינוס. משמש להנעת מנועים אסינכרוניים AC להשגת ויסות מהירות חסר צעד. מוצרי סדרת אספקת החשמל המהפך מתחת ל -400 קילו וולט יצאו בינלאומית. בתחילת שנות השמונים יישמה טושיבה מיפן לראשונה טכנולוגיית ויסות מהירות המרת תדרי AC למזגנים. עד 1997 חלקה הגיע ליותר מ -70% מהמזגנים הביתיים ביפן. למזגני אינוורטר יתרונות הנוחות וחיסכון באנרגיה. המחקר המקומי על מזגני אינוורטר החל בראשית שנות התשעים. בשנת 1996 הוצג קו הייצור לייצור מזגני מהפך, שהיוו בהדרגה נקודה חמה לפיתוח וייצור של מזגני מהפך. הצפוי שיאו ייווצר בסביבות שנת 2000. בנוסף לאספקת החשמל של המהפך, מזגני המהפך דורשים גם מנוע מדחס המתאים לוויסות מהירות מהפך. מיטוב אסטרטגיית הבקרה ובחירת רכיבים פונקציונליים הם כיוון הפיתוח נוסף של אספקת החשמל מהפך המזגן. 2.6 ספק כוח מכונת ריתוך מיישר בתדר גבוה בתדירות גבוהה אספקת חשמל בתיקון מהפך בתדירות גבוהה היא ספק כוח מכונת ריתוך חדש בעל ביצועים גבוהים, יעילים וחוסכים בחומרים, המייצג את כיוון הפיתוח של ימינו' אספקת החשמל של מכונת הריתוך. עקב המסחור של מודולים בעלי קיבולת גבוהה של IGBT, לאספקת חשמל מסוג זה יש סיכויי יישום רחבים יותר. ספק כוח מכונת ריתוך מהפך מאמץ בעיקר שיטת המרה AC-DC-AC-DC (AC-DC-AC-DC). זרם חילופין 50 הרץ מומר לזרם ישר באמצעות תיקון גשר מלא, וחלק ההמרה בתדירות גבוהה של PWM המורכב מ- IGBT הופך את הזרם הישיר לגל מלבני בתדר גבוה של 20 קילוהרץ, יחד עם שנאי בתדר גבוה, מתוקן ומסונן, והופך לזרם ישר יציב, המשמש לאספקת חשמל בקשת. בשל תנאי העבודה הירודים של אספקת החשמל של מכונת הריתוך, ושינויים חלופיים במעגל קצר, בקשתות ובמעגל פתוח תכופים, אמינות העבודה של אספקת החשמל של מכונת ריתוך מיישר בתדירות גבוהה הפכה לנושא הקריטי ביותר, ו זה גם הנושא המודאג ביותר של המשתמשים. . שימוש במיקרו-מעבד כבקרה הקשור לאפנון רוחב הדופק (PWM), באמצעות מיצוי וניתוח של מספר פרמטרים ומידע מרובה, מושגת מטרת חיזוי תנאי העבודה השונים של המערכת, וניתן לכוונן ולעבד את המערכת מראש. לפתור את הבעיה. שפר את האמינות של ספקי כוח מהפך IGBT בהספק גבוה. מכונות ריתוך מהפכות זרות יכולות להשיג זרם ריתוך מדורג של 300A, משך עומס של 60%, מתח עומס מלא של 60 עד 75V, טווח כוונון זרם של 5 עד 300A ומשקל של 29 ק"ג. 2.7 ספקי כוח מיתוגי מתח גבוה במיתוג מתח גבוה הספקי מתח DC מתח גבוה במיתוג נמצאים בשימוש נרחב בציוד גדול כמו פינוי אבק אלקטרוסטטי, שיפור איכות מים, מכונות רנטגן רפואיות ומכונות CT. המתח הוא עד 50 ～ l59kV, הזרם הוא מעל 0.5A, וההספק הוא עד 100kW. מאז שנות השבעים, חברות מסוימות ביפן אימצו טכנולוגיית מהפך, הממירה את כוח החשמל לתדר ביניים של כ -3 קילוהרץ לאחר תיקון, ואז מגבירה אותו. בשנות השמונים התפתחה במהירות טכנולוגיית אספקת חשמל מיתוג בתדירות גבוהה. גרמניה' סימנס משתמשת בטרנזיסטורי כוח כאלמנט המיתוג העיקרי להגדלת תדירות המיתוג של ספק הכוח ליותר מ -20 קילוהרץ. טכנולוגיית השנאים היבשים מיושמת בהצלחה על ספקי כוח בתדרים גבוהים ומתחים גבוהים, ומיכל השמן שנאי במתח גבוה מסולק, מה שמפחית עוד יותר את נפח מערכת השנאי. מבית מקומי, פותח ספק הכוח המתח הגבוה במזרם האלקטרוסטטי. הרשת מתוקנת לזרם זרם, ומעגל המהפך המהיר של סדרת המתגים האפסיים בגשר מלא משמש כדי להפוך את מתח ה DC למתח בתדר גבוה, ואז מגביר את שנאי התדרים הגבוהים, ולבסוף מתוקן. זה גבוה DC מתח. בתנאי עומס התנגדותי, מתח DC המוצא מגיע ל 55kV, הזרם מגיע ל 15mA, ותדירות ההפעלה היא 25.6kHz. 2.8 כאשר ממיר AC-DC המסורתי (AC-DC) של מסנן ההספק הפעיל יופעל, הוא יזריק כמות גדולה של זרם הרמוני לרשת החשמל, ויגרום לאובדן הרמוני ולהפרעות, ובמקביל, גורם ההספק של המכשיר ידרדר בצד הרשת. תופעה, מה שמכונה" זיהום כוח" ;, למשל, כאשר תיקון בלתי נשלט וסינון קבלים, התוכן ההרמוני השלישי בצד הרשת יכול להגיע (70 ～ 80)%, ומקדם ההספק בצד הרשת הוא רק 0.5 ～ 0.6. מסנן כוח פעיל הוא סוג חדש של מכשיר אלקטרוני כוח שיכול לדכא באופן דינמי הרמוניות. זה יכול להתגבר על החסרונות של מסנני LC מסורתיים והוא שיטת דיכוי הרמונית מבטיחה. הפילטר מורכב מממיר מתח מיתוג גשר ומעגל בקרה ספציפי. לא רק מתח היציאה מוזר בחזרה, אלא גם זרם הכניסה הממוצע מוזרם בחזרה; (2) אות ההפניה הנוכחי של הלולאה הוא תוצר של אות השגיאה בלולאת המתח ואות הדגימה המתוקן של הגל המלא. 2.9 מערכת אספקת חשמל מיתוגית מבוזרת מערכת אספקת החשמל המבוזרת משתמשת במודולים בעלי עוצמה נמוכה ובמעגלים משולבים שליטה בקנה מידה כרכיבים בסיסיים ומשתמשת בתיאוריות האחרונות ובהישגים הטכניים כדי ליצור אספקת חשמל אינטליגנטית בסגנון אבן בניין, כדי להפוך את הזרם החזק ואת האינטגרציה ההדוקה של הזרם החלש מפחית את הלחץ על פיתוח רכיבים בעלי הספק גבוה והתקנים בעלי הספק גבוה (מרכזי) ומשפר את יעילות הייצור. בתחילת שנות השמונים, המחקר על מערכות אספקת חשמל מיתוג בתדרים גבוהים מבוזרים התמקד בעצם במחקר של טכנולוגיה מקבילה לממיר. באמצע שנות השמונים המאוחרות ובסוף, עם ההתפתחות המהירה של טכנולוגיית המרת הספק בתדירות גבוהה, הופיעו טופולוגיות ממיר שונות זו אחר זו. שילוב של מעגלים משולבים בקנה מידה גדול ורכיבי כוח, התאפשר שילוב מכשירי חשמל קטנים ובינוניים ובכך לקדם במהירות את פיתוחם של מחקר אספקת חשמל מיתוג בתדרים גבוהים מבוזרים. מאז סוף שנות השמונים, כיוון זה הפך למוקד מחקר במעגל האלקטרוניקה הכוחית הבינלאומית. מספר הניירות גדל משנה לשנה ותחום היישומים המשיך להתרחב. לשיטת אספקת החשמל המבוזרת יתרונות של חיסכון באנרגיה, אמינות, יעילות גבוהה, חסכוניות ותחזוקה נוחה. זה אומץ בהדרגה על ידי מחשבים בקנה מידה גדול, ציוד תקשורת, חלל, בקרה תעשייתית ומערכות אחרות. זוהי גם שיטת אספקת החשמל האידיאלית ביותר עבור מתח נמוך (3.3V) של מעגלים משולבים במהירות גבוהה במיוחד. ביישומים בעלי עוצמה גבוהה, כגון ציפוי אלקטרוליזה, אספקת חשמל אלקטרוליזה, אספקת חשמל מתיחת קטר חשמלי, אספקת חשמל אינדוקציה בתדר ביניים, אספקת חשמל של כונן המנוע ותחומים אחרים, ישנם גם סיכויי יישום רחבים. 3. מגמת ההתפתחות של ספק כוח מיתוג בתדרים גבוהים ביישום טכנולוגיות חשמל אלקטרוניות ומערכות אספקת חשמל שונות, טכנולוגיית החלפת אספקת החשמל היא הליבה. עבור ספקי כוח גדולים של ציפוי אלקטרוליטי, המעגלים המסורתיים הם מגושמים מאוד וכבדים. אם משתמשים בטכנולוגיית אספקת חשמל מיתוגית של גורדון, נפחתה ומשקלה יופחתו באופן משמעותי, וניתן יהיה לשפר מאוד את יעילות השימוש בחשמל, לחסוך בחיסכון בחומרים ועלויות. ברכבים חשמליים ובכוננים בתדרים משתנים, זה אינו נפרד מטכנולוגיית אספקת החשמל המיתוגית. ספק הכוח המיתוג משנה את תדר ההספק כדי להשיג התאמת עומס כמעט אידיאלית ושליטה בכונן. טכנולוגיית אספקת חשמל מיתוג בתדירות גבוהה היא טכנולוגיית הליבה של ספקי כוח מיתוגיים בעלי הספק גבוה (מכונת ריתוך מהפך, ספק כוח תקשורת, ספק כוח בתדירות גבוהה לחימום, ספק כוח לייזר, ספק כוח חשמלי וכו '). 3.1 תדירות גבוהה ניתוח תיאורטי וניסיון מעשי מראים שמשקלם הנפחי של שנאים, משרנים וקבלים של מוצרי חשמל עומד ביחס הפוך לשורש הריבועי של תדר אספקת החשמל. לכן כאשר אנו מגדילים את התדר מ 50 הרץ ל 20 קילוהרץ, פי 400, נפח ומשקל הציוד החשמלי יופחת ל 5 ~ 100% מתכנון תדר ההספק. בין אם מדובר במכונת ריתוך מיישר מהפך ובין מיישר מיתוג לאספקת חשמל תקשורת, שניהם מבוססים על עיקרון זה. באופן דומה, ספקי כוח DC שונים כגון גלוון, אלקטרוליזה, עיבוד חשמלי, טעינה, טעינה צפה וסגירת חשמל בתעשייה המסורתית &; מיישר" ניתן גם להפוך על פי עיקרון זה ולהפוך ל-" ספק כוח המרה מיתוג" ;. החומרים העיקריים יכולים להיות זה יכול לחסוך 90% ומעלה, ויכול לחסוך חשמל ב -30% ומעלה. בשל העלייה ההדרגתית בגבול העליון של תדירות העבודה של מכשירים אלקטרוניים חשמליים, ציוד מסורתי בתדרים גבוהים רבים שהשתמשו במקור בצינורות אלקטרוניים מתמצק, מה שמביא יתרונות כלכליים משמעותיים של חיסכון באנרגיה, חיסכון במים וחיסכון בחומר ויכול להיות משקפים את ערך התוכן הטכני. 3.2 מודולריות למודולריזציה יש שתי משמעויות, האחת היא מודולריזציה של התקני חשמל והשנייה היא מודולריזציה של יחידות אספקת החשמל. מודולי המכשירים הנפוצים שלנו, הכוללים יחידה אחת, שתי יחידות, שש יחידות לשבעה אלמנטים, כולל התקני מיתוג ודיודות עם גלגלים חופשיים במקביל להם, הם למעשה" תקן" מודולי חשמל (SPM). בשנים האחרונות חברות מסוימות התקינו את מעגל הגנת הכונן של מכשיר המיתוג למודול החשמל כדי ליצור" אינטליגנטי" מודול חשמל (IPM), אשר לא רק מצמצם את גודל המכונה כולה, אלא גם מאפשר תכנון וייצור של המכונה כולה. למעשה, עקב העלייה המתמשכת בתדירות, השפעת השראות הטפילים העופרת והקיבול הטפילי הפכה לחמורה יותר וגרמה למתח חשמלי גדול יותר על המכשיר (בצורה של מתח יתר וקורות זרם יתר). על מנת לשפר את אמינות המערכת, יצרנים מסוימים פיתחו"" ספציפי למשתמש; מודול חשמל (ASPM), שמתקין כמעט את כל החומרה של מכונה שלמה למודול בצורה של שבב, כך שהרכיבים כבר אינם בין חיבורי עופרת מסורתיים, מודולים כאלה עברו תרמית, חשמלית ו תכנון מכני להשגת מצב מושלם של אופטימיזציה. זה דומה למעגל משולב ספציפי למשתמש (ASIC) במיקרו-אלקטרוניקה. כל עוד תוכנת הבקרה נכתבת לשבב המיקרו-מעבד במודול, ואז כל המודול מתקבע על הרדיאטור המתאים, נוצר סוג חדש של התקן אספקת חשמל מיתוג. ניתן לראות כי מטרת המודולריזציה היא לא רק להקל על השימוש ולהפחית את גודל המכונה כולה, אלא חשוב מכך לבטל את החיבור המסורתי ולמזער את הפרמטרים הטפיליים, כדי למזער את הלחץ החשמלי על המכשיר ו לשפר את אמינות המערכת. . בנוסף, ספקי כוח מיתוגיים בעוצמה גבוהה, בגלל מגבלת קיבולת המכשיר והיתירות המוגברת לשיפור האמינות, משתמשים בדרך כלל במספר יחידות מודול עצמאיות לעבודה במקביל, תוך שימוש בטכנולוגיית השיתוף הנוכחית, וכל המודולים חולקים את זרם העומס. אם מודול אחד נכשל, המודולים האחרים חולקים את זרם העומס באופן שווה. בדרך זו, לא רק קיבולת ההספק מוגברת, אלא הדרישה לתפוקת זרם גדול מתקיימת בתנאי קיבולת מכשיר מוגבלת, ואמינות המערכת משתפרת מאוד על ידי הוספת מודולי אספקת חשמל מיותרים עם הספק נמוך יחסית למערכת כולה. . במקרה של תקלה במודול יחיד, זה לא ישפיע על הפעולה הרגילה של המערכת ויספק זמן מספיק לתיקון. 3.3 דיגיטציה בטכנולוגיה אלקטרונית כוח מסורתית, חלק הבקרה מתוכנן ועובד על פי אותות אנלוגיים. בשנות השישים והשבעים טכנולוגיית האלקטרוניקה הכוחית התבססה לחלוטין על מעגלים אנלוגיים. עם זאת, כעת, כאשר האותות הדיגיטליים והמעגלים הדיגיטליים הופכים לחשובים יותר ויותר, טכנולוגיית עיבוד האותות הדיגיטלית הופכת בוגרת יותר ויותר, מראה יותר ויותר יתרונות: נוח לעיבוד ובקרת מחשב, הימנעות מעיוות ועיוות של אותות אנלוגיים, וצמצום אותות מזויפים. הפרעות (שיפור יכולת נגד הפרעות), נוחות לאיתור באגים בחבילות תוכנה ולחישה מרחוק, טלמטריה והתאמה מרחוק, וגם להשתלת אבחון עצמי, סובלנות לתקלות וטכנולוגיות אחרות. לכן, בשנות השמונים והתשעים, הטכנולוגיה האנלוגית עדיין הייתה שימושית לתכנון מעגלים ומערכות שונים, במיוחד: כגון פריסת לוחות מודפסים, בעיות תאימות אלקטרומגנטית (EMC) ותיקון מקדם הספק (PFC). הבעיות אינן נפרדות מהידע של הטכנולוגיה האנלוגית, אך עבור ספקי כוח מיתוגיים חכמים, כאשר נדרשת שליטה במחשב, הטכנולוגיה הדיגיטלית אינה ניתנת להפרדה. 3.4 ירוק לירוק של מערכת אספקת החשמל יש שתי משמעויות: הראשונה היא חיסכון משמעותי בחשמל, כלומר חיסכון בכושר ייצור החשמל, וייצור חשמל הוא גורם חשוב לזיהום סביבתי, ולכן חיסכון באנרגיה יכול להפחית את זיהום הסביבה; שנית, אלה אספקת החשמל אינה יכולה (או פחות) לגרום לזיהום ברשת החשמל. הוועדה האלקטרוטכנית הבינלאומית (IEC) גיבשה לכך סדרת תקנים, כגון IEC555, IEC917, IEC1000 וכן הלאה. למעשה, מכשירים חשמליים רבים לחיסכון באנרגיה נוטים להפוך למקור זיהום לרשת החשמל: מזריקים זרמים הרמוניים מסדר גבוה לרשת החשמל, מה שמקטין את גורם ההספק הכולל, מקשר קוצים רבים למתח הרשת, ואפילו יש לו זוויות ועיוותים חסרים. . בסוף המאה ה -20 נולדו פילטרים פעילים שונים ותוכניות מפצים פעילים, והיו דרכים רבות לתקן את גורם ההספק. אלה הניחו את היסוד לייצור המוני של ספקי כוח מיתוגיים ירוקים שונים במאה ה -21. טכנולוגיה אלקטרונית כוח מודרנית היא הבסיס לפיתוח טכנולוגיית החלפת ספקי כוח. עם הופעתם המתמשכת של מכשירים אלקטרוניים חשמליים חדשים וטופולוגיות מעגלים המתאימות לתדרי מיתוג גבוהים יותר, טכנולוגיית אספקת החשמל המודרנית תתפתח במהירות מתוך דחף הצרכים האמיתיים. על פי טכנולוגיית היישומים המסורתית, הביצועים של ספק הכוח המיתוג מושפעים בגלל מגבלת הביצועים של מכשירי החשמל. על מנת למקסם את המאפיינים של התקני כוח שונים ולמזער את ההשפעה של ביצועי המכשיר על ביצועי ספק הכוח המיתוג, הטופולוגיה החדשה של מעגל ההספק וטכנולוגיית הבקרה החדשה יכולה לגרום למתג ההפעלה לעבוד במתח אפס או במצב אפס זרם, אשר יכול לשפר מאוד את תדירות ההפעלה, לשפר את היעילות של ספק הכוח המיתוג, ולעצב ספק כוח מיתוג עם ביצועים מצוינים. בסך הכל, אלקטרוניקת חשמל וטכנולוגיית אספקת חשמל מיתוגית ממשיכות להתפתח עקב דרישות היישומים, והופעתן של טכנולוגיות חדשות תעדכן מוצרי יישומים רבים ותפתח שדות יישומים מעודכנים יותר. מימוש אספקת החשמל המיתוג' התדר הגבוה, המודולריזציה, הדיגיטציה, ההתרוקנות וכו 'יסמן את בגרותן של טכנולוגיות אלו ויממש את השילוב של חשמל יעיל ואיכותי. בשנים האחרונות, עם התפתחותה של תעשיית התקשורת, אספקת החשמל המיתוג לתקשורת עם טכנולוגיית אספקת החשמל המיתוגית כליבה יש ביקוש בשוק המקומי של יותר מ -2 מיליארד יואן, אשר משך מספר רב של אנשי מדע וטכנולוגיה ב מבית ומחוץ לביצוע פיתוח ומחקר. זוהי מגמה כללית כי החלפת ספקי כוח מחליפה ספקי כוח ליניאריים ואספקת חשמל מבוקרת פאזה. לכן, השוק המקומי למערכות אספקת חשמל המופעלות בכוח שיש לו גם ביקוש למיליארדי ערך תפוקה מתחיל ויתפתח בקרוב. ישנם ספקי כוח מיוחדים רבים אחרים וספקי כוח תעשייתיים עם טכנולוגיית אספקת חשמל מיתוג שכן הליבה מחכה לאנשים להתפתח.