现代电源技术发展综述

现代电源技术发展综述1、现代电源技术的发展概况现代电源技术的发展方向，是从以低频技术为主的传统电源技术，向以高频技术为主的现代电源技术方向转变。电源技术始于上世纪的四十年代末五十年代初的硅整流器件，其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代，并促进了电源技术在许多新领域的应用。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率 MOSFET 和 IGBT 为代表的、集高频、高电压和大电流于一身的功率半导体复合器件，表明传统电源技术已经进入现代电源时代。1.1 整流器时代大功率的工业用电由工频（50Hz）交流发电机提供，但是大约 20%——40%的电能是以直流形式消费的，其中最典型的是电解、牵引和直流传动三大领域。大功率硅整流器能有效的把工频交流电转变为直流电，因此在六十年代和七十年代，大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以大力发展。但是，大功率整流器件也存在许多缺点，比如转换效率低，体积庞大，散热量大等。1.2 逆变器时代七十年代，变频技术因节能效果显着而迅速发展。变频器的关键技术是：半导体器件的通断作用，将工频电源逆变为另一种频率的电能的控制装置。在七十年代到八十年代，随着变频调速装置的普及，大功率电力电子器件成为当时电机调速的主角。这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变，但工作频率较低，使得设备的体积依然庞大，功率器件的损耗也较大，转换效率不够高，仅仅局限在中低频率范围内使用。1.3 变频器时代进入八十年代，大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展，为电源技术的发展奠定了基础。MOSFET 和 IGBT 的相继问世，是传统的电力电子向现代电力电子转变的标志。新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了较高的频率，使其性能更加完善可靠，而且使现代电子技术不断向高频化发展，为用电设备的高效、节能，实现小型化，机电一体化和智能化提供了重要的技术基础。随着电力电子技术的发展，特别是微电子技术的发展，电器设备的种类越来越多，任何电器设备都离不开电源，电源正发挥着举足轻重的作用，同时随着电源应用的普及，以及科学技术的进步，特别是一些先进的仪器对电源提出了更新、更高的要求，使原来的电路技术特别是整流技术的效率大大下降而不再适用。因此，必须采用新的器件，研究新的电路。现代电力电子技术的发展方向，是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学，向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于五十年代...