现代电源技术发展历程概述[精编版]
电源的发展历程
电子元件技术网 w w w .c n t r o n i c s .c o m 引言 电源的发展历程1. 电源的百年历史在研究高效率开关电源之前,还是应该先看一看电源发展的历史。
也许会对电源的将来有一个比较客观的认识。
电子线路无论是模拟电路、数字电路、信息电子电路还是电力电子电路,无一例外的需要直流电供电。
那么电子线路对电源有哪些要求,应该设计出什么样的电源才能满足时代的要求呢?简而言之要“与时俱进”。
电子线路从真空管的问世至今约有100年的历史,伴随而来的就是近100年历史的电源技术。
电子线路由真空管电路发展到晶体管电路再到小规模集成电路、直至今天的大规模超大规模集成电路,供电方式也有了很多改变。
2.最初的电源既不需要稳压也不需要严格滤波 在真空管统治电子线路的时代,大多数的电子线路并不需要供电电源的十分稳定,那时的电源无非是整流滤波。
通常只需要将交流市电经过变压器转换到合适的电压值后,通过电子管(可以是真空管、汞整流管、充气闸流管等)的整流变成脉动直流电,最后经过电容输入式滤波或电感输入式滤波将脉动直流电转换成为需要的平滑直流电。
为了携带方便,也可以用电池供电,这时的真空管是专用于电池供电的节电型的,也就是当年的电池式收音机、收发报机以及电台。
在那个年代对直流电的理解就是像现在大学电路课程中对直流电的描述那样,似乎直流电所接的负载就像电阻一样,没有什么变化。
即使出了问题,电子工程师也只会从“退交联”(换成现在的术语是 “”退耦合,简称 “退耦”)入手加以解决。
当退交联电容器的电容量由于电容器的失效而大大减小时,电子线路将出现自激振荡现象,如那个年代所说的收音机所发出的“汽船声”(由于整流滤波电解电容器失效造成寄生振荡时扬声器发出的声音如同汽船发动机发出的声音)等。
用现在的话解释就是:因为直流母线的交流阻抗由于电容器的失效而增高,导致了电子线路的输入与输出通过直流母线形成有害的耦合,当满足电路的振荡条件时,电路形成自激振荡。
电源的发展历程
引言电源的发展历程1.电源的百年历史在研究高效率开关电源之前,还是应该先看一看电源发展的历史。
也许会对电源的将来有一个比较客观的认识。
电子线路无论是模拟电路、数字电路、信息电子电路还是电力电子电路,无一例外的需要直流电供电。
那么电子线路对电源有哪些要求,应该设计出什么样的电源才能满足时代的要求呢?简而言之要“与时俱进”。
电子线路从真空管的问世至今约有100年的历史,伴随而来的就是近100年历史的电源技术。
电子线路由真空管电路发展到晶体管电路再到小规模集成电路、直至今天的大规模超大规模集成电路,供电方式也有了很多改变。
2.最初的电源既不需要稳压也不需要严格滤波在真空管统治电子线路的时代,大多数的电子线路并不需要供电电源的十分稳定,那时的电源无非是整流滤波。
通常只需要将交流市电经过变压器转换到合适的电压值后,通过电子管(可以是真空管、汞整流管、充气闸流管等)的整流变成脉动直流电,最后经过电容输入式滤波或电感输入式滤波将脉动直流电转换成为需要的平滑直流电。
为了携带方便,也可以用电池供电,这时的真空管是专用于电池供电的节电型的,也就是当年的电池式收音机、收发报机以及电台。
在那个年代对直流电的理解就是像现在大学电路课程中对直流电的描述那样,似乎直流电所接的负载就像电阻一样,没有什么变化。
即使出了问题,电子工程师也只会从“退交联”(换成现在的术语是“”退耦合,简称“退耦”)入手加以解决。
当退交联电容器的电容量由于电容器的失效而大大减小时,电子线路将出现自激振荡现象,如那个年代所说的收音机所发出的“汽船声”(由于整流滤波电解电容器失效造成寄生振荡时扬声器发出的声音如同汽船发动机发出的声音)等。
用现在的话解释就是:因为直流母线的交流阻抗由于电容器的失效而增高,导致了电子线路的输入与输出通过直流母线形成有害的耦合,当满足电路的振荡条件时,电路形成自激振荡。
由于直流母线的高频阻抗比较高,因而需要旁路电容器,这也就是电子线路对直流母线的交流阻抗最初的要求。
电力电子及电源技术发展
电力电子及电源技术发展1. 简介电力电子及电源技术是指将电能转换、控制和调节为满足特定需求的电力设备和系统的技术领域。
随着现代工业和生活的不断发展,对电力电子及电源技术的需求也日益增长。
本文将详细介绍电力电子及电源技术的发展历程、应用领域和未来趋势。
2. 发展历程电力电子及电源技术的发展可以追溯到20世纪初,当时主要应用于电力系统的变频调速和电力传输。
随着电子元器件和半导体技术的不断进步,电力电子及电源技术得到了快速发展。
20世纪60年代,随着功率半导体器件的问世,电力电子技术进入了一个新的阶段。
80年代,随着微电子技术和数字控制技术的应用,电力电子技术得到了进一步的发展。
目前,电力电子及电源技术已广泛应用于工业、交通、通信、医疗、航空航天等领域。
3. 应用领域电力电子及电源技术在各个领域都有广泛的应用。
在工业领域,电力电子技术被应用于电机控制、变频调速、电力传输等方面,提高了生产效率和能源利用率。
在交通领域,电力电子技术被应用于电动汽车、高速列车、轨道交通等方面,提高了交通运输的效率和环境友好性。
在通信领域,电力电子技术被应用于电池充电、电源管理等方面,提供了稳定可靠的电力供应。
在医疗领域,电力电子技术被应用于医疗设备、生命支持系统等方面,提高了医疗服务的质量和效率。
在航空航天领域,电力电子技术被应用于飞机电力系统、航天器能源系统等方面,提供了可靠的电力供应和能源管理。
4. 技术趋势电力电子及电源技术的发展呈现出以下几个趋势:4.1 高效能源转换随着能源资源的日益短缺和环境问题的日益突出,电力电子技术将更加注重能源的高效转换。
通过提高电力电子设备的转换效率和降低能量损耗,实现能源的可持续利用和环境保护。
4.2 多能源互联互通随着新能源的快速发展,电力电子技术将更加注重多能源的互联互通。
通过电力电子设备的协调控制和能量管理,实现不同能源之间的平衡和优化利用,提高能源利用效率和供应可靠性。
4.3 智能化和数字化随着信息技术和通信技术的快速发展,电力电子技术将更加注重智能化和数字化。
当今电源产业及电源技术的发展趋势
当今电源产业及电源技术的发展趋势第一篇:当今电源产业及电源技术的发展趋势多学时电子技术专题报告时间:2013春季学期班级:学号:姓名:当今电源产业及电源技术的发展趋势摘要:电力电子技术的发展带动了电源技术的发展,而电源技术的发展有效地促进了电源产业的发展。
迄今为止电源已成为非常重要的基础科技和产业,并广泛应用于各行业,其发展趋势为高频、高效、高密度化、低压、大电流化和多元化。
同时,封装结构、外形尺寸日趋国际标准化,以适应全球一体化市场的要求。
关键词:发展趋势;电源产业;标准化一、速向多元化技术发展电源设备用以实现电能变换和功率传递,是一种技术含量高、知识面宽、更新换代快的产品。
现今已广泛应用到工业、能源、交通、运输、信息、航空、航天、航运、国防、教育、文化等领域。
在信息时代,上述各行各业都在迅猛地发展,发展的同时又对电源产业提出了更多更高的要求。
如节能、节电、节材、缩体、减重、防止污染,改善环境、可靠、安全等。
这就迫使电源工作者在电源研发过程中不断探索,并利用各种相关技术,做出合格电源产品,以满足各行各业的需求。
显然,电源技术的发展将带动相关技术的发展,而相关技术的发展反过来又推动了电源产业的发展。
当前在电源产业,占主导地位的产品有各种线性稳压电源、通讯用的AC/DC开关电源、DC/DC 开关电源、交流变频调速电源、电解电镀电源、高频逆变式整流焊接电源、中频感应加热电源、电力操作电源、正弦波逆变电源、大功率高频高压直流稳压电源、绿色照明电源、化学电源、UPS、可靠高效低污染的光伏逆变电源、风光互补型电源等。
而与电源相关的技术有高频变换技术、功率转换技术、数字化控制技术、全谐振高频软开关变换技术、同步整流技术、高度智能化技术、电磁兼容技术、功率因数校正技术、保护技术、并联均流控制技术、脉宽调制技术、变频调速技术、智能监测技术、智能化充电技术、微机控制技术、集成化技术、网络技术、各种形式的驱动技术和先进的工艺技术。
电源的发展历程
电源的发展历程
电源是现代电子设备所必需的电能转换装置,其历程可以追溯到19世纪初期的直接电池供电时代。
随着科技的不断发展,电源的形式逐渐转变,技术水平也得到不断的提高和完善。
本文将介绍电源的发展历程,包括直接电池供电时代、直流电源时代、开关电源时代和高效绿色电源时代等。
一、直接电池供电时代
19世纪初期,最早的电子设备是通过直接连接电池来供电的,这种直接电池供电的方式相对简单,但存在诸多问题,主要包括电池寿命短、维护麻烦、电压不稳定等。
二、直流电源时代
20世纪初期,直流电源被广泛应用在各种电子设备中,如无线电广播、电话线路等。
在这个时期,机械式整流器是主要的电源技术,其本质是利用机械式开关控制电路中电的流向,从而实现直流电的转换。
这种技术存在的主要问题是机械磨损、寿命短等。
1960年代后期,开关电源技术开始普及,成为现代电子设备的主要供电方式。
开关电源之所以能够广泛应用,是因为其具有体积小、效率高、可调性好等优点。
开关电源利用电容、电感、MOSFET等器件的特性将输入电压转换为自身需要的电压输出,其中的PWM控制方式被认为是最为精准、高效的控制方式。
但是,由于电感等元器件的体积、重量等方面的限制,开关电源也存在体积比较大、价格昂贵等缺点。
四、高效绿色电源时代
随着信息技术的飞速发展,以及全球环保意识的不断提高,绿色电源成为电源技术的新趋势。
目前,随着半导体技术和电力电子技术的发展,高效绿色电源逐渐兴起。
这种电源技术具有效率高、环保、便携等特点,广泛应用于各种领域。
其中,DC-DC变换器和AC-DC变换器技术得到了广泛的应用,使得电源的能效得到了提高。
现代电力电子及电源技术的发展
现代电力电子及电源技术的发展现代电力电子及电源技术的发展随着科技的进步和需求的不断增加,电力电子及电源技术也在不断地发展和更新。
电力电子及电源技术的历程可以追溯到上世纪初,经过多年的发展,现代电力电子及电源技术已成为电力领域的主要研究方向之一。
在本文中,我们将叙述现代电力电子及电源技术的发展历程。
20世纪初,电气工程领域的一个重大发明是变流器。
变流器是一种能够将交流电转换为直流电的装置,由磁性液体中的高分子质体和铁芯组成。
它能够将电流通过一个电感器,将直流电改变成交流电。
在继续改进和开发的过程中,变流器成为了现代电力电子学研究的基础。
20世纪50年代,电力电子及电源技术的发展进入了一个全新的阶段:晶体管的出现。
晶体管是一种半导体器件,可以控制电流的流动。
与之前的电子管相比,晶体管功耗更低、更可靠、体积更小,这大大降低了电力电子设备的体积和成本。
到20世纪70年代,高压晶体管的出现已经使大功率电力电子设备成为可能。
开发人员可以使用晶体管来帮助控制设备中的电流和电压。
20世纪80年代,硅功率开关技术得到了广泛应用。
硅功率开关器件是一种具有高压、大电流、高速和高可靠性的器件。
通过硅功率开关技术,电力电子及电源设备的功率密度可以大幅提高,从而显著降低设备体积。
这一技术的发展也极大地改善了电能变换器的效率。
到了21世纪,电力电子及电源技术已经成为数十亿人的生活必需品。
随着太阳能、风能、潮汐能等清洁能源的兴起,电力电子及电源技术的应用范围也在不断扩大。
目前,人类已经进入了一个全新的电力革命时代。
红外线、光伏、LED等新型能源已经开始在电力电子及电源技术中发挥重要作用。
随着现代电力电子及电源技术的不断发展,人类的生产力和生活水平都将得到不同程度的提高。
在未来,电力电子及电源技术还将不断地发展和进步,为人类生产和生活带来更多的便利和惊喜。
现代电源技术第一章概论
现代电源技术通过采用先进的电路拓扑和控制策略,使得电源在各种负载和环 境条件下都能保持稳定的输出性能,提高了设备的可靠性和稳定性。
稳定性好的价值
稳定性好的电源技术对于关键设备和重要设施来说尤为重要,能够保证设备的 正常运行和可靠性,减少因电源故障导致的停机和损失。
可维护性强
可维护性的体现
艺。
可靠性问题
由于电源在各种设备和系统中扮演 着重要的角色,因此提高电源的可 靠性也是一项重要的技术挑战。
成本控制问题
随着能源需求的增加和资源的日益 紧张,如何控制电源的成本也是一 项重要的技术挑战。
未来展望
1 2
新能源的应用
随着新能源技术的不断发展,将新能源应用于电 源技术将是一个重要的未来发展方向。
电源技术的发展历程
01
02
03
线性电源阶段
早期电子设备多采用线性 电源,其结构简单,但效 率低、体积大。
开关电Байду номын сангаас阶段
随着电子设备小型化、高 效化需求,开关电源逐渐 取代线性电源,具有效率 高、体积小等优点。
逆变电源阶段
逆变电源技术是近年来发 展迅速的一种电源技术, 具有更高的转换效率和更 小的体积。
03
现代电源技术的特点与 优势
高效节能
高效节能
现代电源技术采用了先进的功率转换 技术和控制算法,使得电源在转换和 输出电能时具有更高的效率,从而减 少了能源的浪费。
高效节能的应用
高效节能的电源技术广泛应用于各种 领域,如数据中心、通信设备、工业 自动化设备等,有助于降低能源消耗 和运营成本。
稳定性好
电源的分类
按照工作原理的不同,电源可以分为线性电源和开关电源两类。线性电源的工作原理是通过调整晶体 管的静态工作点来改变输出电压,而开关电源则是通过高频开关转换技术来调整输出电压。相比之下 ,开关电源具有更高的效率和体积优势,因此在现代电子设备中得到了广泛应用。
现代电力电子及电源技术的发展
现代电力电子及电源技术的发展随着电子技术的飞速发展,电力电子和电源技术已成为现代工业制造的核心技术之一。
它们的发展不仅推动了现代工业的发展,也为人们的生活带来了更加便捷和高效的电力服务。
本文将着重介绍现代电力电子及电源技术的发展历程,以及当前行业的最新趋势和未来的发展方向。
电力电子技术的发展历程电力电子技术是指将电力和电子技术相结合,研究电力信号的能量转换、控制和调节技术,以实现各种电力设备的高效运行和能源利用。
它的发展可以追溯到20世纪60年代以前,主要应用于和电力相关的简单控制系统和转换电路。
随着半导体技术的进步,电力电子器件得到了大规模的发展,并逐渐渗透到各个领域,成为人们生活中最为关键的技术之一。
具体来看,电力电子技术的发展历程可以分为以下几个阶段。
第一阶段(20世纪60年代前期)该阶段主要是研究电力电子的基础理论和电路结构。
在此期间,人们发明了钳位式开关、交直流变换器和电容式稳压器等电路,这都进一步推动了电力电子技术的应用和发展。
第二阶段(20世纪60年代后期到80年代)在这个阶段,人们开始了解电力电子系统的控制问题。
随着数字控制技术的应用,电力电子系统的控制精度得到了进一步提高。
同时还出现了各种新型电力电子器件,如可控硅管、二极管、MOSFET、IGBT、MCT、MOSFET和GTO等。
这些器件不仅有着更高的工作频率、更高的稳定性、更低的漏电流和更高的体积密度,而且也可以更好地控制电力系统的运作。
第三阶段(90年代到现在)这个阶段主要是电力电子技术进一步应用于各行各业,如航空、汽车、机械制造和消费电子等。
在这个阶段,研究重点主要是电力电子系统的可靠性、稳定性和节能性等课题。
电源技术的发展趋势电源技术是指为电子设备提供稳定电源的技术。
随着物联网、云计算和消费电子的不断发展,电源技术也在不断发展。
当前,电源技术的发展主要表现在以下几个方面。
高效节能随着人们对节能环保的要求日益提高,高效节能也成为了电源技术的主题。
电源发展史
• 【4】绿色化:电源系统的绿色化有两层含 义:首先是显著节电, 这意味着发电容量的节 约,而发电是造成环境污染的重要原因,所以 节电就可以减少对环境的污染;其次这些电 源不能(或少)对电网产生污染,向电网注入严 重的高次谐波电流,使总功率因数下降,使电 网电压耦合许多毛刺尖峰,甚至出现缺角和 畸变。20世纪末,各种有源滤波器和有源补 偿器的方案诞生,有了多种修正功率因数的 方法。这些为2l世纪批量生产各种绿色开关 电源产品奠定了基础。
【5】质优可靠 【6】用途 广泛 广泛应用于航空航天、机车舰船、军工兵 器、发电配电、邮电通信、冶金矿山、自 动控制、家用电器、仪器仪表和科研实验 等社会生产和生活的各个领域,尤其是在 高可靠和高技术领域发挥着不可替代的重 要作用。
• 作用: 【1】输出电压的调节 【2】输入保护电路 【3】遥控开/关电路
重点:模块电源
• 优点: • 【1】设计简单。只需一个电源模块,配上 少量分立元件,即可获得电源 • 【2】变更灵活。产品设计如需更改,只需 转换或并联另一合适电源模块即可。 • 【3】技术要求低。 • 【4】 模块电源外壳有集热沉、散热器和外 壳三位一体的结构形式,实现了模块电源 的传导冷却方式,使电源的温度值趋近于 最小值
【3】直流-直流(DC/DC)变换器
• DC/DC变换器将一个固定的直流电压变换为可变 的直流电压。用直流斩波器代替变阻器可节约电 能(20~30)%。直流斩波器不仅能起调压的作用 (开关电源), 同时还能起到有效地抑制电网侧谐波 电流噪声的作用。PC上的开关电源也被称作隔 离式DC-DC变换器。实际上它做的就是将输入整 流电路提供的高压直流转换成低压直流的工作, 这一点和典型的DC-DC变换器非常相似,不同之 处在于中间要加入变压器隔离初级和次级,另外 就是PC电源有多组电压输出。
电源技术总结
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篇一:现代电源技术发展综述网络教育学院《可编程控制器》大作业题目:现代电源技术发展综述题目一:现代电源技术发展综述总则:论述现代电源技术的发展现状及应用,并结合电力电子技术的发展,分析现代电源技术的发展趋势。
撰写要求:(1)介绍现代电源技术的发展概况。
(2)介绍现代电力电子技术的发展概况。
(3)选择一种电源,介绍其发展及应用。
(4)总结(需要说明的问题)。
(5)为区分实验报告是否独立完成,请写些自己对该课程的想法或者学习心得。
现代电源技术是应用电力电子半导体器件,综合自动控制、计算机(微处理器)技术和电磁技术的多学科边缘交又技术。
在各种高质量、高效、高可靠性的电源中起关键作用,是现代电力电子技术的具体应用。
当前,电力电子作为节能、节才、自动化、智能化、机电一体化的基础,正朝着应用技术高频化、硬件结构模块化、产品性能绿色化的方向发展。
在不远的将来,电力电子技术将使电源技术更加成熟、经济、实用,实现高效率和高品质用电相结合。
1、现代电源技术发展1、1现代电源技术概况现代电源技术是应用电力电子半导体器件,综合自动控制、计算机技术和电磁技术的多学科边缘交又技术,是现代电力电子技术的具体应用,它的应用范围广泛,特别是它综合了多种学科的先进的知识,能为高新技术的发展提供有力的支撑。
电源的种类按照不同的分类标准来看,范文TOP100主要有以下几种:按输入-输出分为AC-AC、AC-C、DC-C、DC-C;按工作状态分为线性电源、开关电源、二极管稳压电源;按同负载连接稳压方式分为串联型稳压电源、并联型稳压电源。
在各种电源中开关电源以其体积小、效率高、环路PWM控制、输出短路和过载保护等特性已占领了电源市场,在电力电子技术的应用及各种电源系统中,开关电源技术均处于核心地位。
电源管理的发展历程
电源管理的发展历程
电源管理作为一种电子设备控制技术,其发展历程非常漫长。
最早期的电源管理是通过手动开关来控制设备的开关状态。
这种方法虽然简单可靠,但是无法满足电子设备对能量高效利用和自动化控制的需求。
随着电子技术的不断发展,电源管理技术也不断的进步和完善。
20世纪70年代,出现了一些基于逻辑电路的电源管理系统,它们可以自动控制设备的开关状态,实现节能和自动化的功能。
随着微处理器的出现,电源管理技术得到了更大的发展。
微处理器可以通过软件控制电源管理系统,实现更加精细的控制和管理。
在21世纪初,随着移动设备的普及,电源管理技术逐渐进入智能化时代。
现代电源管理系统不仅可以实现定时开关、自动睡眠等基本功能,还可以通过智能算法,对设备的负载情况和电源状态进行实时监测和控制,提高能量利用效率和设备的寿命。
未来,随着人工智能、物联网等技术的不断发展,电源管理技术将会进一步智能化。
电子设备将会更加节能、智能、环保,为人们带来更加便捷高效的生活体验。
- 1 -。
简要描述电源发展历程
简要描述电源发展历程电源是指为电子设备提供稳定电流和电压的装置。
电源的发展历程可以追溯到19世纪末的发电机,经过了长时间的演变和改进,如今的电源已经成为现代科技进步的关键组成部分之一。
19世纪末,随着发电技术的发展,人们开始能够将机械能转化为电能。
最早的发电机是以蒸汽机为动力源,通过旋转磁场感应线圈产生电流。
这种发电机虽然效率低,体积大,但是成为了当时唯一可行的电源解决方案。
20世纪初,随着内燃机的发明和电力系统的建立,发电机逐渐被广泛使用起来。
然而,早期的发电机缺乏稳定性和可靠性。
电流和电压的波动严重,无法满足精密的电子设备对电源的要求。
为了解决这个问题,人们开始研究改进发电机的稳定性和控制性能。
在20世纪上半叶,电源的发展取得了一定的进展。
首先,引入了稳压器来控制电压的稳定性。
稳压器的工作原理是通过调整电流或电压来保持输出电压的稳定,确保电源供应的稳定性。
20世纪中期,半导体技术的突破为电源的发展带来了革命性的改变。
半导体器件的出现使得电源可以更小型化、更高效率,并且有更好的稳定性和可靠性。
最著名的是直流电源(DC)和交流电源(AC)。
直流电源以其输出电流稳定、轻便易携带等特点,在无线电通信、计算机和其它电子设备中得到了广泛应用。
交流电源则以其输出电压高、输入功率大等特点,成为工业领域必不可少的电源。
到了21世纪,随着科技的不断进步,人们对电源的要求也越来越高。
绿色能源和可再生能源成为电源领域的关键词。
太阳能、风能和地热能等可再生能源被广泛应用于电源系统中,以降低碳排放和保护环境。
同时,功率半导体器件的研发和应用也进一步提升了电源的效率和可靠性。
总的来说,电源的发展历程是一个从发电机到稳压器,再到半导体器件的不断演进和改进的过程。
从最初的大而笨重、效率低下到如今的小型化、高效率高稳定性,电源的不断发展是科技进步和工业革命的重要组成部分。
未来,随着新能源技术的发展和电子设备的需求不断增加,电源将继续朝着更高效、更可靠的方向发展。
现代电源技术发展综述
网络教育学院《可编程控制器》大作业题目:现代电源技术发展综述题目一:现代电源技术发展综述总则:论述现代电源技术的发展现状及应用,并结合电力电子技术的发展,分析现代电源技术的发展趋势。
撰写要求:(1)介绍现代电源技术的发展概况。
(2)介绍现代电力电子技术的发展概况。
(3)选择一种电源,介绍其发展及应用。
(4)总结(需要说明的问题)。
(5)为区分实验报告是否独立完成,请写些自己对该课程的想法或者学习心得。
现代电源技术是应用电力电子半导体器件,综合自动控制、计算机(微处理器)技术和电磁技术的多学科边缘交又技术。
在各种高质量、高效、高可靠性的电源中起关键作用,是现代电力电子技术的具体应用。
当前,电力电子作为节能、节才、自动化、智能化、机电一体化的基础,正朝着应用技术高频化、硬件结构模块化、产品性能绿色化的方向发展。
在不远的将来,电力电子技术将使电源技术更加成熟、经济、实用,实现高效率和高品质用电相结合。
1、现代电源技术发展1、1现代电源技术概况现代电源技术是应用电力电子半导体器件,综合自动控制、计算机技术和电磁技术的多学科边缘交又技术,是现代电力电子技术的具体应用,它的应用范围广泛,特别是它综合了多种学科的先进的知识,能为高新技术的发展提供有力的支撑。
电源的种类按照不同的分类标准来看,主要有以下几种:按输入-输出分为AC-AC、AC-C、DC-C、DC-C;按工作状态分为线性电源、开关电源、二极管稳压电源;按同负载连接稳压方式分为串联型稳压电源、并联型稳压电源。
在各种电源中开关电源以其体积小、效率高、环路PWM控制、输出短路和过载保护等特性已占领了电源市场,在电力电子技术的应用及各种电源系统中,开关电源技术均处于核心地位。
电源设备用以实现电能变换和功率传递,是一种技术含量高、知识面宽、更新换代快的产品。
1、2电源技术的发展趋势随着电力电子技术的不断发展,电力电子器件的不断更新升级,现代电源技术势必会得到不断的发展,其发展的主要趋势是:首先,技术的模块化、智能化。
电源管理技术的发展
电源管理技术的发展随着科技进步的不断推动和人类的不断需求,电子设备已经成为现代化社会中不可或缺的一部分,同样,电源也成为电子设备中最基本的元件之一。
在电子设备的发展过程中,电源的重要性也愈发凸显。
而电源管理技术的发展则是为了更好地管控电源的使用和消耗,从而提高设备的使用寿命和节省能源。
本文将从电源管理技术的发展历程,主要技术应用和未来趋势等方面来探讨。
一、电源管理技术的发展历程在早期的电子设备中,传统的线性电源管理技术是主流的。
该技术简单可靠,但其效率较低,发热较大,输出电压稳定性和抗干扰能力一般。
年代走到80年代,电源管理技术又经过了一次飞跃,推出了开关型电源管理技术,其与传统线性电源管理技术相比,其效率高、稳定性好、抗干扰能力强,而且能够针对现代微处理器、高速通讯和无线电技术的需求,重要的是可以降低制造成本。
随着科技和市场的发展,电源管理技术的新型结构和应用方法被不断探索和推广。
近年来,新能源电池技术,如锂离子电池技术、太阳能光伏技术、燃料电池技术等的出现和发展,给电源管理技术带来了新的挑战和机遇。
这些新型电池都有自己的特点和优势,在一些领域中持续得到应用,同时也促使电源管理技术的创新与开发。
二、电源管理技术的主要应用电源管理技术的主要应用范围非常广泛,从消费电子、电信、医疗、军工等行业,到智能家居、智能交通等领域,其影响无所不在。
下面就来简单介绍几个具体应用领域:1. 智能家居:智能家居是一个新兴的领域,其中最基本的是日常群体用电安全、管理和控制。
基于电源管理技术,智能家居可以更好地实现能源节约、使用安全、数量和质量管理。
2 .消费电子:在消费电子领域,电源管理技术具有高效、轻巧、便携、安全和易于操纵的优点。
电源管理器可以提高个人电子设备的使用寿命。
3. 智能交通:电源管理技术可与智能交通领域相结合,从而提高汽车的电池寿命。
同时,由于管理器可以消除人工操纵文本电子设备的需要,因此可以减少驾驶员转移注意力到调节电力设置上的行为,从而提高行车的安全性。
电源技术的发展综述
电源技术的发展综述电气111 黄后福 2011003070281 电力电子技术的发展现代电力电子技术的发展方向,是从传统电力电子学,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末六十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,七十年代到八十年代,随着变频调速装置的普及,大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管和门极可关断晶闸管构成为当时逆变器时代中电力电子器件的主角。
并促进了电力电子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、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,使现代电子技术不断向高频化发展,为用电设备的高效节材节能,实现小型轻量化,机电一体化和智能化提供了重要的技术基础。
【1】2 电力电子的应用现代电源技术是应用电力电子半导体器件,综合自动控制、计算机( 徽处理器)技术和电磁技术的多学科边缘交叉技术。
在各种高质t、高效、高可寒性的电源中起关健作用,是现代电力电子的具体应用。
当前,电力电子作为节能、节材、自动化、智能化、机电一体化的墓础,正朝粉应用技术高颇化、硬件结构模块化、产品性能绿色化的方向发展。
在不远的将来,电力电子技术将使电源技术更加成熟、经济、实用,实现用电的高效率和高品质。
【2】3 电力电子技术在各行各业中的应用电力电子技术是目前发展最快的技术之一, 在各行各业的诸多领域中得到了广泛的应用, 取得了明显的经济效益和社会效益。
80 年代, 计算机全面采用了开关电源,率先完成计算机电源换代。
接着开关电源技术相继进入了电子、电器设备领域。
高频小型化的开关电源及其技术已成为现代通信供电系统的主流。
高频开关电源( 也称为开关型整流器 SMR)通过MOSFET或IGBT的高频工作,开关频率一般控制在50~100kHz范围内,实现高效率和小型化。
DC/DC变换器将一个固定的直流电压变换为可变的直流电压,这种技术被广泛应用于无轨电车、地铁列车、电动车的无级变速和控制。
现代电力电子技术的发展(精)
现代电力电子技术的发展浙江大学电气工程学院电气工程及其自动化992班马玥(浙江杭州310027 E-mail: yeair@学号:3991001053摘要:本文简要回顾电力电子技术的发展,阐述了现代电力电子技术发展的趋势,论述了走向信息时代的电力电子技术和器件的创新、应用,将对我国工业尤其是信息产业领域形成巨大的生产力,从而推动国民经济高速、高效可持续发展。
关键词:现代电力电子技术;应用;发展趋势The Development of Modern Power Electronics TechniqueMa YueElectrical Engineering College. Zhejiang University.Hangzhou 310027, ChinaE-mail: yeair@Abstract: This paper reviews the development of power electronics technique, as well as its current situation and anticipated trend of development. Keywords: modern power electronics technique, application, development trend.1、概述自本世纪五十年代未第一只晶闸管问世以来,电力电子技术开始登上现代电气传动技术舞台,以此为基础开发的可控硅整流装臵,是电气传动领域的一次革命,使电能的变换和控制从旋转变流机组和静止离子变流器进入由电力电子器件构成的变流器时代,这标志着电力电子的诞生。
那么究竟什么是现代电力电子技术呢?[1]麻省理工学院的KASSAKIAN教授的观点是:“目前电子技术的典型应用是信息处理,这些应用都需要电源提供电能;而电力电子技术主要关心的是能量处理,它把电能从一种形式高效地转换成另外一种形式”,这里强调的是电能的转换和利用效率。
现代电源管理技术的发展
现代电源管理技术的发展关键字:电源管理、恒安PowerBox一、前言:电源管理技术,也称作电源控制技术,它属于电力电子技术的范畴,是集电力变换、现代电子、网络组建、自动控制等多学科于一体的边缘交叉技术,现今已被广泛应用到工业、能源、交通、信息、航空、国防、教育、文化等领域。
全球的节能需求、数字技术的不断进步、分布式电源结构的日益增加和电子设备必须遵守的强制性能效规范需要,连同便携装置小型化多功能趋势是电源管理技术发展的推动力。
二、电源管理技术种类的简介:1.模拟控制开关电源开关电源小型、轻量和高效率,被广泛应用于以电子计算机为主导的各种终端设备、通信设备等几乎所有的电子设备,但它的模拟控制技术发展了很多年,各方面都比较成熟,但其无法克服固有的缺点:控制电路复杂,元器件比较多,不利于小型化的发展;控制电路一旦成型,很难修改,调试不方便;控制不灵活,复杂的控制方法也难以用模拟方法实现。
2.数字控制开关电源数字控制的开关电源不可避免地存在以下问题:AD转换器的速度和精度成反比。
它有以下两种实现方式:第一种是单片机通过外接A/D转换芯片进行采样,采样后对得到的数据进行运算和调节,再把结果通过D/A转换后传到PWM芯片中,实现单片机对开关电源的开关电源间接控制。
第二种是通过高性能数字芯片如DSP对电源实现直接控制,数字芯片完成信号采样AD 转换和PWM输出等工作,由于输出的数字PWM信号功率不足以驱动开关管,需通过一个驱动芯片进行开关管的驱动。
3.电源控制处理器随着数字芯片和电源技术的发展,现在出现了为电源控制而开发出来的电源控制处理器,它的控制处理器主要由高速AD转换器、数字PID补偿器和数字PWM输出三部分组成。
反馈环路的控制由它来完成,中央处理器作为管理模块应用在电源上。
4.KMV电源控制(Power Control)在北美和欧洲市场,相对普及的Remote Reset服务也被称为Power Control,它们常被应用在服务器异常、死机、或远程管理操作失误导致无法连接服务器的场合。
电池技术发展精编
电池技术发展精编电池技术是当今科技领域中的重要研究方向之一,随着移动电子产品的普及以及可再生能源的发展,对电池的需求也越来越高。
下面将展示电池技术的发展历程以及最新的研究成果。
早期的电池技术主要是基于化学反应来产生电能的,最早的电池可追溯到18世纪末由意大利科学家伏打发明的伏打堆。
伏打堆是一种使用金属和电解质之间的化学反应来产生电力的装置。
伏打堆的发明开创了电池技术的先河,为后来的电池技术的发展奠定了基础。
随着科技的进步,电池技术也在不断发展。
在20世纪初,镍镉电池和铅酸电池成为主流。
镍镉电池具有较高的能量密度和较长的寿命,广泛应用于便携式电子设备和电动工具。
而铅酸电池则被广泛应用于汽车和UPS等高功率应用。
然而,镍镉电池和铅酸电池存在一些问题,如环境污染、低能量密度和较短的循环寿命等。
这促使人们继续寻求更好的电池技术。
在20世纪80年代,锂离子电池问世,引起了巨大的反响。
锂离子电池具有较高的能量密度、较长的循环寿命和较低的自放电率,成为移动电子设备的首选电源,如手机、笔记本电脑和无人机等。
然而,锂离子电池也存在一些问题,如安全性、循环寿命和充电时间等。
为了解决这些问题,研究人员开始寻找新的电池技术。
近年来,石墨烯电池、固态电池和锂空气电池等新型电池技术受到了广泛关注。
石墨烯电池是一种使用石墨烯材料作为电极的电池,具有高导电性和高化学稳定性,能够提供更高的能量密度和更长的循环寿命。
固态电池是一种使用固态电解质而不是液体电解质的电池,具有更高的安全性和更快的充电速度。
锂空气电池是一种利用空气中的氧气与锂反应产生电能的电池,具有极高的能量密度,被认为是下一代高能量密度电池的候选技术。
此外,基于钙钛矿材料的钠离子电池和铝离子电池等新型电池技术也在不断研究中。
这些新型电池技术都希望能够提供更高的能量密度、更长的循环寿命和更低的成本,以满足未来可再生能源和电动汽车等领域对电池的需求。
综上所述,电池技术从伏打堆到锂离子电池再到新型电池技术的发展,经历了几个世纪的演变。
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现代电源技术发展历程概述[精编版]现代电源技术发展历程2007-08-23现代电源技术是应用电力电子半导体器件,综合自动控制、计算机(微处理器)技术和电磁技术的多学科边缘交又技术。
在各种高质量、高效、高可靠性的电源中起关键作用,是现代电力电子技术的具体应用。
当前,电力电子作为节能、节才、自动化、智能化、机电一体化的基础,正朝着应用技术高频化、硬件结构模块化、产品性能绿色化的方向发展。
在不远的将来,电力电子技术将使电源技术更加成熟、经济、实用,实现高效率和高品质用电相结合。
1. 电力电子技术的发展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末六十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,并促进了电力电子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、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。
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%的电能是以直流形式消费的,其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)三大领域。
大功率硅整流器能够高效率地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很大发展。
当时国内曾经掀起了-股各地大办硅整流器厂的热潮,目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。
1.2 逆变器时代七十年代出现了世界范围的能源危机,交流电机变频惆速因节能效果显著而迅速发展。
变频调速的关键技术是将直流电逆变为0~100Hz的交流电。
在七十年代到八十年代,随着变频调速装置的普及,大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和门极可关断晶闸管(GT0)成为当时电力电子器件的主角。
类似的应用还包括高压直流输出,静止式无功功率动态补偿等。
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,仅局限在中低频范围内。
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,为现代电力电子技术的发展奠定了基础。
将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合,出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的问世,导致了中小功率电源向高频化发展,而后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的出现,又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。
MOSFET和IGBT的相继问世,是传统的电力电子向现代电力电子转化的标志。
据统计,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半导体器件市场上已达到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在电力电子领域巳成定论。
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材节能,实现小型轻量化,机电一体化和智能化提供了重要的技术基础。
2. 现代电力电子的应用领域2.1 计算机高效率绿色电源高速发展的计算机技术带领人类进入了信息社会,同时也促进了电源技术的迅速发展。
八十年代,计算机全面采用了开关电源,率先完成计算机电源换代。
接着开关电源技术相继进人了电子、电器设备领域。
计算机技术的发展,提出绿色电脑和绿色电源。
绿色电脑泛指对环境无害的个人电脑和相关产品,绿色电源系指与绿色电脑相关的高效省电电源,根据美国环境保护署l992年6月17日“能源之星"计划规定,桌上型个人电脑或相关的外围设备,在睡眠状态下的耗电量若小于30瓦,就符合绿色电脑的要求,提高电源效率是降低电源消耗的根本途径。
就目前效率为75%的200瓦开关电源而言,电源自身要消耗50瓦的能源。
2.2 通信用高频开关电源通信业的迅速发展极大的推动了通信电源的发展。
高频小型化的开关电源及其技术已成为现代通信供电系统的主流。
在通信领域中,通常将整流器称为一次电源,而将直流-直流(DC/DC)变换器称为二次电源。
一次电源的作用是将单相或三相交流电网变换成标称值为48V的直流电源。
目前在程控交换机用的一次电源中,传统的相控式稳压电源己被高频开关电源取代,高频开关电源(也称为开关型整流器SMR)通过MOSFET或IGBT的高频工作,开关频率一般控制在50-100kHz范围内,实现高效率和小型化。
近几年,开关整流器的功率容量不断扩大,单机容量己从48V/12.5A、48V/20A扩大到 48V/200A、48V/400A。
因通信设备中所用集成电路的种类繁多,其电源电压也各不相同,在通信供电系统中采用高功率密度的高频DC-DC隔离电源模块,从中间母线电压(一般为48V直流)变换成所需的各种直流电压,这样可大大减小损耗、方便维护,且安装、增加非常方便。
一般都可直接装在标准控制板上,对二次电源的要求是高功率密度。
因通信容量的不断增加,通信电源容量也将不断增加。
2.3 直流-直流(DC/DC)变换器DC/DC变换器将一个固定的直流电压变换为可变的直流电压,这种技术被广泛应用于无轨电车、地铁列车、电动车的无级变速和控制,同时使上述控制获得加速平稳、快速响应的性能,并同时收到节约电能的效果。
用直流斩波器代替变阻器可节约电能(20~30)%。
直流斩波器不仅能起调压的作用(开关电源),同时还能起到有效地抑制电网侧谐波电流噪声的作用。
通信电源的二次电源DC/DC变换器已商品化,模块采用高频PWM技术,开关频率在500kHz左右,功率密度为5W~20W/in3。
随着大规模集成电路的发展,要求电源模块实现小型化,因此就要不断提高开关频率和采用新的电路拓扑结构,目前已有一些公司研制生产了采用零电流开关和零电压开关技术的二次电源模块,功率密度有较大幅度的提高。
2.4 不间断电源(UPS)不间断电源(UPS)是计算机、通信系统以及要求提供不能中断场合所必须的一种高可靠、高性能的电源。
交流市电输入经整流器变成直流,一部分能量给蓄电池组充电,另一部分能量经逆变器变成交流,经转换开关送到负载。
为了在逆变器故障时仍能向负载提供能量,另一路备用电源通过电源转换开关来实现。
现代UPS普遍了采用脉宽调制技术和功率M0SFET、IGBT等现代电力电子器件,电源的噪声得以降低,而效率和可靠性得以提高。
微处理器软硬件技术的引入,可以实现对UPS的智能化管理,进行远程维护和远程诊断。
目前在线式UPS的最大容量已可作到600kVA。
超小型UPS发展也很迅速,已经有0.5kVA、lVA、2kVA、3kVA 等多种规格的产品。
2.5 变频器电源变频器电源主要用于交流电机的变频调速,其在电气传动系统中占据的地位日趋重要,已获得巨大的节能效果。
变频器电源主电路均采用交流-直流-交流方案。
工频电源通过整流器变成固定的直流电压,然后由大功率晶体管或IGBT组成的PWM高频变换器,将直流电压逆变成电压、频率可变的交流输出,电源输出波形近似于正弦波,用于驱动交流异步电动机实现无级调速。
国际上400kVA以下的变频器电源系列产品已经问世。
八十年代初期,日本东芝公司最先将交流变频调速技术应用于空调器中。
至1997年,其占有率已达到日本家用空调的70%以上。
变频空调具有舒适、节能等优点。
国内于90年代初期开始研究变频空调,96年引进生产线生产变频空调器,逐渐形成变频空调开发生产热点。
预计到2000年左右将形成高潮。
变频空调除了变频电源外,还要求有适合于变频调速的压缩机电机。
优化控制策略,精选功能组件,是空调变频电源研制的进一步发展方向。
2.6 高频逆变式整流焊机电源高频逆变式整流焊机电源是一种高性能、高效、省材的新型焊机电源,代表了当今焊机电源的发展方向。
由于IGBT大容量模块的商用化,这种电源更有着广阔的应用前景。
逆变焊机电源大都采用交流-直流-交流-直流(AC-DC-AC-DC)变换的方法。
50Hz交流电经全桥整流变成直流,IGBT组成的PWM高频变换部分将直流电逆变成20kHz的高频矩形波,经高频变压器耦合,整流滤波后成为稳定的直流,供电弧使用。
由于焊机电源的工作条件恶劣,频繁的处于短路、燃弧、开路交替变化之中,因此高频逆变式整流焊机电源的工作可靠性问题成为最关键的问题,也是用户最关心的问题。
采用微处理器做为脉冲宽度调制(PWM)的相关控制器,通过对多参数、多信息的提取与分析,达到预知系统各种工作状态的目的,进而提前对系统做出调整和处理,解决了目前大功率IGBT逆变电源可靠性。
国外逆变焊机已可做到额定焊接电流300A,负载持续率60%,全载电压60~75V,电流调节范围5~300A,重量29kg。
2.7 大功率开关型高压直流电源大功率开关型高压直流电源广泛应用于静电除尘、水质改良、医用X光机和CT机等大型设备。
电压高达50~l59kV,电流达到0.5A以上,功率可达100kW。
自从70年代开始,日本的一些公司开始采用逆变技术,将市电整流后逆变为3kHz左右的中频,然后升压。
进入80年代,高频开关电源技术迅速发展。
德国西门子公司采用功率晶体管做主开关元件,将电源的开关频率提高到20kHz以上。
并将干式变压器技术成功的应用于高频高压电源,取消了高压变压器油箱,使变压器系统的体积进一步减小。
国内对静电除尘高压直流电源进行了研制,市电经整流变为直流,采用全桥零电流开关串联谐振逆变电路将直流电压逆变为高频电压,然后由高频变压器升压,最后整流为直流高压。
在电阻负载条件下,输出直流电压达到55kV,电流达到15mA,工作频率为25.6kHz。
2.8 电力有源滤波器传统的交流-直流(AC-DC)变换器在投运时,将向电网注入大量的谐波电流,引起谐波损耗和干扰,同时还出现装置网侧功率因数恶化的现象,即所谓“电力公害”,例如,不可控整流加电容滤波时,网侧三次谐波含量可达(70~80)%,网侧功率因数仅有0.5~0.6。
电力有源滤波器是一种能够动态抑制谐波的新型电力电子装置,能克服传统LC滤波器的不足,是一种很有发展前途的谐波抑制手段。
滤波器由桥式开关功率变换器和具体控制电路构成。
与传统开关电源的区别是:(l)不仅反馈输出电压,还反馈输入平均电流; (2)电流环基准信号为电压环误差信号与全波整流电压取样信号之乘积。
2.9 分布式开关电源供电系统分布式电源供电系统采用小功率模块和大规模控制集成电路作基本部件,利用最新理论和技术成果,组成积木式、智能化的大功率供电电源,从而使强电与弱电紧密结合,降低大功率元器件、大功率装置(集中式)的研制压力,提高生产效率。