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电源治理的技术趋势

信息来源:本站 日期:2017-05-02 

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跟着科学技术的发展,电源技术又与现代控制理论、材料科学、电机工程、微电子技术等很多领域紧密亲密相关。开关电源作用在电源技术中据有重要地位,从20kHz发展到高不乱度、大容量、小体积、开关频率达兆赫兹的高频开关电源,为高频变换提供了物质基础,促进了电源技术的发展。要进一步降低现有待性能耗,则需要有新的IC制造工艺技术及在低功耗电路设计方面的突破。

电源治理分立式半导体器件则包括一些传统的功率半导体器件,可将它分为两大类,一类包含整流器和晶闸管;另一类是三极管型,包含功率双极性晶体管,含有MOS管结构的功率场效应晶体管MOSFET和绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等。

1、电源治理应用

电源治理集成电路包括良多种种别,大致又分成电压调整和接口电路两方面。电源技术及其工业的进―步发展必将为大幅度节约电能、降低材料消耗以及进步出产效率提供重要的手段,并为现代出产和现代糊口带来深远的影响。因技术提高,集成电路芯片内数字电路的物理尺寸越来越小,因而工作电源向低电压发展,一系列新型电压调整器应运而生。其中消费类电子产品是电源治理芯片的最大应用领域。并正在研究开发砷化镓(GaAs)、半导体

金刚石、碳化硅(SiC)半导体材料。电压凋整器包含线性低压降稳压器(即LOD),以及正、负输出系列电路,此外不有脉宽调制(PWM)型的开关型电路等。

2、电源设备的尺度规范

电源设备要进入市场,今天的市场已是超越局域融费全球的一体化市场,必需遵从能源、环境、电磁兼容、商业协定等共同准则,电源设备要接受安全、

EMC、环境、质量体系等多种尺度规范的论证。

进步效能涉及两个不同方面的内容:一方面想要保持能量转换的综合效率,同时还但愿减小设备的尺寸;另一方面是保护尺寸不变,大幅度进步效能。例如带多输出和电源通路控制的锂离子充电电池,多输出

DC/DC转换器和具有动态可调输出电压的开关稳压器等。电源技术能够实现对这些参数的精确控制和高效率的处理,特别是能够实现大功率电能的频率变换,从而为多项高新技术的发展提供了有力的支持。

越来越多的系统会需要多输出稳压器。电源治理用接口电路主要有接口驱动器、功率场效应晶体管(MOSFET)驱动器以及高电压/大电流的显示驱动器等等。

3、新器件、新材料的支撑

晶闸管(SCR)、可关断晶闸管(GTO)、大功率晶体管(GTR)、绝缘栅双极型晶体管

(IGBT)、功率场效应晶体管(MOSFET)、智能ICBT(IPM)、MOS栅控晶闸管(MCT)、静电感应晶体管(SIT)、超快恢复二极管、无感电容器、无感电阻器、新型铁氧体、非晶和微晶软磁合金、纳米晶软磁合金等元器件,装备厂现代电源技术、促进电源产品进级换代。目前电源技术已逐步发展成为一门多学科互相渗透渗出的综合性技术学科。电源集成电路的发展,把电源技术推向了电源治理的新时代。电路集成的进一步发展是做系统集成,将信息传输、控制与功率半导体器件全部集成在一起,增加了可靠性。它对现代通信、电子仪器、计算化、产业自动化、电力工程、国防及某些高新技术提供高质量、高效率、高可靠性的电源起着枢纽的作用。

4、电源治理IC应用领域

电源治理IC应用在便携式产品(手机、数码相机、笔记本电脑、MP3播放器、移动硬盘等)、数字消费类电子产品(高清楚度电视机、LCD电视机和面板、DVD播放机)、计算机、通讯网络设备、产业设备和汽车电子。高频化带来的最直接的好处是降低原材料消耗,电源装置小型化,进步功率密度,加快系统的功态响应,进一步进步电源装置的效率,有效按捺环境噪声污染,并使电源进入更广泛的领域,特别是高新技术领域,进一步扩展了它的应用范围。

在交流/直流(AC/DC)变换中,低的通态电阻,符合计算机和电信应用中更加高效适配器和电源的需要。

6、高频变换是电源技术发展的主流

电源技术的精华是电能变换。也恰是由于这么多的集成电路IC进入电源领域,人们才更多地以电源治理来称呼现阶段的电源技术。电源技术是一种应用功率半导体器件,综合电力变换技术、现代电子技术、自动控制技术的多学科的边沿交叉技术。控制手段用微处理器和单片机组成的软件控制方式,达到了较高的智能化程度,并且进一步进步电源装置的可靠性。

7、电源电路的模块化、集成化

单片电源和模块电源取代整机电源,功率集成技术简化了电源的结构,已经在通信、电力获得广泛应用,并且派生出新的供电体系体例――分布式供电,使集中供电单一体系体例走向多元化。数字信号处理器DSP的采用,实现控制全数字化。各种电源治理IC基本上和一些相关的应用相联系,所以针对不同应用,还可以列出更多类型的器件。

8、新理论、新技术的指导

单管降压、升压电路、谐振变换、移相谐振、软开关PWM、零过渡PWM等电路拓扑理论;计算机辅助设计(CAD)、功率因数校正、有源箍位、并联均流、同步整流、高频磁放大器、高速编程、

遥感遥控、微机监控等新技术,指导厂电源技术的发展。利用电能变换技术,将市电或电池等一次电源变换成适合各种用电对象的二次电源。

9、电源治理的技术趋势

电源治理的技术趋势是高效能、低功耗、智能化。

电源治理IC的智能化,包括从电源控制到电量监测与电池治理。

10、控制的智能化

控制电路、驱动电路、保护电路采用集成组件。在电源电路设计方面,一般待性能耗已经降到1W以下,并可将电源效率进步至90%以上。在某种程度上来说,恰是由于电源治理IC的大量发展,功率半导体才改称为电源治理半导体。

11、结论   当代很多高新技术均与电网的电压、电流、频率、相位和波形等基本参数的变换与控制相关。


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