大功率直(zhí)流電源技術(shù)的發展趨勢
點擊次數： 更新時間：2021-05-10
電力電子技(jì)術的發展帶動了電源技(jì)術的發展，而
大功率直流電源
技術的發展有效地促(cù)進了電源産業的發展。迄今爲止電(diàn)源已成爲非常(cháng)重要的基(jī)礎科技和(hé)産業，并廣泛應用于各行業，其發展趨勢爲高頻、高效、高密度化、低壓、大電流化和多元化。同時，封裝結(jié)構、外(wài)形尺(chǐ)寸日趨國際标準化，以适應全(quán)球一體化市場的要(yào)求。
引言
電力電(diàn)子技術已發展成爲一門(mén)完整的、自成體系的高(gāo)科技技(jì)術，電源技術屬于電力電子技術(shù)的範疇。
大功率直(zhí)流電源
技術主要是爲信息産業服務(wù)的，信息技術的發展又對電源技(jì)術提出(chū)了更高的要求，從(cóng)而促(cù)進了電源技術的發(fā)展，兩(liǎng)者相輔相成才有了現今蓬勃發展的信息産業和電源産業。從日常生活到最尖端的科學都離不開電源技術(shù)的參與和支持，而電源(yuán)技術和産業對提高一(yī)個國家勞動生産(chǎn)率的水平，即提高一個(gè)國家單位能耗的産(chǎn)出水平(píng)，具(jù)有舉足輕重的作用(yòng)。在這方面我國(guó)與世界先進國(guó)家的差距很大，作爲一個電源工作者，不僅應該完成當(dāng)前的(de)本職工作，還必須通過各種信息渠道及時掌握電源技術最新發展方向與相關的元器件、原材料的最新發展動态，國内(nèi)外先進(jìn)的薄膜工藝、厚膜工藝、集成化工藝等。隻有這樣才能(néng)設計出(chū)世界一流的電源産品(pǐn)。爲此，就當(dāng)前(qián)電源産業及技術的發展趨勢談一些(xiē)個人的看法，供(gòng)同行參考、讨論。
1、急速向多元化技術發展
電源設備用以實現電能變換和(hé)功率傳遞，是(shì)一種技術含量(liàng)高、知(zhī)識面(miàn)寬、更新換代快的産品。現(xiàn)今已廣泛應用到工業、能源、交通、運(yùn)輸、信息、航空、航天、航運、國防、教育、文化等領域。在信(xìn)息時代(dài)，上述各(gè)行各業(yè)都在迅猛地發展，發展(zhǎn)的同時又對電源産業提出了更多更高的要求。如節能、節電、節材、縮體、減重、防止污染，改善(shàn)環境、可靠(kào)、安全等。這就(jiù)迫使電(diàn)源工作者在(zài)電源研發過程中不斷探索，并利用各種相關技術，做出合格電源産(chǎn)品，以滿足各行各業的需(xū)求。顯然，電源技術的發(fā)展将帶動相關技術的發展，而相關技術的發展(zhǎn)反過來又推動了電源産業的發展(zhǎn)。當前在(zài)電源産業，占主導地位(wèi)的産品有各種線性穩壓電源、通訊(xùn)用的(de)AC/DC開關電源、DC/DC開關電源、交流(liú)變頻調速電源、電解電鍍電源、高頻逆變式整流焊接電(diàn)源、中頻感(gǎn)應加熱電源、電力操作電源(yuán)、正(zhèng)弦(xián)波逆變電源、大功(gōng)率高(gāo)頻高壓直流穩壓電源、綠色照(zhào)明電源、化學電源(yuán)、UPS、可靠高效低污染(rǎn)的光伏逆變電源(yuán)、風光互補型電源等。而與電源相關的技術有高頻變換技術、功率轉換(huàn)技術、數字化控制(zhì)技術、全諧振高頻軟開關變換技術、同步整流技術、高度智能化技術、電磁兼容技(jì)術、功(gōng)率因數校正技術、保護技術、并聯(lián)均流控制技術、脈寬調制技術、變頻調(diào)速技術、智能監測技術、智(zhì)能化(huà)充電技術、微(wēi)機控制(zhì)技術、集成化技術、網絡技(jì)術、各種形式的驅動技術和先進的工藝技術。
2、
性能/價格比是赢得(dé)市場占(zhàn)有(yǒu)率的永恒主題
産品(pǐn)價(jià)格(gé)、性能指标、品(pǐn)牌效應及使用壽命一直是用戶最關心的問(wèn)題。縱觀國内外(wài)幾家知名電源廠(chǎng)商及世界頂級電源供應(yīng)商都面對同樣的壓力，即價(jià)格之争、性能(néng)拼比(bǐ)、産品的精益求精(jīng)以至藝術化競(jìng)争，特别是在信息時代，由于信息網絡(luò)給用戶帶來網上定貨采購的可能，這使産品價格變得日趨公開，迫使(shǐ)每個電源供應商苦思冥想尋求降低成本的一系(xì)列措施，盡量提(tí)高性價比，以赢得市場(chǎng)占有率。
（1） 電氣性能指(zhǐ)标
除特種電源外，一般線性和開關電源均(jun1)有數十項指标，但最常提及的指标有輸出電壓精度、電網調整率、負載調整率、溫度(dù)系數、輸出紋波及噪聲、輸(shū)入反射紋波電流、輸入共模噪聲電流、保護性能(néng)及效率等。上述指标必須用合格的測(cè)試(shì)設備與(yǔ)标準(zhǔn)的測試方法，經測試合格後交給用戶。需要指出的(de)是，各(gè)項性能指标以滿足用戶要求爲宜，不必過分追求高指标而無形地增(zēng)大電源的體積、重(zhòng)量和成本。
（2） 可靠性、安全性(xìng)與質量(liàng)
質量是企業的生命線，縱觀改革開放以來，我國企業的發展史，無不說明質量在(zài)企業的(de)興(xìng)衰中起着舉足輕重的作用，尤其在(zài)我國加入WTO後，電源設備必将進入國(guó)際市場，大家必須遵從國際貿易協(xié)定的(de)共同準則，必(bì)須加快融入全球一體化的步伐。企業必須接受安(ān)全、質量體系等種種(zhǒng)标準化規範的認證。當今的電源企業決不能把質量(liàng)狹義地理解爲企業的産品(pǐn)質量，而(ér)應廣義地理解爲企業的全面質量。因此，企業應按(àn)ISO9000标準進行質量認證，明确自己企業的質量目标和質量方針(zhēn)，對全員(yuán)進行質量教育，把産品質量貫穿于設計、生産和用戶(hù)服務的全過程，生産出技術先進、質(zhì)量保(bǎo)證的優質産品，供應(yīng)國内外市場。
（3） 關(guān)注EMC設計水平
電磁兼容是研究在有(yǒu)限空間、時間以及頻譜資源條件(jiàn)下(xià)，各種電氣、電子設備可以共存，并不(bú)引起性能降低的專門學科。它是伴随着無線電電子學(xué)中高頻、特高頻應用的發展而發展起來的。電磁兼容其實質含義是，一方面設備或系統産生的電磁騷擾，不應對周圍設(shè)備造成不能承受的幹擾，也不(bú)應對周圍環境(jìng)造成不(bú)能承受的污染；另(lìng)一(yī)方面設備或系統對來(lái)自周圍環境中(zhōng)的電磁幹擾應具有足夠的抗禦能力。要做到這些，相當困難，設計者必須(xū)通過學習和大量的實踐，深(shēn)刻認(rèn)識電磁兼容的真正含義和産生幹擾的途徑，采取 有效措施進行EMC設計。如：加電網濾(lǜ)波器，采取(qǔ)無源補償方案，以(yǐ)有效地(dì)抑(yì)制傳導幹(gàn)擾；加各種屏蔽措施，以抑制輻射幹擾；加RC吸收網絡于電路的(de)适當部位以吸收開關尖峰；利用(yòng)各種軟開關技術，保證開關器件在零電壓下導通，零電流下關斷，以減小過(guò)高的電流、電壓梯度所帶來的嚴重電磁幹擾；合理設計印制闆(pǎn)，合理的地線布局等都會減小(xiǎo)電磁幹擾。總之，電(diàn)磁兼(jiān)容技術發展很快，用戶(hù)對電磁兼容的(de)要求也(yě)會愈(yù)來愈高，值得電源(yuán)供應商倍加注意。
（4） 齊全的保護功能
目前，
大功率直流電源
中所使用的功率(lǜ)器件價格較貴，其控制電路也比較(jiào)複雜，另外，電源的負載中一般都含有大量的集成(chéng)化程度很高的器件(jiàn)，這些器件一般耐(nài)受電、熱、沖擊(jī)能力都較差，因此，電源的保護應兼顧本(běn)身和負載的安全(quán)。目前保護的種類(lèi)很多，如：極性保護(hù)、程序保護、過流保護、過壓保護、欠壓保護、過熱保護等。由于電源的種類很多，用途各異，所以，對保護的要求也(yě)各有側重，具體(tǐ)保護的設置應按具體要(yào)求而定。電源中加了保護電路後，勢必增加元器件，反過來又會影響系統的可靠(kào)性，爲此要求保護電路本(běn)身的(de)可靠性一(yī)定要高，以提高(gāo)整個系統的可(kě)靠性，進而提高電源本身的MTBF，這(zhè)就要求保護的邏輯嚴(yán)密，電路簡單，元器(qì)件最少，除此而外還(hái)要考慮所保護電路本身出現故(gù)障(zhàng)的維修度，确保電源的正常工作和高可靠性。2.2降低成本的主要途徑
降低成本的主要途徑如下：
采用先進的産品設計管理(lǐ)模式，盡力縮短産品研發周期；加強全(quán)員質(zhì)量意識，把(bǎ)産品質量(liàng)貫穿于(yú)設計和生産(chǎn)的全過程，力争産品(pǐn)一次合格率100％，确保(bǎo)合同履行率100％與顧客滿意度100％；電源産品的性能以滿足(zú)用戶爲宜，不須過分地追求高指标并合理地選擇元器件、原材料，盡可能地降低成本；重(zhòng)視人才資源管理，走以人爲本的(de)路子，不但要培養、尊重和愛護人才，還要合理地安排(pái)和使用，有效(xiào)地發揮其作用，絕不浪費(fèi)人才資源；以最大的信息量和(hé)信譽度加大市場占有率和資金回收率。
3、高頻、高效(xiào)、低壓大電流化、标準化是開關電源的發展趨勢(shì)
3.1 在(zài)封裝結(jié)構上正朝着薄型(xíng)和超薄型方向發展
以前(qián)标準模(mó)快的高度是12.7mm（0.5英寸），最近已下降到9.53mm（0.375英寸），一(yī)般客戶要求薄型(xíng)封裝尺寸爲7.5mm（0.295英寸），8.5mm（0.335英寸(cùn)），10mm（0.394英寸）。外形尺寸趨于國際标準化尺寸，多爲1/8、1/4、1/2、3/4和全磚式(shì)結構，輸出(chū)端子相互兼容的設計日趨明顯。模塊内部控制電路傾向于采用數字控制方式，非隔離式(shì)DC/DC變換器比隔離式增長速度快，分布式電源比集中式電源發(fā)展快。
