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景德镇大功率高频开关电源发展历程及与传统可控硅整流电源的对比

时间:2023-07-03 22:43:00 点击:3762次

一、大功率开关电源的发展历程

20世纪80年代以前,作为线性稳压电源的更新换代产品,开关电源主要用于小功率场合,那时,中大功率直流电源仍然以晶闸管相控整流为主。

20世纪80年代起,绝缘栅晶体管IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)的出现打破了这一格局,与传统的晶闸管相控整流相比,频率更高,更易于驱动,具有突出的优点。

开关频率的提高可以使电源体积减小、重量减轻,但使得开关损耗增大,电源效率降低。为了解决这一问题,20世纪80年代,出现了准谐振技术的零电压开关电路和零电流开关电路,这种技术成为软开关技术。采用软开关技术,在理想情况下,可使得开关损耗为零,提高效率,使得电源进一步向体积小、重量轻、效率高、功率密度大的方向发展。

如今,大功率开关电源已广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热等领域。

大功率高频开关电源

二、大功率高频开关电源与传统可控硅整流电源的对比

名称

传统整流电源

常规开关电源

采用软开关高频开关电源

整流变压器

高频变压器

铁氧体

超微晶

功率元件

晶闸管

IGBT

IGBT

控制方式

移相触发

PWM调制

PWM调制

工作频率

50Hz

10~20KHz

10~25KHz

稳压精度

<5%

<1%

<1%

稳流精度

<5%

<1%

<1%

噪音

一般

一般

很小

典型工作效率

<80%(低电压输出)

>86%

>91%

功率因数

≤0.9(未加补偿)

≥0.93

≥0.96

体积

较小

较小

重量

一般

较轻

三、大功率高频开关电源的使用场合

大功率高频开关电源随着技术的成熟和可靠性的提高,由于其效率高、体积小、功率因数高、模块化、性价比高等优点,已广泛应用在中大功率场合,尤其是在低电压、功率在500kW以内的应用,如电镀、阳极氧化、电解抛光、电解氟化氢制取氟气等应用要求的直流输出电压较低,通常在20V以内,采用高频开关电源的转换效率更高、更加省电,因此得到用户的青睐。另外,大功率开关电源也广泛应用在中小功率的负载,如水处理、电解水制氢、电解海水、电解盐水、蓄电池充电等,其性价比比可控硅电源高。

四、大功率高频开关电源的工作原理

大功率高频开关电源的硬件电路主要由两部分组成:主电路和控制电路。其中主电路主要包括:整流电路、雷击浪涌及滤波电路、全桥高频逆变电路、超微晶高频变压器、次级全波整流电路等。

功率电路单元采用高频PWM变换技术,采用软开关技术,实现直流输出。控制部分以高性能数字信号处理器DSP为核心,以LCD触摸屏作为HMI人机交互接口,实时显示电源运行参数。

中创电气持续致力于大功率高频开关电源的研发、制造、应用,技术团队,拥有超过20年的开发经验,对开关电源理解透彻、技术成熟、可靠性高、输出精度高,为国内外用户已提供1000台以上的大功率高频开关电源,出口到50多个国家,并与多家知名企业合作。


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