解析电源技术的创新

中心议题：
    *  电源技术的创新
    *  电源技术的发展

电源如今已是非常重要的基础科技和产业，从日常生活到最尖端的科技，都离不开电源技术的参与和支持，电源技术也正是在这种环境中一步步发展起来的。

1.电源技术的创新

1947年底晶体管问世，随后不到十年，可控硅整流器（SCR，现称晶闸管）在晶体管渐趋成熟的基础上问世，从而揭开了电源技术长足发展的序幕。半个世纪以来，电源技术的发展不断创新。

1.1高频变换是电源技术发展的主流
　　
电源技术的精髓是电能变换，即利用电能变换技术，将市电或电池等一次电源变换成适用于各种用电对象的二次电源。开关电源在电源技术中占有重要地位，从20kHz发展到高稳定度、大容量、小体积、开关频率达到兆赫级的高频开关电源，为高频变换提供了物质基础，促进了现代电源技术的繁荣和发展。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，加快系统的动态反应，进一步提高电源装置的效率，有效抑制环境噪声污染，并使电源进入更广阔的领域特别是高新技术领域，进一步扩展了它的应用范围。

1.2新理论、新技术的指导

谐振变换、移相谐振、零开关PWM、零过渡PWM等电路拓扑理论；功率因数校正、有源箝位、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，指导了现代电源技术的发展。

1.3新器件、新材料的支撑
　　
绝缘栅双极型晶体管（IGBT）、功率场效应晶体管（MOSFET）、智能IGBT功率模块（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，装备了现代电源技术，促进产品升级换代。

1.4控制的智能化
　　
控制电路、驱动电路、保护电路采用集成组件。控制电路采用全数字化。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，并且进一步提高了电源设备的可靠性。

1.5电源电路的模块化、集成化
　　
电源技术发展的特点是电源电路的模块化、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。已经在通讯、电力获得广泛应用，并且派生出新的供电体制—分布式供电，使集中供电单一体制走向多元化。

1.6电源设备的标准规范
　　
电源设备要进入市场，今天的市场已是超越区域融贯全球的一体化市场，必须遵从能源、环境、电磁兼容、贸易协定等共同准则，电源设备生产厂家必须接受安全、EMC、环境、质量体系等种种标准规范的认证。

2.电源技术的发展
　　
随着科学技术的发展，对电源技术的要求越来越高，规格品种越来越多，技术难度越来越大，涉及的学术领域也越来越广。特种电源（或称工业电源）应用的对象具有多样性、新颖性和复杂性，要求特种电源设备不仅要保证内在性能的完美，而且要赋于其各式各样特定的外特性以及和外部的接口方式，这就决定了特种电源技术必须兼收并蓄众多学科的精华，融汇各行各业的科技成果。特种电源输入多为交流市电，输出有直流、交流或脉冲形式。

2.1交流变频调速器

交流变频调速器电源驱动交流异步电动机实现无级调速，已在电气传动中占据越来越重要的地位，并且已获得巨大的节能效果。应用于产业自动化，风机、水泵流量控制，细纱机、捻纱机程序控制，恒压供水可多泵并联，造纸机械变频同步控制。最大功率达500kW。将交流变频调速技术应用于空调器中，具有舒适、节能等优点。

2.2电解、电镀电源
　　
电解、电镀电源要求稳流、稳压。电解生产需要消耗巨大的直流电能，由大功率整流设备供给，采用晶闸管稳流、有载调压加饱和电抗器稳流方式，最大输出容量3～350V，5～150kA。脉冲电源用作金属表面电化学过程，输出容量0～100V，10～4000A。逆变式真空离子镀膜电源性能的优劣直接影响镀膜性能的高低。

2.3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、高效率、省材料的新型焊机电源，代表了当今焊机电源的发展方向。由于焊机电源的工作条件恶劣，频繁地处于短路、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成为关键问题。额定焊接电流可达500A。多用等离子体切割焊机切割电流达20～90A，焊接电流为5～320A。

2.4中频感应加热电源
　　
中频感应加热电源可广泛应用于各行业的金属熔炼，表面谇火处理以及透热弯管等领域。至今仍主要采用快速或高频晶闸管，频率为500～80000Hz，功率为100～3000kW，与国外产品相比有一定差距。

2.5电力操作电源

电力操作电源是为发电厂、水电站及500kV、220kV、110kV、35kV等各类变电站提供直流的电源设备，包括供给断路器分合闸及二次回路的仪器仪表、继电保护、控制、应急灯光照明等各类低压电器设备用电。最大输出电压315V，最大输出电流120A。

2.6正弦波逆变电源
　　
正弦波逆变电源要求高精度稳压、稳频、并要求波形品质。400Hz中频逆变电源三相容量30～90kVA，稳压精度2％，稳频精度0.1％，波形失真小于3％，能适应各种负载。同时发展了邮电通讯专用逆变电源，电力系统、发电厂及直流电池屏专用逆变电源，车船载逆变电源，太阳能及风力发电系统专用逆变电源等。

2.7大功率高频高压直流电源

大功率高频高压直流电源得到广泛的应用，如工业上用于环保的静电除尘、污水处理、激光器等。医学方面用于X光机、CT等大型设备。科研上用于高能物理、等离子体物理。军事上雷达发射器。最高电压可达800kV。

2.8荧光灯镇流器
　　
电子镇流器的核心是一个高频发生器。当荧光灯工作在几千赫的较高频率下，将灯和高频电路匹配，能够较大幅度地提高光效而达到节能目的。功率因数提高到接近1的水平。

2.9动态静止无功补偿装置

动态静止无功补偿装置在电压等级、装置容量上不断提高，实现了全数字化计算机控制，我国已在钢厂等企业得到了成功应用，取得了较大的经济效益和社会效益。

由上述可见，电源技术的创新，促进电源技术迅速发展，它将为生产和科技进步做出更大的贡献，可以预言，电源技术和电源设备将成为新世纪的主导技术和主流产品。