现代电源技术的发展与创新

    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叉技术。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。

    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。迄今为止电源制造业已成为非常重要的基础产业，并广泛应用于各个部门，其发展趋势为：继续朝高频、高效、高密度化、低压、大电流化和多元化发展。而封装结构、外形尺寸日趋国际标准化，以适应全球一体化市场的要求，进而使电源产业进入国际市场。

急速向多元化技术发展

    电源是实现电能变换和功率传递的主要设备，是一种技术含量高、知识面宽，更新换代快的产品。此产品现今已广泛应用到农业、能源、交通、运输、信息、航空、航天、航运、国防、教育、文化等领域。在当前信息时代，上述各行各业都在迅猛异常地发展，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，寻求各种相关技术，做出合格电源产品，以满足各行各业的要求，从而又无形地带动了相关技术的高速发展。而正由于这些技术的高速发展又推动了电源产业的发展。当前电源产业占主导地位的产品门类有：各种线性类稳压电源；通信用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电源；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；诸多的电磁兼容相关技术；各种形式的功率因数校正技术；各种保护技术；并联均流控制技术；脉宽调制技术；各种变频调速技术；各种智能监测技术；各种智能化充电技术；微机控制技术；各种集成化技术；网络技术；各种形式的驱动技术和先进的工艺技术。

    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。

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。

    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。

    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。

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。高频化带来的较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。

电源电路控制的模块化、集成化、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。

    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。

    电源技术的发展实际上是围绕着提高效率、提高性能、小型轻量化、安全可靠、消除电力公害、减少电磁干扰和电噪声的轨迹进行不懈研究。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。

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