Направление развития современной технологии силовой электроники - это переход от традиционной силовой электроники, которая в основном занимается низкочастотными технологиями, к современной силовой электронике, которая в основном занимается высокочастотными технологиями. Технология силовой электроники началась с кремниевых выпрямителей в конце 1950-х - начале 1960-х годов. Его разработка последовательно пережила эру выпрямителей, эру инверторов и эру источников питания с регулируемой частотой, а также способствовала применению технологий силовой электроники во многих новых областях. Силовые полупроводниковые композитные устройства, представленные силовыми MOSFET и IGBT, разработанными в конце 1980-х - начале 1990-х годов, которые объединяют высокую частоту, высокое напряжение и большой ток, указывают на то, что традиционная технология силовой электроники вступила в современную эру силовой электроники.
1. Эпоха выпрямителей
Промышленное электричество большой мощности вырабатывается генератором промышленной частоты (50 Гц), но около 20% электроэнергии потребляется в виде постоянного тока, наиболее типичным из которых является электролиз (цветные металлы и химическое сырье требуют электролиза постоянного тока. ), тягового (электровозы, тепловозы с электроприводом, локомотивы метро, городских троллейбусов и т. д.) и привода постоянного тока (прокатка стали, производство бумаги и т. д.) по трем основным направлениям. Кремниевые выпрямители большой мощности могут эффективно преобразовывать переменный ток промышленной частоты в постоянный ток. Поэтому в 1960-х и 1970-х годах разработка и применение мощных кремниевых выпрямителей и тиристоров получили большое развитие. В то время по всей стране был всплеск крупных заводов по производству кремниевых выпрямителей. В настоящее время крупные и мелкие производители полупроводников, производящие кремниевые выпрямители в стране, являются продукцией того времени.
2. Эпоха инверторов
В 1970-х годах был мировой энергетический кризис, и двигатели переменного тока' Скорость преобразования частоты быстро развивалась благодаря их замечательному энергосберегающему эффекту. Ключевой технологией частотно-регулируемого регулирования скорости является преобразование постоянного тока в переменный с частотой 0 ~ 100 Гц. С 1970-х по 1980-е годы, с популяризацией устройств управления частотой вращения, тиристоры, гигантские силовые транзисторы (GTR) и тиристоры отключения затвора (GT0) для мощных инверторов стали главными героями силовых электронных устройств в то время. Подобные приложения включают высоковольтный выход постоянного тока, динамическую компенсацию статической реактивной мощности и т. Д. В настоящее время технология силовой электроники смогла достичь выпрямления и инверсии, но рабочая частота низкая, ограниченная только низкочастотным диапазоном.
3. Эпоха источников питания с регулируемой частотой.
Источник питания с переменной частотой преобразует переменный ток в сети из переменного → постоянного → переменного тока и выдает чистую синусоидальную волну. Выходная частота и напряжение регулируются в определенном диапазоне. Он отличается от регулятора скорости с преобразованием частоты, используемого для управления скоростью двигателя, а также от обычного стабилизированного источника питания переменного тока. Идеальный источник питания переменного тока характеризуется стабильной частотой, стабильным напряжением, нулевым внутренним сопротивлением и чистой синусоидой (без искажений) в форме волны напряжения.
Примерно в 1980-х годах электронные источники питания с регулируемой частотой в основном изготавливались из небольших японских инструментов. Источники питания этого типа инструментов в основном были сделаны на кристалле-усилителе. После 1980-х годов они были завезены в материковый Китай через Тайвань. Характеристики источника питания в этот период: низкая мощность, хорошая точность и низкий КПД.
В 1980-х годах материковый Китай встал на путь реформ и открытости. На этом этапе импорт и экспорт оборудования Китая&постепенно увеличивался, особенно увеличивалась доля экспорта электроприборов, таких как микроволновые печи и кондиционеры. Поэтому для тестирования потребовались мощные инверторные источники питания. Для нужд этой части рынка исходная мощность продукта больше не может удовлетворить, поэтому производители блоков питания ищут новые технологии для увеличения мощности блока питания. По техническим условиям и электронным устройствам на тот момент разработка велась в основном двумя путями. С одной стороны, метод кристаллического типа остался неизменным, и несколько машин были подключены параллельно для увеличения мощности; другой метод заключался в использовании модулей кристалла мощности.
