現代電力電子技術的發展方向,是從以低頻技術處理問題為主的傳統電力電子學,向以高頻技術處理問題為主的現代電力電子學方向轉變。電力電子技術起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其發展先后經歷了整流器時代、逆變器時代和變頻器時代,并促進了電力電子技術在許多新領域的應用。八十年代末期和九十年代初期發展起來的、以功率MOSFET和IGBT為的、集高頻、高壓和大電流于一身的功率半導體復合器件,表明傳統電力電子技術已經進入現代電力電子時代。大功率的工業用電由工頻(50Hz)交流發電機提供,但是大約20%的電能是以直流形式消費的,其中典型的是電解(有色金屬和化工原料需要直流電解)、牽引(電氣機車、電傳動的內燃機車、地鐵機車、城市無軌電車等)和直流傳動(軋鋼、造紙等)三大領域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉變為直流電,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶閘管的開發與應用得以很大發展,當時國內曾經掀起了-股各地大辦硅整流器廠的熱潮。全國小小的制造硅整流器的半導體廠家就是那時的產物。逆變器時代七十年代出現了世界范圍的能源危機,交流電機變頻調速因節能效果而迅速發展。變頻調速的關鍵技術是將直流電逆變為0~100Hz的交流電。杭州常用電子技術誠信為本
由單個電力電子器件組成的電力電子裝置容量受到限制。所以,在實用中多用幾個電力電子器件串聯或并聯形成組件,其耐壓和通流的能力可以成倍地提高,從而可極大地增加電力電子裝置的容量。器件串聯時,希望各元件能承受同樣的正、反向電壓;并聯時則希望各元件能分擔同樣的電流。但由于器件的個異性,串、并聯時,各器件并不能完全均勻地分擔電壓和電流。所以,在電力電子器件串聯時,要采取均壓措施;在并聯時,要采取均流措施。電力電子器件工作時,會因功率損耗引起器件發熱、升溫。器件溫度過高將縮短壽命,甚至燒毀,這是限制電力電子器件電流、電壓容量的主要原因。為此,必須考慮器件的冷卻問題。常用冷卻方式有自冷式、風冷式、液冷式(包括油冷式、水冷式)和蒸發冷卻式等。電力電子器件正沿著大功率化、高頻化、集成化的方向發展。80年代晶閘管的電流容量已達6000安,阻斷電壓高達6500伏。但這類器件工作頻率較低。提高其工作頻率,取決于器件關斷期間如何加快基區少數載流子(簡稱少子)的復合速度和經門極抽取更多的載流子。降低少子壽命雖能有效地縮短關斷電流的過程,卻導致器件導通期正向壓降的增加。因此必須兼顧轉換速度和器件通態功率損耗的要求。浙江基礎電子技術口碑推薦七十年代出現了世界范圍的能源危機,交流電機變頻調速因節能效果而迅速發展。
1906年美國人德福雷斯特發明真空三極管,用來放大電話的聲音電流。此后,人們強烈地期待著能夠誕生一種固體器件,用來作為質量輕、價廉和壽命長的放大器和電子開關。1947年,點接觸型鍺晶體管的誕生,在電子器件的發展史上翻開了新的一頁。但是,這種點接觸型晶體管在構造上存在著接觸點不穩定的致命弱點。在點接觸型晶體管開發成功的同時,結型晶體管論就已經提出,但是直至人們能夠制備超高純度的單晶以及能夠任意控制晶體的導電類型以后,結型晶體管材真正得以出現。1950年,具有使用價值的早的鍺合金型晶體管誕生。1954年,結型硅晶體管誕生。此后,人們提出了場效應晶體管的構想。隨著無缺陷結晶和缺陷控制等材料技術、晶體外誕生長技術和擴散摻雜技術、耐壓氧化膜的制備技術、腐蝕和光刻技術的出現和發展,各種性能優良的電子器件相繼出現,電子元器件逐步從真空管時代進入晶體管時代和大規模、超大規模集成電路時代。逐步形成作為高技術產業的半導體工業。由于社會發展的需要,電子裝置變的越來越復雜,這就要求了電子裝置必須具有可靠性、速度快、消耗功率小以及質量輕、小型化、成本低等特點。自20世紀50年代提出集成電路的設想后。
80年代這類器件的高工作頻率在10千赫以下。雙極型大功率晶體管可以在100千赫頻率下工作,其控制電流容量已達數百安,阻斷電壓1千多伏,但維持通態比其他功率可控器件需要更大的基極驅動電流。由于存在熱激發二次擊穿現象,限制它的抗浪涌能力。進一步提高其工作頻率仍然受到基區和集電區少子儲存效應的影響。70年代中期發展起來的單極型MOS功率場效應晶體管,由于不受少子儲存效應的限制,能夠在兆赫以上的頻率下工作。這種器件的導通電流具有負溫度特性,不易出現熱激發二次擊穿現象;需要擴大電流容量時,器件并聯簡單,且具有較好的線性輸出特性和較小的驅動功率;在制造工藝上便于大規模集成。但它的通態壓降較大,制造時對材料和器件工藝的一致性要求較高。到80年代中、后期電流容量達數十安,阻斷電壓近千伏。從60年代到70年代初期,以半控型普通晶閘管為的電力電子器件,主要用于相控電路。這些電路十分地用在電解、電鍍、直流電機傳動、發電機勵磁等整流裝置中,與傳統的汞弧整流裝置相比,不僅體積小、工作可靠,而且取得了十分明顯的節能效果(一般可節電10~40%,從中國的實際看,因風機和泵類負載約占全國用電量的1/3,若采用交流電動機調速傳動。綠色電腦泛指對環境無害的個人電腦和相關產品,綠色電源系指與綠色電腦相關的高效省電電源。
機電一體化和智能化提供了重要的技術基礎。計算機高效率綠色電源高速發展的計算機技術帶領人類進入了信息社會,同時也促進了電源技術的迅速發展。八十年代,計算機采用了開關電源,率先完成計算機電源換代。接著開關電源技術相繼進入了電子、電器設備領域。計算機技術的發展,提出綠色電腦和綠色電源。綠色電腦泛指對環境無害的個人電腦和相關產品,綠色電源系指與綠色電腦相關的高效省電電源,根據美國環境保護署l992年6月17日“能源之星"計劃規定,桌上型個人電腦或相關的設備,在睡眠狀態下的耗電量若小于30瓦,就符合綠色電腦的要求,提高電源效率是降低電源消耗的根本途徑。就目前效率為75%的200瓦開關電源而言,電源自身要消耗50瓦的能源。通信用高頻開關電源通信業的迅速發展極大的推動了通信電源的發展。高頻小型化的開關電源及其技術已成為現代通信供電系統的主流。在通信領域中,通常將整流器稱為一次電源,而將直流-直流(DC/DC)變換器稱為二次電源。一次電源的作用是將單相或三相交流電網變換成標稱值為48V的直流電源。目前在程控交換機用的一次電源中,傳統的相控式穩壓電源己被高頻開關電源取代,高頻開關電源。電子技術研究的是電子器件及其電子器件構成的電路的應用。松江區基礎電子技術信息推薦
電子技術是根據電子學的原理,運用電子元器件設計和制造某種特定功能的電路以解決實際問題的科學。杭州常用電子技術誠信為本
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