电子技术已经发展成为一门完整的、自成体系的高科技技术,电源技术属于电力电子技术的范畴。电源技术主要服务于信息产业,信息技术的发展对电源技术提出了更高的要求,从而促进了电源技术的发展。信息产业和电源产业只有优势互补,才能有今天的蓬勃发展。从日常生活到最前沿的科学,都离不开电力技术的参与和支持,而电力技术和产业对提高一个国家的劳动生产率,即提高一个国家单位能耗的产出水平有着重要的作用。在这方面,中国与世界先进国家有很大差距。作为一名电力工作者,不仅要完成当前的工作,还要通过各种信息渠道及时了解电力技术的最新发展方向,相关元器件和原材料的最新发展动态,以及国内外先进的薄膜技术、厚膜技术和集成技术。只有这样,才能设计出世界一流的电源产品。因此,就当前电源行业和技术的发展趋势谈一些个人看法,供同行参考和探讨。
电源用于实现电能转换和电能传输,是一种技术含量高、知识面广、更新换代快的产品。现已广泛应用于工业、能源、交通、运输、信息、航空、航天、航运、国防、教育、文化等领域。在信息时代,上述各行各业都在快速发展,同时也对供电行业提出了更多更高的要求。如节能、节电、节材、减重、防污染、改善环境、可靠性和安全性等。这迫使供电工作者在电源研发过程中不断探索,利用各种相关技术做出合格的电源产品,满足各行各业的需求。显然,电力技术的发展会带动相关技术的发展,而相关技术的发展又会促进电力工业的发展。目前在电源行业,主导产品有各种线性稳压电源、通信用交流/DC开关电源、DC/DC开关电源、交流变频调速电源、电镀电源、高频逆变整流焊接电源、中频感应加热电源、电动操作电源、正弦波逆变电源、大功率高频高压DC稳压电源、绿色照明电源、化工电源、UPS、可靠高效低污染光伏逆变电源、风光互补电源等。与电源相关的技术包括高频变换技术、电力变换技术、数字控制技术、全谐振高频软开关技术、同步整流技术、高度智能化技术、电磁兼容技术、功率因数校正技术、保护技术、并联均流控制技术、脉宽调制技术、变频调速技术、智能监控技术、智能充电技术、微机控制技术、集成技术、网络技术、各种形式的驱动技术和先进技术。
产品价格、性能指标、品牌效应、使用寿命一直是用户最关心的问题。纵观全球,国内外几家知名电源供应商和世界顶级电源供应商都面临着同样的压力,那就是价格竞争、性能竞争、产品改进甚至艺术竞争。特别是在信息时代,由于信息网络给用户带来了网上订购和购买的可能,产品价格日益公开化,迫使每个供电商努力寻找一系列降低成本的措施,努力提高性价比,以赢得市场份额。
除了特殊电源,一般线性和开关电源的指标有几十个,但最常提到的指标是输出电压精度、电网调整率、负载调整率、温度系数、输出纹波和噪声、输入反射纹波电流、输入共模噪声电流、保护性能和效率等。以上指标必须使用合格的检测设备和标准的检测方法,检测合格后移交给用户。需要指出的是,各项性能指标都要满足用户的要求,不必过分追求高指标,无形中增加电源的体积、重量和成本。
是优质企业的生命线。纵观改革开放以来中国企业的发展历程,表明质量对企业的兴衰起着重要的作用。特别是中国加入WTO后,电源设备必将进入国际市场。大家都要遵守国际贸易协定的共同准则,加快融入全球一体化的步伐。企业必须接受安全、质量体系等标准化规范的认证。今天的供电企业一定不能把质量狭义地理解为企业的产品质量,而要广义地理解为企业的整体质量。因此,企业应按照ISO9000标准进行质量认证,明确自己的质量目标和质量方针,对全体员工进行质量教育,将产品质量贯穿于设计、生产和客户服务的全过程,生产出技术先进、质量有保证的高质量产品供应国内外市场。
电磁兼容(EMC)是研究在有限的空间、时间和频谱资源条件下,各种电气和电子设备能够共存而不引起性能下降的专门学科。它随着无线电电子学中高频和超高频应用的发展而发展。电磁兼容的本质含义是,一方面,设备或系统产生的电磁骚扰不应对周围设备造成难以承受的干扰,也不应对周围环境造成难以承受的污染;另一方面,设备或系统应对周围环境的电磁干扰有足够的抵抗力。要做到这一点,相当困难。设计人员必须通过学习和大量实践,深刻理解电磁兼容的真正含义和产生干扰的途径,并采取有效措施进行电磁兼容设计。比如增加电网滤波器,采用无源补偿方案,有效抑制传导干扰;增加各种屏蔽措施,抑制辐射干扰;在电路的适当部分加入RC吸收网络,吸收开关峰值;采用各种软开关技术,保证开关器件零电压开通、零电流关断,减少过大电流和电压梯度带来的严重电磁干扰;印刷电路板的合理设计,地线的合理布局等。会减少电磁干扰。总之,EMC技术发展很快,用户对EMC的要求会越来越高,值得电源供应商更多的关注。
目前,电源中使用的功率器件价格昂贵,控制电路复杂。此外,电源的负载一般含有大量高度集成的器件,一般耐电、耐热、耐冲击能力较差。因此,电源的保护应考虑到自身和负载的安全。目前保护的种类很多,有极性保护、程序保护、过流保护、过压保护、欠压保护、过温保护等。由于电源种类多,用途不同,对保护的要求也不同,具体保护的设置要根据具体要求来确定。电源增加保护电路后,势必增加元器件,进而影响系统的可靠性。因此,保护电路本身的可靠性必须很高,以提高整个系统的可靠性和电源本身的MTBF。这需要严格的保护逻辑、简单的电路和最少的元件。此外,还应考虑被保护电路本身的维护程度,以保证电源的正常运行和高可靠性。