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世界電源產業及電源技術的發展趨勢 點擊次數: 更新時間:2018-09-16
電力電子技術的發展帶動了電源技術的發展,而電源技術的發展有效地促進了電源產業的發展。迄今為止電源已成為非常重要的基礎科技和產業,并廣泛應用于各行業,其發展趨勢為高頻、高效、高密度化、低壓、大電流化和多元化。同時,封裝結構、外形尺寸日趨國際標準化,以適應全球一體化市場的要求。
 
引言
 
電力電子技術已發展成為一門完整的、自成體系的高科技技術,電源技術屬于電力電子技術的范疇。電源技術主要是為信息產業服務的,信息技術的發展又對電源技術提出了更高的要求,從而促進了電源技術的發展,兩者相輔相成才有了現今蓬勃發展的信息產業和電源產業。從日常生活到最尖端的科學都離不開電源技術的參與和支持,而電源技術和產業對提高一個國家勞動生產率的水平,即提高一個國家單位能耗的產出水平,具有舉足輕重的作用。在這方面我國與世界先進國家的差距很大,作為一個電源工作者,不僅應該完成當前的本職工作,還必須通過各種信息渠道及時掌握電源技術最新發展方向與相關的元器件、原材料的最新發展動態,國內外先進的薄膜工藝、厚膜工藝、集成化工藝等。只有這樣才能設計出世界一流的電源產品。為此,就當前電源產業及技術的發展趨勢談一些個人的看法,供同行參考、討論。
 
1、急速向多元化技術發展
電源設備用以實現電能變換和功率傳遞,是一種技術含量高、知識面寬、更新換代快的產品。現今已廣泛應用到工業、能源、交通、運輸、信息、航空、航天、航運、國防、教育、文化等領域。在信息時代,上述各行各業都在迅猛地發展,發展的同時又對電源產業提出了更多更高的要求。如節能、節電、節材、縮體、減重、防止污染,改善環境、可靠、安全等。這就迫使電源工作者在電源研發過程中不斷探索,并利用各種相關技術,做出合格電源產品,以滿足各行各業的需求。顯然,電源技術的發展將帶動相關技術的發展,而相關技術的發展反過來又推動了電源產業的發展。當前在電源產業,占主導地位的產品有各種線性穩壓電源、通訊用的AC/DC開關電源、DC/DC開關電源、交流變頻調速電源、電解電鍍電源、高頻逆變式整流焊接電源、中頻感應加熱電源、電力操作電源、正弦波逆變電源、大功率高頻高壓直流穩壓電源、綠色照明電源、化學電源、UPS、可靠高效低污染的光伏逆變電源、風光互補型電源等。而與電源相關的技術有高頻變換技術、功率轉換技術、數字化控制技術、全諧振高頻軟開關變換技術、同步整流技術、高度智能化技術、電磁兼容技術、功率因數校正技術、?;ぜ際?、并聯均流控制技術、脈寬調制技術、變頻調速技術、智能監測技術、智能化充電技術、微機控制技術、集成化技術、網絡技術、各種形式的驅動技術和先進的工藝技術。
 
2、性能/價格比是贏得市場占有率的永恒主題
產品價格、性能指標、品牌效應及使用壽命一直是用戶最關心的問題。縱觀國內外幾家知名電源廠商及世界頂級電源供應商都面對同樣的壓力,即價格之爭、性能拼比、產品的精益求精以至藝術化競爭,特別是在信息時代,由于信息網絡給用戶帶來網上定貨采購的可能,這使產品價格變得日趨公開,迫使每個電源供應商苦思冥想尋求降低成本的一系列措施,盡量提高性價比,以贏得市場占有率。
 
用戶最關注的性能指標
(1) 電氣性能指標
除特種電源外,一般線性和開關電源均有數十項指標,但最常提及的指標有輸出電壓精度、電網調整率、負載調整率、溫度系數、輸出紋波及噪聲、輸入反射紋波電流、輸入共模噪聲電流、?;ば閱薌靶實?。上述指標必須用合格的測試設備與標準的測試方法,經測試合格后交給用戶。需要指出的是,各項性能指標以滿足用戶要求為宜,不必過分追求高指標而無形地增大電源的體積、重量和成本。
(2) 可靠性、安全性與質量
質量是企業的生命線,縱觀改革開放以來,我國企業的發展史,無不說明質量在企業的興衰中起著舉足輕重的作用,尤其在我國加入WTO后,電源設備必將進入國際市場,大家必須遵從國際貿易協定的共同準則,必須加快融入全球一體化的步伐。企業必須接受安全、質量體系等種種標準化規范的認證。當今的電源企業決不能把質量狹義地理解為企業的產品質量,而應廣義地理解為企業的全面質量。因此,企業應按ISO9000標準進行質量認證,明確自己企業的質量目標和質量方針,對全員進行質量教育,把產品質量貫穿于設計、生產和用戶服務的全過程,生產出技術先進、質量保證的優質產品,供應國內外市場。
(3) 關注EMC設計水平
電磁兼容是研究在有限空間、時間以及頻譜資源條件下,各種電氣、電子設備可以共存,并不引起性能降低的專門學科。它是伴隨著無線電電子學中高頻、特高頻應用的發展而發展起來的。電磁兼容其實質含義是,一方面設備或系統產生的電磁騷擾,不應對周圍設備造成不能承受的干擾,也不應對周圍環境造成不能承受的污染;另一方面設備或系統對來自周圍環境中的電磁干擾應具有足夠的抗御能力。要做到這些,相當困難,設計者必須通過學習和大量的實踐,深刻認識電磁兼容的真正含義和產生干擾的途徑,采取 有效措施進行EMC設計。如:加電網濾波器,采取無源補償方案,以有效地抑制傳導干擾;加各種屏蔽措施,以抑制輻射干擾;加RC吸收網絡于電路的適當部位以吸收開關尖峰;利用各種軟開關技術,保證開關器件在零電壓下導通,零電流下關斷,以減小過高的電流、電壓梯度所帶來的嚴重電磁干擾;合理設計印制板,合理的地線布局等都會減小電磁干擾。總之,電磁兼容技術發展很快,用戶對電磁兼容的要求也會愈來愈高,值得電源供應商倍加注意。
(4) 齊全的?;すδ?/div>
目前,電源中所使用的功率器件價格較貴,其控制電路也比較復雜,另外,電源的負載中一般都含有大量的集成化程度很高的器件,這些器件一般耐受電、熱、沖擊能力都較差,因此,電源的?;び婀吮舊硨透涸氐陌踩?。目前?;さ鬧擲嗪芏?,如:極性?;?、程序?;?、過流?;?、過壓?;?、欠壓?;?、過熱?;さ?。由于電源的種類很多,用途各異,所以,對?;さ囊笠哺饔脅嘀?,具體?;さ納柚糜Π淳嚀逡蠖?。電源中加了?;さ緶泛?,勢必增加元器件,反過來又會影響系統的可靠性,為此要求?;さ緶繁舊淼目煽啃砸歡ㄒ?,以提高整個系統的可靠性,進而提高電源本身的MTBF,這就要求?;さ穆嘸廈?,電路簡單,元器件最少,除此而外還要考慮所?;さ緶繁舊沓魷止收系奈薅?,確保電源的正常工作和高可靠性。2.2降低成本的主要途徑
 
降低成本的主要途徑如下:
采用先進的產品設計管理模式,盡力縮短產品研發周期;加強全員質量意識,把產品質量貫穿于設計和生產的全過程,力爭產品一次合格率100%,確保合同履行率100%與顧客滿意度100%;電源產品的性能以滿足用戶為宜,不須過分地追求高指標并合理地選擇元器件、原材料,盡可能地降低成本;重視人才資源管理,走以人為本的路子,不但要培養、尊重和愛護人才,還要合理地安排和使用,有效地發揮其作用,絕不浪費人才資源;以最大的信息量和信譽度加大市場占有率和資金回收率。 
    3、高頻、高效、低壓大電流化、標準化是開關電源的發展趨勢
 
3.1 在封裝結構上正朝著薄型和超薄型方向發展
以前標準??斕母叨仁?2.7mm(0.5英寸),最近已下降到9.53mm(0.375英寸),一般客戶要求薄型封裝尺寸為7.5mm(0.295英寸),8.5mm(0.335英寸),10mm(0.394英寸)。外形尺寸趨于國際標準化尺寸,多為1/8、1/4、1/2、3/4和全磚式結構,輸出端子相互兼容的設計日趨明顯。??檳誆靠刂頻緶非閬蠐誆捎檬摯刂品絞?,非隔離式DC/DC變換器比隔離式增長速度快,分布式電源比集中式電源發展快。
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