電源技術(shù)發(fā)展及電源管理的應用

一、引言
　　
電能是目前人類(lèi)生產(chǎn)和生活中最重要的一種能源形式。合理、高效、精確和方便地利用電能仍然是人類(lèi)所面臨的重大問(wèn)題。采用電力電子技術(shù)的電源裝置給電能的利用帶來(lái)了革命。在世界范圍內，用電總量中經(jīng)過(guò)電力電子裝置變換和調節的比例已經(jīng)成為衡量用電水平的重要指標，目前全球范圍內該指標的平均數為40%，據美國國家電力科學(xué)研究院預測，到2010年將達到80%。這對電源技術(shù)提出了新的挑戰。
　　
上世紀80年代，提出了電源制造中電力電子集成概念，明確了集成化是電力電子技術(shù)未來(lái)發(fā)展的方向，是解決電力電子技術(shù)發(fā)展面臨障礙的最有希望的出路。電源集成電路逐步成為功率半導體器件中的主導器件，把電源技術(shù)推向了電源管理的新時(shí)代。電源管理集成電路分成電壓調整器和接口電路兩方面。正是因為這么多的集成電路(IC)進(jìn)入電源領(lǐng)域，人們才更多地以電源管理來(lái)稱(chēng)呼現階段的電源技術(shù)。
　　
二、電源技術(shù)的進(jìn)展
　　
電源技術(shù)是一種應用功率半導體器件，綜合電力變換技術(shù)、現代電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)的多學(xué)科的邊緣交叉技術(shù)。隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電源技術(shù)又與現代控制理論、材料科學(xué)、電機工程、微電子技術(shù)等許多領(lǐng)域密切相關(guān)。目前電源技術(shù)已逐步發(fā)展成為一門(mén)多學(xué)科互相滲透的綜合性技術(shù)學(xué)科。它對現代通訊、電子儀器、計算化、工業(yè)自動(dòng)化、電力工程、國防及某些高新技術(shù)提供高質(zhì)量、高效率、高可靠性的電源起著(zhù)關(guān)鍵的作用。
　　
上世紀40年代晶體管問(wèn)世，隨后不到十年，晶閘管在晶體管漸趨成熟的基礎上問(wèn)世，從而揭開(kāi)了電源技術(shù)長(cháng)足發(fā)展序幕。半個(gè)世紀以來(lái)，電源技術(shù)的發(fā)展不斷創(chuàng )新。
　　
1、高頻變換是電源技術(shù)發(fā)展的主流
　　
電源技術(shù)的精髓是電能變換。利用電能變換技術(shù)，將市電或電池等一次電源變換成適合各種用電對象的二次電源。開(kāi)關(guān)電源在電源技術(shù)中占有重要地位，從20kHz發(fā)展到高穩定度、大容量、小體積、開(kāi)關(guān)頻率達兆赫茲的高頻開(kāi)關(guān)電源，為高頻變換提供了物質(zhì)基礎，促進(jìn)了電源技術(shù)的發(fā)展。高頻化帶來(lái)的最直接的好處是降低原材料消耗，電源裝置小型化，提高功率密度，加快系統的功態(tài)響應，進(jìn)一步提高電源裝置的效率，有效抑制環(huán)境噪聲污染，并使電源進(jìn)入更廣泛的領(lǐng)域，特別是高新技術(shù)領(lǐng)域，進(jìn)一步擴展了它的應用范圍。
　　
2、新理論、新技術(shù)的指導
　　
單管降壓、升壓電路、諧振變換、移相諧振、軟開(kāi)關(guān)PWM、零過(guò)渡PWM等電路拓撲理論;計算機輔助設計(CAD)、功率因數校正、有源箍位、并聯(lián)均流、同步整流、高頻磁放大器、高速編程、 遙感遙控、微機監控等新技術(shù)，指導廠(chǎng)電源技術(shù)的發(fā)展。
　
3、新器件、新材料的支撐
　　
晶閘管(SCR)、可關(guān)斷晶閘管(GTO)、大功率晶體管(GTR)、絕緣柵雙極型晶體管 (IGBT)、功率場(chǎng)效應晶體管(MOSFET)、智能ICBT(IPM)、MOS柵控晶閘管(MCT)、靜電感應晶體管(SIT)、超快恢復二極管、無(wú)感電容器、無(wú)感電阻器、新型鐵氧體、非晶和微晶軟磁合金、納米晶軟磁合金等元器件，裝備廠(chǎng)現代電源技術(shù)、促進(jìn)電源產(chǎn)品升級換代。并正在研究開(kāi)發(fā)砷化鎵(GaAs)、半導體金剛石、碳化硅(SiC)半導體材料。