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变频电源的发展趋势
- 2022-01-15 -

        变频电源是将市电中的交流电通过交流电转换成纯正弦波→ 直流→ 交流变频,输出频率和电压可在一定范围内调节。它不同于用于电机调速的变频调速控制器和普通交流稳压电源。理想的交流电源具有稳定的频率、稳定的电压、零内阻和纯正弦波(无失真)的特点。变频电源与理想的交流电源非常接近。因此,先进发达国家越来越多地使用变频电源作为标准电源,以便为电器提供最佳的供电环境,便于对电器的技术性能进行客观评估。变频电源主要有两种类型:线性放大型和SPWM开关型。


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        变频电源在中国是一个通用名称。更准确地说,它应该被称为交流电源变频器,通常简称为AFC。整个变频电源的发展历史基本上是随着电子器件的发展而发展起来的。

        80年代前后,日本的电子变频电源主要由小型仪器电源构成。这些仪器的功率主要由晶体放大制成,80年代后通过台湾传入中国大陆。这一时期的电源具有功耗低、精度高、效率低等特点。

        80年代,中国大陆走上了改革开放的道路。现阶段,中国大陆的进出口设备逐渐增加,尤其是以微波炉和空调为代表的设备。对于这部分市场应用的需求,原有的产品动力无法满足。因此,电源制造商寻求新技术来扩展电源。根据当时的技术条件和电子设备,它主要有两种发展方式。一方面,保持晶体模式不变,通过多机并联扩展容量;另一种方法是使用功率晶体模块。

        晶体多级串联法需要解决循环问题,在工业生产过程中效率低、消耗大;功率晶体模块的变频方式响应慢,功率有限,工作电压低,耐压约600V。输出采用PAM滤波方式(单方波加低阶滤波),输出波形失真较大。这两种方法生产的电力产品的功率仍不能满足日益增长的需求,因此当大功率负载需要变频试验时,主要采用电机后驱动发电机(M+G)的方式来满足需求。

        在电机(M+G)后面驱动发电机的模式在使用过程中存在磨损和效率转换问题。后来,参考美国的技术,SCR被用作逆变器。用这种方法生产的电源功率大,能满足用户的使用要求。最好采用电机(M+G)后拖动发电机的方式。然而,这一系列产品有一个很大的缺点。机器在转换过程中的噪音非常高,高达70dB<1m

        随着半导体技术的发展,富士在20世纪80年代末生产了第一代IGBT。这种电子器件的特性综合了GTR和MOSFET的优点。它具有开关速度快、电流容量大等优点,很快被应用于逆变器领域。随着三菱、英飞凌等实力雄厚的IGBT制造商的加入,IGBT的发展速度日新月异,更新速度加快,IGBT的开关速度和电流容量进一步增强。这样就可以实现大功率变频电源的生产。

        

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