เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์

การบูรณาการระบบเครื่องกลไฟฟ้าและเครื่องกลสมัยใหม่ "target=_blank> และความชาญฉลาดถือเป็นพื้นฐานทางเทคนิคที่สำคัญ
แอพพลิเคชั่นฟิลด์คอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์กำลังสมัยใหม่ที่มีประสิทธิภาพสูงแหล่งจ่ายไฟสีเขียว

การพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ได้นำมนุษย์เข้าสู่สังคมสารสนเทศ และยังส่งเสริมการพัฒนาเทคโนโลยีพลังงานอย่างรวดเร็วอีกด้วย ในทศวรรษที่ 1980 คอมพิวเตอร์ได้นำแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งมาใช้อย่างเต็มที่ และเป็นผู้นำในการสร้างพลังงานให้กับคอมพิวเตอร์ "เป้าหมาย=_ว่างเปล่า> การสร้างพลังงานของเครื่องจักร จากนั้น เทคโนโลยีแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งได้เข้าสู่สาขาอิเล็กทรอนิกส์และอุปกรณ์ไฟฟ้า การพัฒนาเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ คอมพิวเตอร์สีเขียว และแหล่งจ่ายไฟสีเขียว คอมพิวเตอร์สีเขียวหมายถึงคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลและผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องที่ไม่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม พลังงานสีเขียวหมายถึงอุปกรณ์ประหยัดพลังงานที่มีประสิทธิภาพซึ่งเกี่ยวข้องกับคอมพิวเตอร์สีเขียว ตามรายงานของสำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมของสหรัฐอเมริกา เมื่อวันที่ 17 มิถุนายน โปรแกรม "Energy Star" ปี 1992 คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลหรืออุปกรณ์ต่อพ่วงที่เกี่ยวข้องซึ่งกินไฟน้อยกว่า 30 วัตต์เป็นไปตามข้อกำหนดของคอมพิวเตอร์สีเขียว การปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานเป็นวิธีพื้นฐานในการลดการใช้พลังงาน ประสิทธิภาพปัจจุบันคือ 75% ของสวิตช์ 200 วัตต์

การสื่อสารแหล่งจ่ายไฟสลับความถี่สูง

การพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมการสื่อสารได้ส่งเสริมการพัฒนาพลังการสื่อสารอย่างมาก แหล่งจ่ายไฟสลับขนาดเล็กความถี่สูงและเทคโนโลยีได้กลายเป็นกระแสหลักของระบบจ่ายไฟสื่อสารสมัยใหม่ ในด้านการสื่อสาร โดยทั่วไปวงจรเรียงกระแสจะเรียกว่าแหล่งพลังงานหลัก และตัวแปลงไฟฟ้ากระแสตรง-ไฟฟ้ากระแสตรง (DC/DC) เรียกว่าแหล่งพลังงานสำรอง หน้าที่ของแหล่งจ่ายไฟหลักคือการแปลงโครงข่ายไฟฟ้ากระแสสลับเฟสเดียวหรือสามเฟสให้เป็นแหล่งพลังงาน DC ที่มีค่าระบุอยู่ที่ 48V ในปัจจุบัน ในแหล่งจ่ายไฟหลักสำหรับสวิตช์ที่ควบคุมโดยโปรแกรม แหล่งจ่ายไฟแบบควบคุมที่ควบคุมเฟสแบบดั้งเดิมได้ถูกแทนที่ด้วยแหล่งจ่ายไฟสลับความถี่สูง แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งความถี่สูง (หรือที่เรียกว่าสวิตชิ่งเรกติไฟเออร์ SMR) ทำงานที่ความถี่สูงผ่าน MOSFET หรือ IGBT และความถี่สวิตชิ่ง ควบคุมโดยทั่วไปในช่วง 50-100 kHz ทำให้มีประสิทธิภาพและการย่อขนาดสูง ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ความจุไฟฟ้าของวงจรเรียงกระแสแบบสวิตชิ่งได้รับการขยายอย่างต่อเนื่อง และความจุแบบสแตนด์อโลนได้ขยายจาก 48V/12.5A และ 48V/20A เป็น 48V/200A และ 48V/400A

เนื่องจากวงจรรวมที่ใช้ในอุปกรณ์สื่อสารมีความหลากหลาย แรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟจึงแตกต่างกัน ในระบบจ่ายไฟสื่อสาร มีการใช้โมดูลแหล่งจ่ายไฟแยก DC-DC ความถี่สูงความหนาแน่นพลังงานสูง และแรงดันไฟฟ้าบัสกลาง (โดยทั่วไปคือ 48V DC) จะถูกแปลงเป็นแรงดันไฟฟ้า DC ต่างๆ ซึ่งสามารถลดการสูญเสียได้อย่างมาก และอำนวยความสะดวกในการบำรุงรักษา และสะดวกในการติดตั้งและเพิ่ม โดยทั่วไปสามารถติดตั้งบนบอร์ดควบคุมมาตรฐานได้โดยตรง ข้อกำหนดสำหรับแหล่งจ่ายไฟสำรองคือความหนาแน่นของพลังงานสูง เมื่อความสามารถในการสื่อสารเพิ่มขึ้น ความสามารถในการสื่อสารก็จะเพิ่มขึ้นต่อไป

ตัวแปลง DC-DC ตัวแปลง DC/DC แปลงแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงคงที่ให้เป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงแบบแปรผัน เทคโนโลยีนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบส่งและควบคุมรถบัสแบบรถเข็น รถไฟใต้ดิน และยานพาหนะไฟฟ้าที่แปรผันอย่างต่อเนื่อง ในเวลาเดียวกัน การควบคุมข้างต้นสามารถรับประสิทธิภาพการเร่งความเร็วที่ราบรื่นและการตอบสนองที่รวดเร็ว และในขณะเดียวกันก็ได้รับผลจากการประหยัดพลังงานไฟฟ้า การเปลี่ยนวาริสเตอร์ด้วยเครื่องบดสับ DC ช่วยประหยัดพลังงาน (20~30)% เครื่องบดสับ DC ไม่เพียงแต่ทำหน้าที่เป็นตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า (แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง) เท่านั้น แต่ยังช่วยลดสัญญาณรบกวนกระแสฮาร์มอนิกของฝั่งกริดได้อย่างมีประสิทธิภาพอีกด้วย

ตัวแปลงไฟ DC/DC ของแหล่งจ่ายไฟสำรองของแหล่งจ่ายไฟสื่อสารได้รับการจำหน่ายในเชิงพาณิชย์แล้ว และโมดูลใช้เทคโนโลยี PWM ความถี่สูง ความถี่ในการสลับประมาณ 500 kHz และความหนาแน่นของพลังงานคือ 5W~20W/in3 ด้วยการพัฒนาวงจรรวมขนาดใหญ่ โมดูลพลังงานจึงจำเป็นต้องถูกย่อขนาด ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเพิ่มความถี่ในการสวิตชิ่งอย่างต่อเนื่องและปรับใช้โทโพโลยีวงจรใหม่ ปัจจุบัน บางบริษัทได้พัฒนาและผลิตเทคโนโลยีสองชนิดโดยใช้เทคโนโลยีสวิตช์กระแสเป็นศูนย์และเทคโนโลยีสวิตช์แรงดันไฟฟ้าเป็นศูนย์ โมดูลพลังงานสำรองมีความหนาแน่นของพลังงานเพิ่มขึ้นอย่างมาก

เครื่องสำรองไฟ (ยูพีเอส)

เครื่องสำรองไฟฟ้า (UPS) เป็นแหล่งจ่ายไฟที่มีความน่าเชื่อถือสูง ประสิทธิภาพสูง ซึ่งจำเป็นสำหรับคอมพิวเตอร์ ระบบสื่อสาร และในกรณีที่ต้องมีการใช้งานที่ไม่หยุดชะงัก อินพุตหลัก AC จะถูกแปลงเป็น DC โดยวงจรเรียงกระแส พลังงานส่วนหนึ่งจะถูกชาร์จไปยังชุดแบตเตอรี่ และพลังงานอีกส่วนหนึ่งจะถูกแปลงเป็น AC ผ่านอินเวอร์เตอร์ และส่งไปยังโหลดผ่านสวิตช์ถ่ายโอน เพื่อที่จะยังคงจ่ายพลังงานให้กับโหลดในกรณีที่อินเวอร์เตอร์ขัดข้อง สวิตช์ถ่ายโอนกำลังจะใช้แหล่งพลังงานสำรองอื่น

โดยทั่วไปแล้ว UPS สมัยใหม่จะใช้เทคโนโลยีการปรับความกว้างพัลส์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังสมัยใหม่ เช่น MOSFET กำลังและ IGBT และลดเสียงรบกวนของแหล่งจ่ายไฟ ตลอดจนปรับปรุงประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือ การเปิดตัวเทคโนโลยีฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ไมโครโปรเซสเซอร์สามารถตระหนักถึงการจัดการอัจฉริยะของ UPS การบำรุงรักษาระยะไกล และการวินิจฉัยระยะไกล

ปัจจุบัน ความจุสูงสุดของ UPS ออนไลน์สามารถรองรับได้ถึง 600kVA การพัฒนา UPS ขนาดเล็กพิเศษก็ทำได้รวดเร็วเช่นกัน และมีข้อกำหนดของผลิตภัณฑ์ต่างๆ อยู่แล้ว เช่น 0.5kVA, lVA, 2kVA, 3kVA

แหล่งจ่ายไฟอินเวอร์เตอร์

แหล่งจ่ายไฟอินเวอร์เตอร์ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการควบคุมความเร็วการแปลงความถี่ของมอเตอร์ AC และตำแหน่งของมันในระบบขับเคลื่อนไฟฟ้ามีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ และได้รับผลกระทบในการประหยัดพลังงานอย่างมาก วงจรหลักของแหล่งจ่ายไฟอินเวอร์เตอร์ใช้รูปแบบ AC-DC-AC แหล่งจ่ายไฟความถี่พลังงานจะกลายเป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงคงที่ผ่านวงจรเรียงกระแส จากนั้นตัวแปลงความถี่สูงแบบ PWM ที่ประกอบด้วยทรานซิสเตอร์กำลังสูงหรือ IGBT จะแปลงแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงเป็นแรงดันไฟฟ้าและเอาต์พุต AC ความถี่แปรผัน และรูปคลื่นของเอาต์พุตกำลังจะประมาณเป็นคลื่นไซน์ มันถูกใช้เพื่อขับเคลื่อนมอเตอร์อะซิงโครนัส AC เพื่อให้เกิดการควบคุมความเร็วแบบไม่มีขั้นตอน

มีการเปิดตัวผลิตภัณฑ์แหล่งจ่ายไฟอินเวอร์เตอร์ระหว่างประเทศที่มีขนาดต่ำกว่า 400kVA ในช่วงต้นทศวรรษ 1980 บริษัท โตชิบา คอร์ปอเรชั่น แห่งประเทศญี่ปุ่น ได้นำเทคโนโลยีการควบคุมความเร็วความถี่ตัวแปร AC มาใช้กับเครื่องปรับอากาศเป็นครั้งแรก ภายในปี 1997 ส่วนแบ่งการตลาดมีมากกว่า 70% ของเครื่องปรับอากาศในครัวเรือนของญี่ปุ่น เครื่องปรับอากาศระบบอินเวอร์เตอร์มีข้อดีคือความสบายและประหยัดพลังงาน ในช่วงต้นทศวรรษ 1990 ประเทศจีนเริ่มวิจัยเครื่องปรับอากาศแบบอินเวอร์เตอร์ ในปีพ.ศ. 2539 ได้เปิดตัวสายการผลิตเพื่อผลิตเครื่องปรับอากาศระบบอินเวอร์เตอร์ และค่อยๆ กลายเป็นจุดสนใจในการพัฒนาและผลิตเครื่องปรับอากาศระบบอินเวอร์เตอร์ คาดว่าจุดไคลแม็กซ์จะเกิดขึ้นภายในประมาณปี 2000 นอกเหนือจากแหล่งจ่ายไฟความถี่ผันแปรแล้ว เครื่องปรับอากาศแบบอินเวอร์เตอร์ยังต้องการมอเตอร์คอมเพรสเซอร์ "target=_blank> มอเตอร์เครื่องจักรที่เหมาะสำหรับการควบคุมความเร็วการแปลงความถี่ กลยุทธ์การควบคุมที่ได้รับการปรับปรุงให้เหมาะสมและส่วนประกอบการทำงานที่เลือกเป็นทิศทางการพัฒนาเพิ่มเติมของแหล่งจ่ายไฟแปลงความถี่เครื่องปรับอากาศ

อินเวอร์เตอร์ความถี่สูงแก้ไขระบบเครื่องกลไฟฟ้า " target=_blank> แหล่งจ่ายไฟของเครื่องจักร

อินเวอร์เตอร์ความถี่สูงแก้ไขระบบเครื่องกลไฟฟ้า " target=_blank> แหล่งจ่ายไฟของเครื่องจักรคือประสิทธิภาพสูง ประสิทธิภาพสูง และประหยัดวัสดุในการเชื่อมระบบเครื่องกลไฟฟ้าใหม่ "target=_blank> แหล่งจ่ายไฟของเครื่องจักร ซึ่งเป็นตัวแทนของการเชื่อมระบบเครื่องกลไฟฟ้าในปัจจุบัน" เป้าหมาย=_blank> ทิศทางการพัฒนาของกำลังของเครื่องจักร เนื่องจากการจำหน่ายโมดูลความจุสูง IGBT ในเชิงพาณิชย์ แหล่งจ่ายไฟนี้มีโอกาสในการใช้งานในวงกว้าง

ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์

เครื่องเชื่อมอินเวอร์เตอร์ระบบเครื่องกลไฟฟ้า "target=_blank> แหล่งจ่ายไฟของเครื่องจักรส่วนใหญ่ใช้วิธีการแปลง AC-DC-AC-DC-DC ไฟ AC 50Hz ถูกแปลงเป็น DC โดยการแก้ไขแบบบริดจ์เต็มรูปแบบความถี่สูง PWM ประกอบด้วย IGBT ส่วนการแปลงจะแปลงกระแสตรงเป็นคลื่นสี่เหลี่ยมความถี่สูงที่ 20 kHz ซึ่งควบคู่กับหม้อแปลงความถี่สูงและได้รับการแก้ไขและกรองเพื่อให้เป็นกระแสตรงที่เสถียรและใช้ส่วนโค้งของแหล่งจ่ายไฟ

เนื่องจากสภาพการทำงานที่ไม่ดีของแหล่งจ่ายไฟของเครื่องจักรในการเชื่อม "target=_blank> การลัดวงจร การอาร์ก และวงจรเปิดบ่อยครั้ง อินเวอร์เตอร์ความถี่สูงในการแก้ไขแหล่งจ่ายไฟของเครื่องจักร "target=_blank> จึงเชื่อถือได้ ปัญหาทางเพศกลายเป็นปัญหาที่สำคัญที่สุดและเป็นปัญหาสำหรับผู้ใช้กังวลมากที่สุด ไมโครโปรเซสเซอร์ถูกใช้เป็นตัวควบคุมที่เกี่ยวข้องกับการมอดูเลตความกว้างพัลส์ (PWM) ด้วยการแยกและการวิเคราะห์หลายพารามิเตอร์และข้อมูลหลายรายการ ทำให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการทำนายสถานะการทำงานต่างๆ ของระบบ จากนั้นระบบจะได้รับการปรับเปลี่ยนและประมวลผลล่วงหน้าเพื่อแก้ไขปัญหา ความน่าเชื่อถือของแหล่งจ่ายไฟอินเวอร์เตอร์ IGBT กำลังสูงในปัจจุบัน

เครื่องเชื่อมอินเวอร์เตอร์ต่างประเทศสามารถบรรลุกระแสเชื่อมที่ได้รับการจัดอันดับที่ 300A ระยะเวลาโหลด 60% แรงดันไฟฟ้าโหลดเต็ม 60~75V ช่วงการควบคุมปัจจุบัน 5~300A และน้ำหนัก 29 กก.

แหล่งจ่ายไฟ DC แรงดันสูงชนิดสวิตช์กำลังสูง

แหล่งจ่ายไฟ DC แรงดันสูงชนิดสวิตช์กำลังสูงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์ขนาดใหญ่ เช่น เครื่องตกตะกอนไฟฟ้าสถิต การปรับปรุงคุณภาพน้ำ เครื่องเอ็กซ์เรย์ทางการแพทย์ และเครื่อง CT แรงดันไฟฟ้าสูงถึง 50~l59kV กระแสสูงถึง 0.5A และพลังงานสามารถเข้าถึง 100kW

นับตั้งแต่ทศวรรษ 1970 เป็นต้นมา บริษัทญี่ปุ่นบางแห่งเริ่มใช้เทคโนโลยีอินเวอร์เตอร์เพื่อแก้ไขแหล่งจ่ายไฟหลักให้เป็นความถี่กลางประมาณ 3 kHz แล้วเพิ่มกำลัง ในช่วงทศวรรษ 1980 เทคโนโลยีการจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งความถี่สูงได้รับการพัฒนาอย่างรวดเร็ว Siemens Germany ใช้ทรานซิสเตอร์กำลังเป็นส่วนประกอบสวิตชิ่งหลักเพื่อเพิ่มความถี่สวิตชิ่งของแหล่งจ่ายไฟให้มากกว่า 20 kHz เทคโนโลยีหม้อแปลงชนิดแห้งถูกนำไปใช้กับแหล่งจ่ายไฟแรงดันสูงความถี่สูงได้สำเร็จ และถังเชื้อเพลิงหม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูงก็ถูกกำจัดออกไป เพื่อลดระดับเสียงของระบบหม้อแปลงให้ลดลงอีก การวิจัยภายในประเทศเกี่ยวกับแหล่งจ่ายไฟ DC ไฟฟ้าแรงสูงตกตะกอนไฟฟ้าสถิตได้รับการพัฒนา แหล่งจ่ายไฟหลักได้รับการแก้ไขเป็น DC และวงจรอินเวอร์เตอร์เรโซแนนซ์ซีรีย์สวิตช์กระแสเป็นศูนย์ของบริดจ์เต็มใช้เพื่อแปลงแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงเป็นแรงดันไฟฟ้าความถี่สูง ซึ่งถูกเพิ่มพลังด้วยหม้อแปลงความถี่สูงและแก้ไขในที่สุด เป็นไฟฟ้ากระแสตรงแรงสูง ภายใต้สภาวะโหลดตัวต้านทาน แรงดันเอาต์พุต DC ถึง 55kV กระแสไฟฟ้าสูงถึง 15mA และความถี่ในการทำงานคือ 25.6kHz

ตัวกรองพลังงานที่ใช้งาน Elf Bar BC 5000 ,Vape แบบใช้แล้วทิ้ง, บุหรี่ไฟฟ้า, vape

เมื่อตัวแปลง AC-DC แบบธรรมดาถูกนำไปใช้งาน กระแสฮาร์มอนิกจำนวนมากจะถูกฉีดเข้าไปในโครงข่ายไฟฟ้า ทำให้เกิดการสูญเสียฮาร์มอนิกและการรบกวน และในเวลาเดียวกัน ตัวประกอบกำลังของฝั่งเครือข่ายอุปกรณ์จะเสื่อมลง นั่นคือที่เรียกว่า "พลังงานไฟฟ้า" อันตรายต่อสาธารณะ เช่น เมื่อการแก้ไขที่ไม่สามารถควบคุมได้พร้อมการกรองตัวเก็บประจุ เนื้อหาฮาร์มอนิกที่สามของด้านกริดสามารถเข้าถึงได้ (70 ~ 80)% และตัวประกอบกำลังของด้านกริดมีเพียง 0.5~0.6.

ตัวกรองกำลังแบบแอกทีฟเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังชนิดใหม่ที่สามารถระงับฮาร์โมนิคแบบไดนามิกได้ สามารถเอาชนะข้อบกพร่องของตัวกรอง LC แบบเดิมได้ และเป็นวิธีการปราบปรามฮาร์มอนิกที่มีแนวโน้มดี ตัวกรองประกอบด้วยตัวแปลงกำลังสวิตชิ่งบริดจ์และวงจรควบคุมเฉพาะ ความแตกต่างจากแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งแบบเดิมคือ: (1) ไม่เพียงแต่แรงดันเอาต์พุตป้อนกลับเท่านั้น แต่ยังรวมถึงกระแสเฉลี่ยอินพุตป้อนกลับด้วย; (2) สัญญาณอ้างอิงลูปปัจจุบันเป็นผลคูณของสัญญาณข้อผิดพลาดลูปแรงดันไฟฟ้าและสัญญาณสุ่มตัวอย่างแรงดันไฟฟ้าที่แก้ไขเต็มคลื่น

ระบบจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งแบบกระจาย

ระบบจ่ายไฟแบบกระจายใช้โมดูลพลังงานขนาดเล็กและวงจรรวมควบคุมขนาดใหญ่เป็นส่วนประกอบพื้นฐาน และใช้ความสำเร็จทางทฤษฎีและทางเทคนิคล่าสุดเพื่อสร้างแบบเอกสารสำเร็จรูปและแหล่งจ่ายไฟพลังงานสูงอัจฉริยะ เพื่อให้การผสมผสานระหว่างพลังงานสูงและพลังงานต่ำถูกรวมเข้าด้วยกันเพื่อลดพลังงานสูง แรงกดดันในการพัฒนาส่วนประกอบและกำลังสูง