Das Powermodul PWB ist eine Leiterplatte, die direkt auf die Stromversorgung der PWB montiert werden kann. Seine Besonderheit besteht darin, dass es sich um einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis handeln kann (ASIC), digitaler Signalprozessor (DSP), Mikroprozessor, Erinnerung, und feldprogrammierbares Gate. Array (FPGA) und andere digitale oder analoge Lasten liefern Strom. Allgemein gesprochen, Dieser Modultyp wird als Last bezeichnet (POL) Stromversorgungssystem oder ein Point-of-Use-Stromversorgungssystem (WELPEN). Aufgrund der vielen Vorteile des modularen Aufbaus, Das modulare Netzteil wird häufig in Schaltgeräten verwendet, Zugangsausrüstung, Mobilfunk, Mikrowellenkommunikation, optische Übertragung, Router und andere Kommunikationsbereiche, sowie Automobilelektronik, Luft- und Raumfahrt, und so weiter.
Entsprechend den Anwendungsgebieten moderner Leistungselektronik, Wir teilen das Leistungsmodul wie folgt auf:
Ökostrommodul
Die rasante Entwicklung der Computertechnologie hat die Menschheit nicht nur in die Informationsgesellschaft geführt, sondern förderte auch die rasante Entwicklung der Leistungsmodultechnologie. In den 1980er Jahren, Computer haben das Schaltnetzteil vollständig übernommen und die Führung beim Abschluss des Austauschs des Computer-Netzteils übernommen. Dann hielt die Schaltnetzteiltechnik Einzug in den Bereich der elektronischen und elektrischen Geräte.
Mit der Entwicklung der Computertechnologie, Es werden ein grüner Computer und ein grünes Strommodul vorgeschlagen. Unter „grüner Computer“ versteht man im Allgemeinen Personalcomputer und verwandte Produkte, die für die Umwelt unbedenklich sind. Unter „grüner Stromversorgung“ versteht man die hocheffiziente und energiesparende Stromversorgung umweltfreundlicher Computer. Laut der “Energiestern” der USA. Umweltschutzbehörde im Juni 17, 1992 “Der Plan sieht vor, dass der Stromverbrauch von Desktop-PCs oder zugehörigen Peripheriegeräten geringer ist als 30 Watt im Schlaf, Es erfüllt die Anforderungen umweltfreundlicher Computer. Die Verbesserung der Energieeffizienz ist der grundlegende Weg zur Reduzierung des Stromverbrauchs. Für die 200 Watt-Schaltnetzteil mit 75% Effizienz, das Netzteil selbst verbraucht 50 Watt Energie.
Schaltnetzteilmodul
Die rasante Entwicklung der Kommunikationsindustrie hat die Entwicklung der Kommunikationsstromversorgung erheblich vorangetrieben. Miniaturisierte Hochfrequenz-Schaltnetzteile und ihre Technologie sind zum Mainstream moderner Kommunikationsstromversorgungssysteme geworden. Im Bereich der Kommunikation, Gleichrichter wird üblicherweise als Primärstromversorgung bezeichnet, und DC-DC (Gleichstrom / Gleichstrom) Der Wandler wird als sekundäre Stromversorgung bezeichnet. Die Primärstromversorgung dient zur Umwandlung des ein- oder dreiphasigen Wechselstromnetzes in ein Gleichstromnetz mit einer Nennspannung von 48 V. Derzeit, gehören zu den primären Stromversorgungen, die in programmgesteuerten Schaltern verwendet werden, Das herkömmliche phasengesteuerte geregelte Netzteil wurde durch ein Hochfrequenz-Schaltnetzteil ersetzt (auch als Schaltgleichrichter SMR bekannt) Durch den Hochfrequenzbetrieb von MOSFET oder IGBT, Die Schaltfrequenz wird im Allgemeinen im Bereich von 50–100 kHz gesteuert, um eine hohe Effizienz und Miniaturisierung zu erreichen. In den letzten Jahren, Die Leistungskapazität des Schaltgleichrichters wurde erweitert, und die Einzelmaschinenkapazität wurde von 48 V erweitert / 12.5A und 48V / 20a bis 48V / 200A und 48V / 400A.
Schaltnetzteil
Aufgrund der großen Vielfalt an integrierten Schaltkreisen, die in Kommunikationsgeräten verwendet werden, und unterschiedlichen Versorgungsspannungen, Hochfrequenz-DC-DC-Isolations-Leistungsmodul mit hoher Leistungsdichte wird in Kommunikations-Stromversorgungssystemen verwendet, um das Stromversorgungsmodul von der Zwischenbusspannung zu isolieren (im Allgemeinen 48V DC) Es kann in verschiedene benötigte Gleichspannungen umgewandelt werden, was den Verlust erheblich reduzieren kann, erleichtern die Wartung, und ist sehr praktisch für Installation und Erweiterung. Allgemein, Es kann direkt auf der Standardsteuerplatine installiert werden. Die Anforderung an die sekundäre Stromversorgung ist eine hohe Leistungsdichte. Aufgrund der kontinuierlichen Steigerung der Kommunikationskapazität, Auch die Kapazität der Kommunikationsstromversorgung wird zunehmen.
Konverter
Gleichstrom / Gleichstromwandler wandelt eine feste Gleichspannung in eine variable Gleichspannung um. Diese Technologie wird häufig bei der stufenlosen Geschwindigkeitsänderung und Steuerung von Oberleitungsbussen eingesetzt, U-Bahn und Elektrofahrzeug. Gleichzeitig, Die obige Steuerung kann die Leistung einer stabilen Beschleunigung und einer schnellen Reaktion erreichen, und elektrische Energie sparen. Durch den Austausch des Rheostats durch einen Gleichstrom-Zerhacker kann Strom gespart werden (20 ~ 30) %Der DC-Chopper kann nicht nur die Spannung regeln (Schaltnetzteil), sondern unterdrücken auch effektiv das harmonische Stromrauschen auf der Seite des Stromnetzes.
Die Sekundärleistung DC / Gleichstromwandler zur Kommunikationsstromversorgung wurden kommerzialisiert. Das Modul nutzt die Hochfrequenz-PWM-Technologie. Die Schaltfrequenz beträgt etwa 500 kHz und die Leistungsdichte beträgt 5 W bis 20 W / in3. Mit der Entwicklung hochintegrierter Schaltkreise, Das Leistungsmodul ist erforderlich, um die Miniaturisierung zu realisieren. daher, Es ist notwendig, die Schaltfrequenz kontinuierlich zu verbessern und neue Schaltungstopologien einzuführen. Derzeit, Einige Unternehmen haben Nullstromschalter und Nullstromschalter entwickelt und produziert. Das sekundäre Stromversorgungsmodul der Spannungsschalttechnologie hat die Leistungsdichte erheblich verbessert.
UPS
Unterbrechungsfreie Stromversorgung (UPS) Es handelt sich um eine äußerst zuverlässige und leistungsstarke Stromversorgung, die für Computer erforderlich ist, Kommunikationssysteme und Anlässe, die nicht unterbrochen werden können. Der Wechselstrom-Netzeingang wird durch den Gleichrichter in Gleichstrom umgewandelt, Ein Teil der Energie wird in den Akku geladen, und der andere Teil der Energie wird durch den Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt und über den Umwandlungsschalter an die Last gesendet. Um die Last auch bei Ausfall des Wechselrichters weiterhin mit Energie zu versorgen, Eine weitere Standby-Stromversorgung wird durch den Leistungsübertragungsschalter geleitet.
Moderne USVs verwenden im Allgemeinen die Pulsweitenmodulationstechnologie, Leistungs-M0SFET, IGBT und andere moderne leistungselektronische Geräte, Damit kann das Rauschen der Stromversorgung reduziert und die Effizienz und Zuverlässigkeit verbessert werden. Durch die Einführung von Mikroprozessor-Software und -Hardwaretechnologie kann ein intelligentes Management realisiert werden, Fernwartung und Ferndiagnose von USVs.
Die maximale Kapazität einer Online-USV kann 600 kVA erreichen. Auch Kleinstunternehmen entwickeln sich rasant, und es gibt Produkte mit 0,5 kVA, LÖWE, 2KVA, 3KVA und andere Spezifikationen.
Wechselrichter-Stromversorgung
Die Wechselrichterstromversorgung wird hauptsächlich zur Drehzahlregelung von Wechselstrommotoren mit variabler Frequenz verwendet. Es spielt eine immer wichtigere Rolle im elektrischen Übertragungssystem und hat große Energiespareffekte erzielt. Der Hauptstromkreis der Wechselrichter-Stromversorgung verwendet das AC-DC-AC-Schema. Die Netzfrequenz-Stromversorgung wird durch einen Gleichrichter in eine feste Gleichspannung umgewandelt, Anschließend wandelt der aus einem Hochleistungstransistor oder IGBT bestehende PWM-Hochfrequenzwandler die Gleichspannung in eine Gleichspannung mit variabler Spannung und Frequenz um. Die Wellenform der Ausgangsleistung ähnelt einer Sinuswelle, die zum Antrieb eines Wechselstrom-Asynchronmotors verwendet wird, um eine stufenlose Geschwindigkeitsregelung zu realisieren.
Weltweit ist eine Reihe von Wechselrichter-Stromversorgungsprodukten unter 400 kVA auf den Markt gekommen. In den frühen 1980er Jahren, Die japanische Toshiba Corporation hat erstmals die AC-Technologie zur Geschwindigkeitsregelung mit variabler Frequenz bei Klimaanlagen eingesetzt. Von 1997, sein Anteil hatte mehr als erreicht 70% der japanischen Haushaltsklimageräte. Klimaanlagen mit variabler Frequenz bieten die Vorteile von Komfort und Energieeinsparung. China begann Anfang der 1990er Jahre mit der Erforschung von Klimaanlagen mit variabler Frequenz und führte Produktionslinien zur Herstellung von Klimaanlagen mit variabler Frequenz ein 1996 Frequenzumwandlungs-Klimaanlagen haben sich nach und nach zu einem Hotspot in der Entwicklung und Produktion von Frequenzumwandlungs-Klimaanlagen entwickelt. Es wird damit gerechnet, dass der Höhepunkt um ca. erreicht wird 2000. Zusätzlich zur Frequenzumwandlungsstromversorgung, Für eine Klimaanlage mit Frequenzumwandlung ist außerdem ein Kompressormotor erforderlich, der für die Drehzahlregelung mit Frequenzumwandlung geeignet ist. Die Optimierung der Steuerungsstrategie und die Auswahl funktionaler Komponenten sind die Weiterentwicklungsrichtung der Frequenzumwandlungsstromversorgung von Klimaanlagen.
Schweißgerät-Leistungsmodul
Das Hochfrequenz-Inverter-Gleichrichter-Schweißnetzteil ist ein neues Schweißnetzteil mit hoher Leistung, hohe Effizienz und Materialeinsparung, was die Entwicklungsrichtung der Schweißstromversorgung darstellt. Aufgrund der Kommerzialisierung von IGBT-Modulen mit großer Kapazität, Dieses Netzteil hat eine breite Anwendungsperspektive.
Die meisten Netzteile für Inverter-Schweißgeräte verwenden Wechselstrom-Gleichstrom-Wechselstrom-Gleichstrom (AC-DC-AC-DC) Konvertierungsmethode. 50Hz-Wechselstrom wird durch Vollbrückengleichrichtung in Gleichstrom umgewandelt, und der aus IGBT bestehende PWM-Hochfrequenzumwandlungsteil wandelt den Gleichstrom in eine 20-kHz-Hochfrequenz-Rechteckwelle um, die durch einen Hochfrequenztransformator gekoppelt ist, gleichgerichtet und gefiltert, um einen stabilen Gleichstrom zu erhalten, und der Stromversorgungslichtbogen wird verwendet.
Aufgrund der schlechten Betriebsbedingungen der Stromversorgung des Schweißgeräts, was häufig im abwechselnden Kurzschlusswechsel liegt, Lichtbogen brennt und Stromkreis offen, Die Betriebszuverlässigkeit der Stromversorgung des Hochfrequenz-Wechselrichter-Gleichrichter-Schweißgeräts ist zum kritischsten Problem und zum am meisten beunruhigten Problem der Benutzer geworden. Als Pulsweitenmodulation kommt ein Mikroprozessor zum Einsatz (PWM) Durch die Extraktion und Analyse mehrerer Parameter und Informationen, Der jeweilige Controller kann verschiedene Betriebszustände des Systems vorhersagen, und dann das System im Voraus anpassen und verarbeiten, um die Zuverlässigkeit der aktuellen Hochleistungs-IGBT-Wechselrichter-Stromversorgung zu lösen.
Ausländische Inverter-Schweißgeräte können einen Nennschweißstrom von 300 A erreichen, Belastungsdauerrate von 60%, Volllastspannung von 60 ~ 75V, aktueller Regelbereich von 5 ~ 300A und Gewicht von 29kg.
DC-Leistungsmodul
Ein Hochspannungs-Gleichstromnetzteil mit Hochleistungsschalter wird häufig bei der elektrostatischen Staubentfernung eingesetzt, Verbesserung der Wasserqualität, medizinisches Röntgengerät, CT-Gerät und andere Großgeräte. Die Spannung liegt bei 50 ~l59kv, Der Strom beträgt mehr als 0,5 A, und die Leistung beträgt bis zu 100 kW.
Seit den 1970er Jahren, Einige japanische Unternehmen begannen mit der Wechselrichtertechnologie, um den Netzstrom nach der Gleichrichtung in eine Zwischenfrequenz von etwa 3 kHz umzuwandeln, und dann die Spannung erhöhen. In den 1980er Jahren, Die Technologie der Hochfrequenz-Schaltnetzteile entwickelte sich rasant. Das deutsche Unternehmen Siemens nutzte Leistungstransistoren als Hauptschaltelemente, um die Schaltfrequenz der Stromversorgung auf über 20 kHz zu erhöhen. Und die Trockentransformatortechnologie wurde erfolgreich auf Hochfrequenz- und Hochspannungstransformatoren angewendet. Der Hochspannungstransformator-Öltank wird aufgehoben, um das Volumen des Transformatorsystems weiter zu reduzieren.
Die Hochspannungs-Gleichstromversorgung für Elektrofilter wurde in China entwickelt. Der Netzstrom wird durch Gleichrichtung in Gleichstrom umgewandelt. Die Gleichspannung wird mithilfe einer Serienresonanz-Wechselrichterschaltung mit Vollbrücken-Nullstromschalter in Hochfrequenzspannung umgewandelt, und dann durch einen Hochfrequenztransformator verstärkt. Endlich, es wird in DC-Hochspannung gleichgerichtet. Unter der Bedingung einer Widerstandslast, Die Ausgangsgleichspannung erreicht 55 kV, Der Strom erreicht 15 mA und die Arbeitsfrequenz beträgt 25,6 kHz.
Wellenfilter
Wenn der herkömmliche AC-DC-Wandler in Betrieb genommen wird, Es wird eine große Menge Oberschwingungsstrom in das Stromnetz einspeisen, Dies kann zu harmonischen Verlusten und Störungen führen. Gleichzeitig, Es besteht auch das Phänomen einer Verschlechterung des Leistungsfaktors auf der Netzseite des Geräts, das heißt, die sog “Stromverschmutzung”. Zum Beispiel, wenn unkontrollierbare Gleichrichtung und kapazitive Filterung hinzukommen, der Gehalt der dritten Harmonischen auf der Netzseite erreichen kann (70 ~ 80)%, und der Leistungsfaktor auf der Netzseite beträgt nur 0.5 ~ 0.6.
Der aktive Leistungsfilter ist ein neues leistungselektronisches Gerät, das Oberwellen dynamisch unterdrücken kann. Es kann die Mängel herkömmlicher LC-Filter überwinden und ist ein vielversprechendes Mittel zur Oberwellenunterdrückung. Der Filter besteht aus einem Brückenschaltstromwandler und einem spezifischen Steuerkreis. Der Unterschied zum herkömmlichen Schaltnetzteil ist: (1) nicht nur Feedback-Ausgangsspannung, aber auch der durchschnittliche Strom am Rückkopplungseingang; (2) Das Stromschleifen-Referenzsignal ist das Produkt des Spannungsschleifen-Fehlersignals und des vollwellengleichgerichteten Spannungsabtastsignals.
Stromversorgungssystem
Das dezentrale Stromversorgungssystem verwendet als Grundkomponenten Low-Power-Module und große integrierte Steuerungsschaltkreise, und nutzt die neuesten Theorien und technischen Errungenschaften, um einen Baustein und eine intelligente Hochleistungsstromversorgung zu bilden, um starken Strom mit schwachem Strom eng zu kombinieren, Reduzieren Sie den Entwicklungsdruck von Hochleistungskomponenten und Hochleistungsgeräten (zentralisiert) und die Produktionseffizienz verbessern.
In den frühen 1980er Jahren, Die Forschung zu verteilten Hochfrequenz-Schaltnetzteilen konzentrierte sich im Wesentlichen auf die Erforschung der Wandler-Paralleltechnologie. Mitte und Ende der 1980er Jahre, mit der rasanten Entwicklung der Hochfrequenz-Energieumwandlungstechnologie, Nacheinander tauchten verschiedene Konvertertopologien auf. Kombiniert mit hochintegrierter Schaltkreis- und Leistungskomponententechnologie, Die Integration kleiner und mittlerer Leistungsgeräte wurde möglich, was die Entwicklung der Energieverteilung seit Ende der 1980er Jahre schnell vorangetrieben hat, Diese Richtung hat sich zu einem Forschungs-Hotspot im internationalen Bereich der Leistungselektronik entwickelt. Die Anzahl der Arbeiten steigt von Jahr zu Jahr und das Anwendungsgebiet erweitert sich.
Die dezentrale Stromversorgung bietet den Vorteil der Energieeinsparung, Zuverlässigkeit, hohe Effizienz, Wirtschaftlichkeit und bequeme Wartung. Es wurde nach und nach von Großrechnern übernommen, Kommunikationsausrüstung, Luft- und Raumfahrt, industrielle steuerung und andere systeme. Es ist auch ein Niederspannungsnetzteil (3.3V) für integrierte Ultrahochgeschwindigkeitsschaltungen Es bietet auch breite Anwendungsaussichten bei Hochleistungsanwendungen, wie zum Beispiel Galvanisieren, elektrolytische Stromversorgung, Stromversorgung für elektrische Lokomotiven, Mittelfrequenz-Induktionsheiznetzteil, Motorantriebsstromversorgung und so weiter.
PCB vs. PWB, PWB vs. FPC
Leiterplatte: ist die Abkürzung für „Printed Circuit Board“., die offizielle Übersetzung lautet Leiterplatte bzw. Leiterplatte, oder Leiterplatte; einschließlich gedruckter Schaltungsgrafiken und gedruckter Komponenten;
PWB: ist die Abkürzung für „Printed Wire Board“., die offizielle Übersetzung ist Leiterplatte, das ist der frühe Name der Briten, Denn auf der Platine befanden sich damals nur Schaltpläne und keine gedruckten Bauteile, es war also ein relativ primitives Brett;
FPC: ist die Abkürzung für Flexible Leiterplatte. Auch als Softboard bekannt.
Tatsächlich, PWB und PCB sind beide PCBs. Heute nennt es jeder PCB, aber es wird selten PWB genannt. Leiterplatten werden in starre Leiterplatten und flexible Leiterplatten unterteilt. Derzeit, In der Leiterplattenindustrie werden starre Leiterplatten und flexible Leiterplatten als FPC bezeichnet.
