Modulul de alimentare PWB este o placă de circuit imprimat care poate fi montată direct pe sursa de alimentare a PWB. Caracteristica sa este că poate fi un circuit integrat specific aplicației (ASIC), procesor de semnal digital (DSP), microprocesor, memorie, si poarta programabila in camp. Matrice (FPGA) iar alte sarcini digitale sau analogice furnizează energie. În general vorbind, acest tip de modul se numește încărcare (POL) sistem de alimentare cu energie electrică sau un sistem de alimentare cu energie electrică la punctul de utilizare (PUȘI). Datorită numeroaselor avantaje ale structurii modulare, sursa de alimentare modulară este utilizată pe scară largă în echipamentele de comutare, echipamente de acces, comunicatii mobile, comunicații cu microunde, transmisie optică, routere și alte domenii de comunicații, precum și electronice auto, aerospațial, și așa mai departe.
Conform domeniilor de aplicare ale electronicii moderne de putere, împărțim modulul de putere după cum urmează:
Modul verde de alimentare
Dezvoltarea rapidă a tehnologiei informatice nu a condus doar omenirea în societatea informațională, dar a promovat și dezvoltarea rapidă a tehnologiei modulelor de putere. În anii 1980, calculatoarele au adoptat pe deplin sursa de alimentare cu comutare și au preluat conducerea în finalizarea înlocuirii sursei de alimentare a computerului. Apoi tehnologia de alimentare cu comutare a intrat în domeniul echipamentelor electronice și electrice.
Odată cu dezvoltarea tehnologiei informatice, sunt propuse calculatorul verde și modulul de alimentare verde. Computerul verde se referă, în general, la computerele personale și produsele conexe care sunt inofensive pentru mediu. Sursa de alimentare verde se referă la sursa de energie de înaltă eficiență și economisire a energiei asociată computerelor verzi. Potrivit “Energy Star” a S.U.A. Agenția pentru Protecția Mediului în iunie 17, 1992 “Planul prevede că dacă consumul de energie al computerelor personale desktop sau al perifericelor aferente este mai mic decât 30 wați în timpul somnului, îndeplinește cerințele computerelor verzi. Îmbunătățirea eficienței energetice este modalitatea fundamentală de reducere a consumului de energie. Pentru 200 Watt de alimentare comutatoare cu 75% eficienţă, sursa de alimentare în sine consumă 50 wați de energie.
Modul de alimentare cu comutare
Dezvoltarea rapidă a industriei comunicațiilor a promovat foarte mult dezvoltarea sursei de alimentare pentru comunicații. Sursa de alimentare cu comutație miniaturizată de înaltă frecvență și tehnologia acesteia au devenit curentul principal al sistemului modern de alimentare cu energie de comunicare. În domeniul comunicării, redresorul este de obicei numit sursă de alimentare primară, și DC-DC (DC / DC) este utilizat Convertorul se numește sursă secundară de alimentare. Sursa de alimentare primară este utilizată pentru a converti rețeaua de alimentare CA monofazată sau trifazată într-o sursă de alimentare CC cu o valoare nominală de 48V. În prezent, printre sursele de alimentare primare utilizate în comutatoarele controlate de program, sursa tradițională de alimentare reglată controlată de fază a fost înlocuită cu o sursă de alimentare comutată de înaltă frecvență (cunoscut și sub denumirea de redresor comutator SMR) Prin funcționarea de înaltă frecvență a MOSFET sau IGBT, frecvența de comutare este în general controlată în intervalul 50-100 kHz pentru a obține o eficiență ridicată și miniaturizare. În ultimii ani, capacitatea de putere a redresorului de comutare s-a extins, iar capacitatea unei singure mașini a fost extinsă de la 48V / 12.5A și 48V / 20a la 48V / 200A și 48V / 400O.
Alimentare în mod comutator
Datorită varietatii mari de circuite integrate utilizate în echipamentele de comunicații și diferitelor tensiuni de alimentare, Modulul de putere de izolare DC-DC de înaltă frecvență cu densitate mare de putere este utilizat în sistemul de alimentare de comunicații pentru a izola modulul de alimentare de tensiunea magistralei intermediare (în general 48V DC) Poate fi convertit în diferite tensiuni DC necesare, ceea ce poate reduce foarte mult pierderea, facilitează întreținerea, și este foarte convenabil pentru instalare și creștere. În general, poate fi instalat direct pe placa de control standard. Cerința pentru alimentarea secundară este o densitate mare de putere. Datorită creșterii continue a capacității de comunicare, va crește și capacitatea de alimentare cu energie de comunicație.
Convertor
DC / Convertorul DC transformă o tensiune continuă fixă într-o tensiune continuă variabilă. Această tehnologie este utilizată pe scară largă în schimbarea continuă a vitezei și controlul troleibuzului, tren de metrou și vehicul electric. În același timp, controlul de mai sus poate atinge performanța de accelerare stabilă și răspuns rapid, și economisiți energie electrică. Înlocuirea reostatului cu tocător de curent continuu poate economisi energie electrică (20 ~ 30) %Chopperul DC nu poate doar regla tensiunea (comutarea sursei de alimentare), dar, de asemenea, suprima eficient zgomotul de curent armonic din partea rețelei electrice.
Puterea secundară DC / A fost comercializat un convertor DC al sursei de alimentare de comunicații. Modulul adoptă tehnologia PWM de înaltă frecvență. Frecvența de comutare este de aproximativ 500KHz și densitatea de putere este de 5W ~ 20W / in3. Odată cu dezvoltarea circuitelor integrate la scară largă, modulul de putere este necesar pentru realizarea miniaturizării. Prin urmare, este necesară îmbunătățirea continuă a frecvenței de comutare și adoptarea unei noi topologii de circuit. În prezent, unele companii au dezvoltat și produs comutator de curent zero și putere zero Modulul de alimentare secundară al tehnologiei de comutare a tensiunii a îmbunătățit considerabil densitatea puterii.
UPS
Alimentare neîntreruptibilă (UPS) Este o sursă de alimentare extrem de fiabilă și de înaltă performanță necesară pentru computere, sisteme de comunicare și ocazii care nu pot fi întrerupte. Intrarea de la rețeaua de curent alternativ este schimbată în curent continuu prin redresor, o parte din energie este încărcată la acumulator, iar cealaltă parte a energiei este schimbată în AC prin invertor și trimisă la sarcină prin comutatorul de conversie. Pentru a furniza energie încărcăturii în cazul defectării invertorului, o altă sursă de alimentare de așteptare trece prin comutatorul de transfer de putere.
UPS-ul modern adoptă în general tehnologia de modulare a lățimii impulsului, putere M0SFET, IGBT și alte dispozitive electronice moderne de putere, astfel încât zgomotul sursei de alimentare să poată fi redus și eficiența și fiabilitatea pot fi îmbunătățite. Introducerea tehnologiei software și hardware cu microprocesor poate realiza managementul inteligent, întreținere la distanță și diagnosticare de la distanță a UPS-urilor.
Capacitatea maximă a UPS-ului On-line poate ajunge la 600KVA. UPS-uri ultra mici se dezvoltă, de asemenea, rapid, si sunt produse de 0.5kva, LEU, 2KVA, 3KVA și alte specificații.
Alimentare cu invertor
Sursa de alimentare cu invertor este utilizată în principal pentru reglarea vitezei cu frecvență variabilă a motorului AC. Joacă un rol din ce în ce mai important în sistemul de transmisie electrică și a obținut un efect mare de economisire a energiei. Circuitul principal al sursei de alimentare cu invertor adoptă schema AC DC AC. Sursa de alimentare cu frecvența de alimentare devine o tensiune continuă fixă prin redresor, și apoi convertorul de înaltă frecvență PWM compus din tranzistor de mare putere sau IGBT inversează tensiunea DC în tensiune DC ieșire AC cu tensiune și frecvență variabile. Forma de undă a puterii de ieșire este similară undei sinusoidale, care este folosit pentru a conduce motorul asincron AC pentru a realiza reglarea continuă a vitezei.
O serie de produse de alimentare cu invertor sub 400KVA au apărut în lume. La începutul anilor 1980, Toshiba Corporation din Japonia a aplicat pentru prima dată tehnologia de reglare a vitezei cu frecvență variabilă AC la aparatele de aer condiționat. De 1997, cota sa ajunsese la mai mult de 70% dintre aparatele de aer condiționat de uz casnic din Japonia. Aparatele de aer condiționat cu frecvență variabilă au avantajele confortului și economisirii energiei. China a început să studieze aparatele de aer condiționat cu frecvență variabilă la începutul anilor 1990 și a introdus linii de producție pentru a produce aparate de aer condiționat cu frecvență variabilă în 1996 Aparatul de aer condiționat cu conversie de frecvență a devenit treptat un punct fierbinte în dezvoltarea și producția de aparate de aer condiționat cu conversie în frecvență. Se așteaptă să atingă un punct culminant în aproximativ 2000. Pe lângă sursa de alimentare cu conversie de frecvență, Aparatul de aer condiționat cu conversie de frecvență necesită, de asemenea, un motor de compresor adecvat pentru reglarea vitezei de conversie a frecvenței. Optimizarea strategiei de control și selectarea componentelor funcționale reprezintă direcția de dezvoltare ulterioară a sursei de alimentare cu conversie a frecvenței a aparatului de aer condiționat.
Modul de putere sudor
Sursa de alimentare pentru sudare a redresorului cu invertor de înaltă frecvență este o nouă sursă de alimentare pentru sudare cu performanțe ridicate, eficiență ridicată și economisire de materiale, care reprezintă direcţia de dezvoltare a alimentării cu energie de sudare. Datorită comercializării modulului IGBT de mare capacitate, această sursă de alimentare are o perspectivă largă de aplicare.
Majoritatea surselor de alimentare pentru mașini de sudură cu invertor adoptă ac-dc-ac-dc (ac-dc-ac-dc) metoda de conversie. 50Hz AC este convertit în DC prin rectificarea completă a punții, iar partea de conversie de înaltă frecvență PWM compusă din IGBT inversează DC în undă dreptunghiulară de înaltă frecvență de 20 kHz, care este cuplat printr-un transformator de înaltă frecvență, rectificat și filtrat pentru a deveni DC stabil, iar arcul de alimentare este folosit.
Datorită condițiilor proaste de lucru ale sursei de alimentare a aparatului de sudură, care se află frecvent în schimbarea alternativă a scurtcircuitului, arderea arcului și circuitul deschis, fiabilitatea de funcționare a sursei de alimentare a mașinii de sudat redresor cu invertor de înaltă frecvență a devenit cea mai critică problemă și cea mai preocupată problemă a utilizatorilor. Microprocesorul este utilizat ca modulare a lățimii impulsului (PWM) Prin extragerea și analiza multi parametri și multi informații, controlerul relevant poate prezice diferite stări de lucru ale sistemului, și apoi reglați și procesați sistemul în avans, astfel încât să rezolve fiabilitatea sursei curente de alimentare cu invertor IGBT de mare putere.
Mașinile de sudură cu invertor străine pot atinge un curent nominal de sudare de 300A, rata de durată a sarcinii de 60%, tensiune de sarcină completă de 60 ~ 75V, domeniul de reglementare actual al 5 ~ 300A și greutatea de 29kg.
Modul de alimentare DC
Sursa de alimentare DC de înaltă tensiune de tip comutator de mare putere este utilizată pe scară largă în îndepărtarea prafului electrostatic, îmbunătățirea calității apei, aparat medical cu raze X, Mașină CT și alte echipamente mari. Tensiunea este de până la 50 ~l59kv, curentul este mai mare de 0,5A, iar puterea este de până la 100 kW.
Din anii 1970, unele companii japoneze au început să folosească tehnologia invertorului pentru a inversa rețeaua de alimentare la o frecvență intermediară de aproximativ 3 kHz după rectificare, și apoi măriți tensiunea. În anii 1980, tehnologia de alimentare cu comutare de înaltă frecvență s-a dezvoltat rapid. Germana Siemens a folosit tranzistori de putere ca elemente principale de comutare pentru a crește frecvența de comutare a sursei de alimentare la mai mult de 20 kHz. Iar tehnologia transformatorului de tip uscat a fost aplicată cu succes la frecvența înaltă și la tensiune înaltă. Rezervorul de ulei al transformatorului de înaltă tensiune este anulat pentru a reduce și mai mult volumul sistemului de transformare..
Sursa de alimentare CC de înaltă tensiune pentru precipitatorul electrostatic a fost dezvoltată în China. Puterea de alimentare este transformată în DC prin redresare. Tensiunea de curent continuu este inversată în tensiune de înaltă frecvență prin utilizarea unui circuit de invertor rezonant în serie de comutatoare de curent zero cu punte completă, și apoi amplificat de un transformator de înaltă frecvență. In sfarsit, este redresat în DC de înaltă tensiune. În condiția sarcinii de rezistență, tensiunea DC de ieșire ajunge la 55kV, curentul ajunge la 15mA și frecvența de lucru este de 25,6 kHz.
filtru de val
Când convertorul tradițional AC-DC este pus în funcțiune, va injecta o cantitate mare de curent armonic în rețeaua electrică, provocând pierderi armonice și interferențe. În același timp, există și fenomenul de deteriorare a factorului de putere în partea de rețea a dispozitivului, adică, asa-numitul “poluarea cu energie electrică”. De exemplu, când se adaugă o rectificare incontrolabilă și filtrare capacitivă, al treilea conținut armonic de pe partea grilei poate ajunge (70 ~ 80)%, iar factorul de putere din partea rețelei este doar 0.5 ~ 0.6.
Filtrul de putere activ este un nou dispozitiv electronic de putere care poate suprima dinamic armonicile. Poate depăși deficiențele filtrului LC tradițional și este un mijloc promițător de suprimare armonică. Filtrul este compus dintr-un convertor de putere cu comutare în punte și un circuit de control specific. Diferența față de sursa de alimentare cu comutație tradițională este: (1) nu numai tensiunea de ieșire de feedback, dar și curentul mediu de intrare de feedback; (2) Semnalul de referință al buclei de curent este produsul dintre semnalul de eroare al buclei de tensiune și semnalul de eșantionare a tensiunii rectificate cu val complet.
sistem de alimentare cu energie
Sistemul de alimentare distribuită utilizează module de putere redusă și circuite integrate de control la scară largă ca componente de bază, și folosește cele mai recente teorii și realizări tehnice pentru a forma un bloc de construcție și o sursă de alimentare inteligentă de mare putere, astfel încât să combine îndeaproape curentul puternic cu curentul slab, reduce presiunea de dezvoltare a componentelor de mare putere și a dispozitivelor de mare putere (centralizat) și îmbunătățirea eficienței producției.
La începutul anilor 1980, Cercetarea privind sistemul de alimentare cu comutație distribuită de înaltă frecvență s-a concentrat în principal pe cercetarea tehnologiei paralele a convertoarelor. La mijlocul și sfârșitul anilor 1980, odată cu dezvoltarea rapidă a tehnologiei de conversie a puterii de înaltă frecvență, diverse topologii de convertor au apărut una după alta. Combinat cu circuitul integrat la scară largă și tehnologia componentelor de putere, a devenit posibilă integrarea dispozitivelor de putere mică și mijlocie, care a promovat rapid dezvoltarea distribuţiei de energie De la sfârşitul anilor 1980, această direcție a devenit un punct fierbinte de cercetare în domeniul electronicii de putere internațională. Numărul lucrărilor crește de la an la an, iar domeniul de aplicare se extinde.
Alimentarea distribuită are avantajele economisirii energiei, fiabilitate, randament ridicat, economie și întreținere convenabilă. A fost adoptat treptat de computerele mainframe, Echipament de comunicare, aerospațial, control industrial și alte sisteme. Este, de asemenea, o sursă de alimentare de joasă tensiune (3.3V) pentru circuite integrate de mare viteză Are, de asemenea, perspective largi de aplicare în ocazii de mare putere, cum ar fi galvanizarea, alimentare electrolitică, sursa de tractiune a locomotivei electrice, sursă de alimentare cu încălzire prin inducție de medie frecvență, sursa de alimentare cu motor și așa mai departe.
PCB vs PWB, PWB vs FPC
PCB: este abrevierea pentru Placă de circuit imprimat, traducerea oficială este placa de circuit imprimat sau placă de circuit imprimat, sau placa de circuit imprimat; inclusiv circuite grafice imprimate și componente imprimate;
PWB: este abrevierea de la Printed wire board, traducerea oficială este placa de circuit imprimat, care este numele timpuriu al britanicilor, pentru că în acel moment nu existau decât scheme de circuite pe placa de circuite și nici componente imprimate, deci era o placă relativ primitivă;
FPC: este abrevierea de la Flexible printed board. Cunoscută și sub numele de placă moale.
De fapt, PWB și PCB sunt ambele PCB-uri. Astăzi toată lumea îl numește PCB, dar se numește rar PWB. PCB-urile sunt împărțite în PCB rigid și PCB flexibil. În prezent, industria PCB este folosită pentru a numi PCB rigid și PCB flexibil drept FPC.
