Phát triển và đổi mới công nghệ điện tử công suất

Kể từ sự ra đời của thyristor đầu tiên vào những năm 1950, công nghệ điện tử công suất bắt đầu bước vào giai đoạn của công nghệ truyền động điện hiện đại. Thiết bị chỉnh lưu điều khiển bằng silicon được phát triển trên cơ sở này là một cuộc cách mạng trong lĩnh vực truyền động điện và biến đổi năng lượng điện. Và điều khiển đã bước vào kỷ nguyên của bộ chuyển đổi bao gồm các thiết bị điện tử công suất từ ​​bộ chuyển đổi quay và bộ chuyển đổi ion tĩnh, đánh dấu sự ra đời của điện tử công suất. Trong những năm 1970, các thyristor bắt đầu hình thành một loạt các sản phẩm khác nhau, từ điện áp thấp và dòng điện nhỏ đến điện áp cao và dòng điện lớn. Các thiết bị bán điều khiển mà các thyristor thông thường không thể tự ngắt được gọi là thế hệ thiết bị điện tử công suất đầu tiên. Với sự cải tiến không ngừng của trình độ nghiên cứu lý thuyết công nghệ điện tử công suất và công nghệ chế tạo, các thiết bị điện tử công suất đã được phát triển vượt bậc về độ tiện dụng và chủng loại, đây là một bước nhảy vọt nữa của công nghệ điện tử công suất. GTR.GTO, Power MOSFET, v.v. đã được phát triển liên tiếp. Tắt các thiết bị điện tử công suất thế hệ thứ hai được kiểm soát hoàn toàn. Các thiết bị điện tử công suất thế hệ thứ ba được thể hiện bằng các bóng bán dẫn lưỡng cực cổng cách điện (IGBT) đã bắt đầu phát triển theo hướng dễ dàng, tần số cao, đáp ứng nhanh và suy hao thấp. Trong những năm 1990, các thiết bị điện tử công suất đang phát triển theo hướng tích hợp, mô-đun hóa tiêu chuẩn, thông minh hóa và tích hợp nguồn. Trên cơ sở đó, một nghiên cứu lý thuyết, phát triển thiết bị và thâm nhập ứng dụng của công nghệ điện tử công suất đã được hình thành. Công nghệ điện tử công suất Thượng Hải là lĩnh vực công nghệ cao cạnh tranh nhất.  Ống chỉnh lưu là thiết bị đơn giản và được sử dụng rộng rãi nhất trong các thiết bị điện tử công suất. Hiện tại, ba dòng sản phẩm loại thường, loại phục hồi nhanh và loại Schottky đã được hình thành. Bộ chỉnh lưu công suất đóng một vai trò rất quan trọng trong việc cải thiện hiệu suất của các mạch điện tử công suất khác nhau, giảm tổn thất mạch và nâng cao hiệu suất dòng điện. Kể từ năm 1958, khi Công ty General Electric của Hoa Kỳ phát triển thyristor công nghiệp đầu tiên, việc cải tiến cấu trúc và cải cách quy trình của nó đã đặt nền tảng cho sự phát triển và nghiên cứu các thiết bị mới. Trong mười năm sau đó, thyristor hai chiều, nghịch lưu và nghịch lưu đã được phát triển và phát triển. Các thyristor dẫn điện và không đối xứng, cho đến nay, các sản phẩm dòng thyristor vẫn có thị trường rộng lớn hơn.  Năm 1964, sản xuất thử nghiệm thành công GTO ngắt 0,5kV / 0,01kA đầu tiên ở Hoa Kỳ đã đạt được cho đến nay, và GTO ngắt hiện tại đã đạt 9kV / 0,25kA / 0,8kHz, và hiện tại nó đã đạt mức 9kV / 2,5kA / Ở mức 0,8kHZ và 6kV / 6kA / 1kHZ, GTO có công suất lớn nhất trong số các thiết bị tự ngắt khác nhau, nhưng tần số hoạt động của nó là thấp nhất, nhưng nó có lợi thế rõ ràng về lực kéo điện công suất lớn ổ đĩa, vì vậy nó là ở điện áp trung bình, Chiếm vị trí trong lĩnh vực có khối lượng hành khách lớn. Các sản phẩm dòng GTR được phát triển vào những năm 1970, và giá trị định mức của chúng đã đạt đến 1,8kV / 0,8kA / 2kHZ, 0,6kV / 0,003kA / 100kHZ. Nó có các đặc điểm của thành phần mạch linh hoạt và trưởng thành, suy hao chuyển mạch thấp và thời gian chuyển mạch ngắn. 2. Nó được sử dụng rộng rãi trong các mạch tần số trung bình. Là một IGBT bán dẫn lưỡng cực cổng cách điện thế hệ thứ ba hiệu suất cao, công suất lớn, nó có khả năng điều khiển điện áp, trở kháng đầu vào lớn, công suất truyền động thấp, suy hao chuyển mạch và tần số hoạt động thấp. Đặc điểm cấp cao, nó có triển vọng phát triển rộng rãi. IGCT là một loại thiết bị mới được phát triển gần đây. Nó là một thiết bị được phát triển trên nền tảng của GTO. Nó được gọi là thyristor chuyển mạch cổng tích hợp. Nó còn được gọi là thyristor tắt nguồn phát. Tần số chuyển mạch tức thời của nó có thể đạt tới 20kHz. Thời gian ngắt là 1μs, dildt 4kA / ms, du / dt10-20kV / ms, điện áp chặn AC 6kV, điện áp chặn DC 3,9kV, thời gian chuyển mạch< 2ks,="" khi="" điện="" áp="" dẫn="" giảm="" là="" 3600a,="" 2,8v,="" tần="" số="" chuyển="" mạch=""> 1000Hz.  Bước vào nghiên cứu và phát triển các thiết bị điện tử công suất vào những năm 1990, nó đã bước vào kỷ nguyên tần số cao, mô đun hóa tiêu chuẩn, tích hợp và thông minh. Từ phân tích lí thuyết và thí nghiệm, chứng minh được rằng độ giảm khối lượng và trọng lượng của sản phẩm điện tỉ lệ nghịch với căn bậc hai của tần số nguồn điện. Nói cách khác, khi chúng ta tăng đáng kể tần số thứ hai tiêu chuẩn là 50Hz, khối lượng và trọng lượng của thiết bị điện sử dụng tần số công suất đó Có thể giảm đáng kể, làm cho việc chế tạo thiết bị điện tiết kiệm được nguyên vật liệu, tiết kiệm điện rõ ràng hơn trong quá trình vận hành và cải thiện đáng kể hiệu suất hệ thống của thiết bị, đặc biệt là đối với ngành hàng không vũ trụ, có ý nghĩa sâu rộng. Do đó, tần số cao của các thiết bị điện tử công suất là hướng đi hàng đầu của đổi mới công nghệ điện tử công suất trong tương lai, và mô-đun tiêu chuẩn của cấu trúc phần cứng là xu hướng phát triển tất yếu của thiết bị. Các mô-đun nâng cao hiện tại bao gồm các phần tử chuyển mạch và điốt tự do song song với chúng. Nhiều đơn vị mạch bảo vệ bên trong và ổ đĩa được tiêu chuẩn hóa và sản xuất các sản phẩm nối tiếp, và có thể đạt đến mức độ nhất quán và độ tin cậy rất cao. Hiện nay, nhiều công ty lớn trên thế giới đã phát triển các module nguồn thông minh IPM. Ví dụ: Nhật Bản' của Mitsubishi, Toshiba và Hoa Kỳ' Công ty chỉnh lưu quốc tế đã đưa ra các sản phẩm trưởng thành. Các tính năng chính của module nguồn thông minh IPM của Công ty Shindenmoto Nhật Bản là: 1 Nó tích hợp chip nguồn, mạch phát hiện và mạch dẫn động bên trong, giúp cấu trúc của mạch chính trở nên đơn giản nhất. 2 Chip nguồn của nó sử dụng IGBT với tốc độ chuyển mạch cao và dòng truyền động nhỏ, đồng thời có cảm biến dòng điện riêng, có thể phát hiện hiệu quả dòng điện quá dòng và ngắn mạch, để bảo vệ chip nguồn một cách an toàn.  3 Trong hệ thống dây điện bên trong, chiều dài dây dẫn của mạch nguồn và mạch truyền động được kiểm soát ở mức ngắn nhất, để giải quyết tốt các vấn đề về điện áp tăng và nhiễu ảnh hưởng đến hoạt động sai.  4 Đi kèm với các biện pháp bảo vệ an toàn đáng tin cậy, khi xảy ra lỗi có thể tắt các thiết bị điện kịp thời và có chỉ thị rõ ràng của Thủ tướng Zhu Ji năm 1998. Trong tương lai, việc xây dựng hệ thống đổi mới quốc gia phải được đẩy mạnh . Vì vậy, có thể khẳng định chắc chắn rằng vào đầu thế kỷ 21 Trong sự phát triển của đất nước, đổi mới công nghệ sẽ trở thành nội dung chủ đạo trong công việc của các doanh nghiệp, việc xây dựng và thiết lập cơ chế đổi mới công nghệ phù hợp với Trung Quốc&Các điều kiện quốc gia trong ngành công nghiệp điện sẽ thúc đẩy sự nâng cấp và tiến bộ liên tục của ngành công nghiệp điện mới thông qua sự tiến bộ nhanh chóng của công nghệ điện tử công suất và sau đó vươn ra toàn cầu. Mặc dù công nghệ điện tử công suất có nhiều đặc điểm chung của công nghệ vi điện tử, như phát triển và thay đổi nhanh chóng, hiệu suất thâm nhập và đổi mới của nó là rất nổi bật, sức sống của nó đặc biệt mạnh mẽ và nó đang ở trong tình trạng công nghiệp nắng, và nó hòa nhập với các ngành khác và tạo ra những cơ hội mới để phát triển. Và công nghệ điện tử công suất có những đặc điểm riêng của nó, chẳng hạn như điện áp cao, công suất lớn và dải công suất điều khiển lớn. Do đó, khó khăn của đổi mới công nghệ nằm ở việc phải vượt qua rào cản của điện áp cao và công suất cao, và khó khăn toàn diện của công nghệ. Chẳng hạn như ngành công nghiệp vật liệu và quy trình sản xuất, và độ tin cậy của các thiết bị điện tử công suất là một chỉ số kỹ thuật cực kỳ quan trọng. Vì lý do này, sự đổi mới của công nghệ điện tử công suất đang đan xen với nhiều lĩnh vực khác nhau và có sự thâm nhập mạnh mẽ vào các lĩnh vực công nghiệp khác nhau. Do đó, công nghệ điện tử công suất có liên quan mật thiết đến các ngành công nghiệp cơ bản của đất nước' và các yêu cầu về sự phù hợp với các chủ trương phát triển quốc gia và các chính sách công nghiệp sẽ ngày càng mạnh mẽ hơn trong thế kỷ 21. Công nghệ điện tử công suất còn được gọi là công nghệ dòng năng lượng, vì vậy việc phát triển và đổi mới công nghệ điện tử công suất là một nội dung quan trọng trong chương trình chiến lược phát triển bền vững trong thế kỷ XXI. Đẩy nhanh quá trình chuyển đổi điện tử công suất hiện đại vào đầu thế kỷ 21 chắc chắn sẽ hình thành một chuỗi công nghiệp công nghệ cao của xứ sở mặt trời mọc và thúc đẩy đổi mới công nghệ trong lĩnh vực công nghiệp của' của đất nước tôi.  Sự đổi mới của công nghệ điện tử công suất và quy trình sản xuất các thiết bị điện tử công suất đã trở thành vị thế cạnh tranh nhất trong lĩnh vực điều khiển tự động hóa công nghiệp và cơ điện tử ở tất cả các nước trên thế giới. Tất cả các nước phát triển đã đầu tư nguồn nhân lực, vật lực và tài chính rất lớn cho lĩnh vực này để thực hiện Về mặt nghiên cứu lý thuyết về công nghệ điện tử công suất, có thể nói Nhật Bản, Hoa Kỳ, Pháp, Hà Lan, Đan Mạch và các nước Tây Âu khác tay trong tay. Ở các nước này, các đại lượng điện điện tử công suất tiên tiến khác nhau liên tục được phát triển và cải tiến để thúc đẩy điện năng Công nghệ điện tử đang tiến tới tần số cao, thực hiện hiệu suất cao và tiết kiệm năng lượng của thiết bị điện, đặt nền tảng kỹ thuật quan trọng để thực hiện công nghệ thu nhỏ, trọng lượng nhẹ, và sự thông minh của thiết bị điều khiển công nghiệp, đồng thời nó cũng mô tả sự mở rộng và đổi mới liên tục của công nghệ điện tử công suất trong thế kỷ 21. Triển vọng rộng lớn. So với các nước phát triển nước ngoài, năng lực kỹ thuật tổng hợp phát triển các thiết bị điện tử công suất của nước ta còn kém xa. Để phát triển và đổi mới công nghệ điện tử công suất của nước mình và hình thành quy mô công nghiệp, cần đi đầu trong đổi mới công nghiệp - đại học mang đặc trưng Trung Quốc. Con đường đi là phải kiên định và nắm vững phương pháp kết hợp sản xuất, học tập và nghiên cứu để làm con đường phát triển chung. Từ việc theo dõi công nghệ tiên tiến của nước ngoài, từng bước bắt tay vào đổi mới độc lập, đổi mới từ sự thâm nhập lẫn nhau liên ngành, đổi mới từ lựa chọn phát triển thiết bị và chuyển đổi cấu trúc mạch, điều này đặc biệt thiết thực đối với đổi mới công nghệ điện. Cũng cần hướng dẫn đổi mới từ quy trình công nghệ sản xuất thiết bị và đổi mới từ ứng dụng khoa học vật liệu mới, để thúc đẩy đổi mới công nghệ của quá trình sản xuất điện tử công suất và nâng cao độ tin cậy của thiết bị. Kết quả là, một con đường đổi mới dựa trên tích lũy cơ bản được hình thành. Và cần phải kết hợp một cách hữu cơ đổi mới công nghệ với ứng dụng sản phẩm và xúc tiến thị trường, điều này đã thúc đẩy chu kỳ đổi mới công nghệ tự củng cố và tạo nền tảng ổn định để thúc đẩy và thúc đẩy đổi mới công nghệ, để đất nước tôi' Công nghệ điện tử điện và công nghệ quy trình sản xuất thiết bị có thể có sự phát triển đáng kể, Và hình thành một ngành công nghiệp hoàn toàn mới từ chất thải thành mặt trời, biến nó thành năng suất khổng lồ, thúc đẩy lĩnh vực công nghiệp của đất nước tôi' tập trung, thúc đẩy nền kinh tế quốc dân phát triển với tốc độ, tầm cao và bền vững.