世界電源產(chǎn)業(yè)及電源技術(shù)的發(fā)展趨勢

電力電子技術(shù)的發(fā)展帶動了電源技術(shù)的發(fā)展，而電源技術(shù)的發(fā)展有效地促進了電源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。迄今為止電源已成為非常重要的基礎科技和產(chǎn)業(yè)，并廣泛應用于各行業(yè)，其發(fā)展趨勢為高頻、高效、高密度化、低壓、大電流化和多元化。同時，封裝結(jié)構(gòu)、外形尺寸日趨國際標準化，以適應全球一體化市場的要求。

 

引言

 

電力電子技術(shù)已發(fā)展成為一門完整的、自成體系的高科技技術(shù)，電源技術(shù)屬于電力電子技術(shù)的范疇。電源技術(shù)主要是為信息產(chǎn)業(yè)服務的，信息技術(shù)的發(fā)展又對電源技術(shù)提出了更高的要求，從而促進了電源技術(shù)的發(fā)展，兩者相輔相成才有了現(xiàn)今蓬勃發(fā)展的信息產(chǎn)業(yè)和電源產(chǎn)業(yè)。從日常生活到最尖端的科學都離不開電源技術(shù)的參與和支持，而電源技術(shù)和產(chǎn)業(yè)對提高一個國家勞動生產(chǎn)率的水平，即提高一個國家單位能耗的產(chǎn)出水平，具有舉足輕重的作用。在這方面我國與世界先進國家的差距很大，作為一個電源工作者，不僅應該完成當前的本職工作，還必須通過各種信息渠道及時掌握電源技術(shù)最新發(fā)展方向與相關(guān)的元器件、原材料的最新發(fā)展動態(tài)，國內(nèi)外先進的薄膜工藝、厚膜工藝、集成化工藝等。只有這樣才能設計出世界一流的電源產(chǎn)品。為此，就當前電源產(chǎn)業(yè)及技術(shù)的發(fā)展趨勢談一些個人的看法，供同行參考、討論。

 

1、急速向多元化技術(shù)發(fā)展

電源設備用以實現(xiàn)電能變換和功率傳遞，是一種技術(shù)含量高、知識面寬、更新?lián)Q代快的產(chǎn)品?，F(xiàn)今已廣泛應用到工業(yè)、能源、交通、運輸、信息、航空、航天、航運、國防、教育、文化等領(lǐng)域。在信息時代，上述各行各業(yè)都在迅猛地發(fā)展，發(fā)展的同時又對電源產(chǎn)業(yè)提出了更多更高的要求。如節(jié)能、節(jié)電、節(jié)材、縮體、減重、防止污染，改善環(huán)境、可靠、安全等。這就迫使電源工作者在電源研發(fā)過程中不斷探索，并利用各種相關(guān)技術(shù)，做出合格電源產(chǎn)品，以滿足各行各業(yè)的需求。顯然，電源技術(shù)的發(fā)展將帶動相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，而相關(guān)技術(shù)的發(fā)展反過來又推動了電源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。當前在電源產(chǎn)業(yè)，占主導地位的產(chǎn)品有各種線性穩(wěn)壓電源、通訊用的AC/DC開關(guān)電源、DC/DC開關(guān)電源、交流變頻調(diào)速電源、電解電鍍電源、高頻逆變式整流焊接電源、中頻感應加熱電源、電力操作電源、正弦波逆變電源、大功率高頻高壓直流穩(wěn)壓電源、綠色照明電源、化學電源、UPS、可靠高效低污染的光伏逆變電源、風光互補型電源等。而與電源相關(guān)的技術(shù)有高頻變換技術(shù)、功率轉(zhuǎn)換技術(shù)、數(shù)字化控制技術(shù)、全諧振高頻軟開關(guān)變換技術(shù)、同步整流技術(shù)、高度智能化技術(shù)、電磁兼容技術(shù)、功率因數(shù)校正技術(shù)、保護技術(shù)、并聯(lián)均流控制技術(shù)、脈寬調(diào)制技術(shù)、變頻調(diào)速技術(shù)、智能監(jiān)測技術(shù)、智能化充電技術(shù)、微機控制技術(shù)、集成化技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)、各種形式的驅(qū)動技術(shù)和先進的工藝技術(shù)。

 

2、性能/價格比是贏得市場占有率的永恒主題

產(chǎn)品價格、性能指標、品牌效應及使用壽命一直是用戶最關(guān)心的問題?？v觀國內(nèi)外幾家知名電源廠商及世界頂級電源供應商都面對同樣的壓力，即價格之爭、性能拼比、產(chǎn)品的精益求精以至藝術(shù)化競爭，特別是在信息時代，由于信息網(wǎng)絡給用戶帶來網(wǎng)上定貨采購的可能，這使產(chǎn)品價格變得日趨公開，迫使每個電源供應商苦思冥想尋求降低成本的一系列措施，盡量提高性價比，以贏得市場占有率。

 

用戶最關(guān)注的性能指標

（1） 電氣性能指標

除特種電源外，一般線性和開關(guān)電源均有數(shù)十項指標，但最常提及的指標有輸出電壓精度、電網(wǎng)調(diào)整率、負載調(diào)整率、溫度系數(shù)、輸出紋波及噪聲、輸入反射紋波電流、輸入共模噪聲電流、保護性能及效率等。上述指標必須用合格的測試設備與標準的測試方法，經(jīng)測試合格后交給用戶。需要指出的是，各項性能指標以滿足用戶要求為宜，不必過分追求高指標而無形地增大電源的體積、重量和成本。

（2） 可靠性、安全性與質(zhì)量

質(zhì)量是企業(yè)的生命線，縱觀改革開放以來，我國企業(yè)的發(fā)展史，無不說明質(zhì)量在企業(yè)的興衰中起著舉足輕重的作用，尤其在我國加入WTO后，電源設備必將進入國際市場，大家必須遵從國際貿(mào)易協(xié)定的共同準則，必須加快融入全球一體化的步伐。企業(yè)必須接受安全、質(zhì)量體系等種種標準化規(guī)范的認證。當今的電源企業(yè)決不能把質(zhì)量狹義地理解為企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量，而應廣義地理解為企業(yè)的全面質(zhì)量。因此，企業(yè)應按ISO9000標準進行質(zhì)量認證，明確自己企業(yè)的質(zhì)量目標和質(zhì)量方針，對全員進行質(zhì)量教育，把產(chǎn)品質(zhì)量貫穿于設計、生產(chǎn)和用戶服務的全過程，生產(chǎn)出技術(shù)先進、質(zhì)量保證的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，供應國內(nèi)外市場。

（3） 關(guān)注EMC設計水平

電磁兼容是研究在有限空間、時間以及頻譜資源條件下，各種電氣、電子設備可以共存，并不引起性能降低的專門學科。它是伴隨著無線電電子學中高頻、特高頻應用的發(fā)展而發(fā)展起來的。電磁兼容其實質(zhì)含義是，一方面設備或系統(tǒng)產(chǎn)生的電磁騷擾，不應對周圍設備造成不能承受的干擾，也不應對周圍環(huán)境造成不能承受的污染；另一方面設備或系統(tǒng)對來自周圍環(huán)境中的電磁干擾應具有足夠的抗御能力。要做到這些，相當困難，設計者必須通過學習和大量的實踐，深刻認識電磁兼容的真正含義和產(chǎn)生干擾的途徑，采取 有效措施進行EMC設計。如：加電網(wǎng)濾波器，采取無源補償方案，以有效地抑制傳導干擾；加各種屏蔽措施，以抑制輻射干擾；加RC吸收網(wǎng)絡于電路的適當部位以吸收開關(guān)尖峰；利用各種軟開關(guān)技術(shù)，保證開關(guān)器件在零電壓下導通，零電流下關(guān)斷，以減小過高的電流、電壓梯度所帶來的嚴重電磁干擾；合理設計印制板，合理的地線布局等都會減小電磁干擾?？傊姶偶嫒菁夹g(shù)發(fā)展很快，用戶對電磁兼容的要求也會愈來愈高，值得電源供應商倍加注意。

（4） 齊全的保護功能

目前，電源中所使用的功率器件價格較貴，其控制電路也比較復雜，另外，電源的負載中一般都含有大量的集成化程度很高的器件，這些器件一般耐受電、熱、沖擊能力都較差，因此，電源的保護應兼顧本身和負載的安全。目前保護的種類很多，如：極性保護、程序保護、過流保護、過壓保護、欠壓保護、過熱保護等。由于電源的種類很多，用途各異，所以，對保護的要求也各有側(cè)重，具體保護的設置應按具體要求而定。電源中加了保護電路后，勢必增加元器件，反過來又會影響系統(tǒng)的可靠性，為此要求保護電路本身的可靠性一定要高，以提高整個系統(tǒng)的可靠性，進而提高電源本身的MTBF，這就要求保護的邏輯嚴密，電路簡單，元器件最少，除此而外還要考慮所保護電路本身出現(xiàn)故障的維修度，確保電源的正常工作和高可靠性。2.2降低成本的主要途徑

 

降低成本的主要途徑如下：

采用先進的產(chǎn)品設計管理模式，盡力縮短產(chǎn)品研發(fā)周期；加強全員質(zhì)量意識，把產(chǎn)品質(zhì)量貫穿于設計和生產(chǎn)的全過程，力爭產(chǎn)品一次合格率100％，確保合同履行率100％與顧客滿意度100％；電源產(chǎn)品的性能以滿足用戶為宜，不須過分地追求高指標并合理地選擇元器件、原材料，盡可能地降低成本；重視人才資源管理，走以人為本的路子，不但要培養(yǎng)、尊重和愛護人才，還要合理地安排和使用，有效地發(fā)揮其作用，絕不浪費人才資源；以最大的信息量和信譽度加大市場占有率和資金回收率。 

    3、高頻、高效、低壓大電流化、標準化是開關(guān)電源的發(fā)展趨勢

 

3.1 在封裝結(jié)構(gòu)上正朝著薄型和超薄型方向發(fā)展

以前標準模快的高度是12.7mm（0.5英寸），最近已下降到9.53mm（0.375英寸），一般客戶要求薄型封裝尺寸為7.5mm（0.295英寸），8.5mm（0.335英寸），10mm（0.394英寸）。外形尺寸趨于國際標準化尺寸，多為1/8、1/4、1/2、3/4和全磚式結(jié)構(gòu)，輸出端子相互兼容的設計日趨明顯。模塊內(nèi)部控制電路傾向于采用數(shù)字控制方式，非隔離式DC/DC變換器比隔離式增長速度快，分布式電源比集中式電源發(fā)展快。