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交流变频电源
交流变频电源

交流变频电源是将市电中的交流电经过AC→DC→AC变换, 输出为纯净的正弦波,输出频率和电压 一定范围内可调。它有别于用于电机调速用的变频调速控制器,也有别于普通交流稳压电源。理想的交流电源的特点是频率稳定、电压稳定、内阻等于零、电压波形为纯正弦波(无失真)。变频电源十分接近于理想交流电源,因此,先进发达国家越来越多地将变频电源用作标准供电电源,以便为用电器提供最优良的供电环境,便于客观考核用电器的技术性能。 交流变频电源主要有二大种类:线性放大型和SPWM开关型。


发展历程

交流变频电源是在国内一般的称呼,更准确的说,应该叫交流电力频率转换器,即Ac power Frequency Converter,一般用缩写AFC来称呼。变频电源的整个发展史基本是随着电子器件的发展而发展的。

80年代前后,电子式变频电源多以日本的小型仪器电源为主,该类仪器电源多采用晶体放大的方式制作,80年代后通过台湾传入中国大陆。该时期的电源特点为:功率小,精度好,效率低。

80年代,中国大陆走上了改革开放的道路,在此阶段,中国大陆的进出口设备逐渐加大,尤其以微波炉及空调为代表性的电器出口份额增加,因此需求大功率交流变频电源进行测试。对于该部分市场应用的需求,原有的产品功率已不能满足,所以,电源厂家寻求新的技术来扩大电源的功率。根据当时的技术条件及电子器件,主要向两条路发展,一方面是保持晶体式的方式不变,采用多机并联的方式进行扩容;另一种方式是采用功率晶体模组。

晶体式多级串联的方式,需要解决环流问题,而且效率低,在工业生产过程中,消耗太大;功率晶体模组变频方式反应慢,功率有限,工作电压低,耐压在600V左右,输出采用PAM滤波方式(为单方波加低次滤波),输出波形失真较大。这两种方式制作的电源产品功率依旧不能满足日益增长的需求,所以大功率的负载需要变频测试时,多采用电机后拖动发电机的方式(M+G)来满足。

电机后拖动发电机的方式(M+G)在使用过程中,存在磨损,以及效率转换问题。后来参考美国技术,采用SCR来做逆变器,该方式制作的电源,功率大,能满足客户使用,比较好的用于取代电机后拖动发电机的方式(M+G),但是该系列的产品有一个较大的缺点,机器在转换的过程中,噪音非常大,达到70dB<1m

随着半导体技术的发展,在80年代末,富士生产出了第一代的IGBT,该电子器件的特性集成了GTR及MOSFET的优点,开关速度快,通流能力强,故很快就被应用到逆变领域。随着实力强大的三菱、西门康、英飞凌等厂家在IGBT领域的加入,使得IGBT的发展速度日新月异,更新换代的速度加快,IGBT的开关速度及通流能力得到进一步的加强,这样,就使得大功率的交流变频电源的制作得以实现。


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