การพัฒนาและนวัตกรรมเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์กำลัง

นับตั้งแต่การกำเนิดของไทริสเตอร์ตัวแรกในทศวรรษ 1950 เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์กำลังเริ่มเข้าสู่ขั้นตอนของเทคโนโลยีไดรฟ์ไฟฟ้าที่ทันสมัย อุปกรณ์วงจรเรียงกระแสที่ควบคุมด้วยซิลิกอนซึ่งพัฒนาขึ้นบนพื้นฐานนี้คือการปฏิวัติในด้านไดรฟ์ไฟฟ้าและแปลงพลังงานไฟฟ้า และการควบคุมได้เข้าสู่ยุคของคอนเวอร์เตอร์ที่ประกอบด้วยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังจากหน่วยคอนเวอร์เตอร์แบบหมุนและคอนเวอร์เตอร์ไอออนแบบสถิตซึ่งเป็นจุดกำเนิดของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง ในปี 1970 ไทริสเตอร์เริ่มสร้างชุดผลิตภัณฑ์ตั้งแต่แรงดันไฟฟ้าต่ำและกระแสไฟฟ้าขนาดเล็กไปจนถึงแรงดันสูงและกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ อุปกรณ์กึ่งควบคุมที่ไทริสเตอร์ธรรมดาไม่สามารถปิดตัวเองได้เรียกว่าอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังรุ่นแรก ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของการวิจัยเชิงทฤษฎีของเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์กำลังและระดับเทคโนโลยีการผลิต อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังได้รับการพัฒนาอย่างมากในแง่ของความสะดวกและประเภท ซึ่งเป็นอีกก้าวหนึ่งของเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์กำลัง GTR.GTO, power MOSFET และอื่นๆ ได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ปิดอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังรุ่นที่สองที่ควบคุมอย่างสมบูรณ์ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังรุ่นที่สามที่แสดงโดยทรานซิสเตอร์สองขั้วเกทหุ้มฉนวน (IGBT) ได้เริ่มพัฒนาไปในทิศทางที่ง่าย ความถี่สูง การตอบสนองที่รวดเร็ว และการสูญเสียต่ำ ในปี 1990 อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังพัฒนาไปในทิศทางของการบูรณาการ การทำให้เป็นโมดูลมาตรฐาน ความฉลาด และการรวมกำลัง จากสิ่งนี้ การวิจัยเชิงทฤษฎี การพัฒนาอุปกรณ์ และการเจาะระบบแอปพลิเคชันของเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์กำลังจึงเกิดขึ้น เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์กำลังของเซี่ยงไฮ้เป็นสาขาไฮเทคที่มีการแข่งขันสูงที่สุด  หลอดเรียงกระแสเป็นอุปกรณ์ที่ง่ายที่สุดและใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในบรรดาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง ปัจจุบันมีการสร้างผลิตภัณฑ์สามชุดประเภทสามัญประเภทการกู้คืนอย่างรวดเร็วและประเภท Schottky วงจรเรียงกระแสกำลังมีบทบาทสำคัญในการปรับปรุงประสิทธิภาพของวงจรอิเล็กทรอนิกส์กำลังต่างๆ ลดการสูญเสียวงจรและปรับปรุงประสิทธิภาพในปัจจุบัน ตั้งแต่ปี 1958 เมื่อบริษัท General Electric แห่งสหรัฐอเมริกาได้พัฒนาไทริสเตอร์ร่วมทางอุตสาหกรรมเครื่องแรก การปรับปรุงโครงสร้างและการปฏิรูปกระบวนการได้วางรากฐานสำหรับการพัฒนาและการวิจัยอุปกรณ์ใหม่ ในสิบปีต่อมา ไทริสเตอร์สองทาง อินเวอร์เตอร์ และผกผันไทริสเตอร์ได้รับการพัฒนาและพัฒนา ไทริสเตอร์นำไฟฟ้าและอสมมาตร จนถึงตอนนี้ ผลิตภัณฑ์ซีรีย์ไทริสเตอร์ยังคงมีตลาดที่กว้างขึ้น  ในปี พ.ศ. 2507 การผลิต GTO แบบปิด 0.5kV/0.01kA ที่ประสบความสำเร็จครั้งแรกในสหรัฐอเมริกาได้บรรลุผลแล้ว และ GTO ที่ปิดอยู่ในปัจจุบันได้สูงถึง 9kV/0.25kA/0.8kHz และปัจจุบันมี ถึง 9kV/2.5kA/ ที่ระดับ 0.8kHZ และ 6kV/6kA/1kHZ GTO มีความจุสูงสุดในบรรดาอุปกรณ์ปิดตัวเองต่างๆ แต่ความถี่ในการทำงานต่ำที่สุด แต่มีข้อได้เปรียบที่ชัดเจนในการลากไฟฟ้ากำลังสูง ไดรฟ์ดังนั้นจึงอยู่ในแรงดันไฟฟ้าปานกลาง , ตรงบริเวณพื้นที่ที่มีผู้โดยสารจำนวนมาก ผลิตภัณฑ์ซีรีย์ GTR ได้รับการพัฒนาในปี 1970 และค่าพิกัดของพวกเขาถึง 1.8kV/0.8kA/2kHZ, 0.6kV/0.003kA/100kHZ มีลักษณะขององค์ประกอบวงจรที่ยืดหยุ่นและครบถ้วน การสูญเสียการสวิตชิ่งต่ำ และเวลาในการเปลี่ยนสั้น 2. ใช้กันอย่างแพร่หลายในวงจรความถี่กลาง ในฐานะที่เป็น IGBT ทรานซิสเตอร์สองขั้วแบบหุ้มฉนวนความจุสูงรุ่นที่สามที่มีประสิทธิภาพสูง มีการควบคุมแรงดันไฟฟ้า อิมพีแดนซ์อินพุตขนาดใหญ่ กำลังขับต่ำ การสูญเสียการสวิตชิ่งต่ำ และความถี่ในการทำงาน ลักษณะระดับสูง มีโอกาสพัฒนาในวงกว้าง IGCT เป็นอุปกรณ์ประเภทใหม่ที่พัฒนาขึ้นเมื่อเร็วๆ นี้ เป็นอุปกรณ์ที่พัฒนาบนพื้นฐานของ GTO มันถูกเรียกว่าไทริสเตอร์สับเปลี่ยนเกตแบบบูรณาการ เรียกอีกอย่างว่าไทริสเตอร์เปิดปิดอีซีแอล ความถี่การสลับทันทีสามารถเข้าถึง 20kHZ เวลาในการทำลายคือ 1μs, dildt 4kA/ms, du/dt10-20kV/ms, แรงดันไฟฟ้าบล็อก AC 6kV, แรงดันไฟฟ้าบล็อก DC 3.9kV, เวลาเปลี่ยน<2ks เมื่อแรงดันไฟฟ้านำไฟฟ้าลดลงคือ="" 3600a,="" 2.8v,="" เปลี่ยนความถี่=""> 1000Hz.  เข้าสู่การวิจัยและพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังในปี 1990 ได้เข้าสู่ยุคความถี่สูง การแยกส่วนมาตรฐาน การบูรณาการ และความชาญฉลาด จากการวิเคราะห์และการทดลองทางทฤษฎี พบว่าการลดปริมาตรและน้ำหนักของผลิตภัณฑ์ไฟฟ้านั้นแปรผกผันกับสแควร์รูทของความถี่ของแหล่งจ่ายไฟ กล่าวอีกนัยหนึ่งเมื่อเราเพิ่มความถี่ที่สองมาตรฐานที่ 50Hz อย่างมาก ปริมาตรและน้ำหนักของอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้ความถี่กำลังดังกล่าวจะลดลงอย่างมาก ทำให้การผลิตอุปกรณ์ไฟฟ้าประหยัดวัสดุ ประหยัดไฟฟ้าได้ชัดเจนยิ่งขึ้นในระหว่างการทำงาน และปรับปรุงอย่างมาก ประสิทธิภาพของระบบของอุปกรณ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ ซึ่งมีความสำคัญอย่างมาก ดังนั้นความถี่สูงของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังเป็นทิศทางชั้นนำของนวัตกรรมเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์กำลังในอนาคต และโมดูลมาตรฐานของโครงสร้างฮาร์ดแวร์เป็นแนวโน้มที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ของการพัฒนาอุปกรณ์ โมดูลขั้นสูงในปัจจุบันประกอบด้วยองค์ประกอบสวิตชิ่งและไดโอดอิสระในการย้อนกลับขนานกับพวกมัน วงจรป้องกันภายในและไดรฟ์หลายหน่วยได้รับมาตรฐานและผลิตผลิตภัณฑ์แบบอนุกรม และสามารถเข้าถึงระดับความสม่ำเสมอและความน่าเชื่อถือที่สูงมาก ปัจจุบัน บริษัทขนาดใหญ่หลายแห่งในโลกได้พัฒนาโมดูลพลังงานอัจฉริยะของ IPM ตัวอย่างเช่น ญี่ปุ่น' Mitsubishi, Toshiba และ United States' บริษัท International Rectifier ได้เปิดตัวผลิตภัณฑ์สำหรับผู้ใหญ่แล้ว คุณสมบัติหลักของโมดูลพลังงานอัจฉริยะ IPM ของบริษัท Shindenmoto ในญี่ปุ่นคือ: 1 มันรวมเอาชิปพลังงาน วงจรตรวจจับ และวงจรขับภายใน ทำให้โครงสร้างของวงจรหลักง่ายที่สุด 2 ชิปพลังงานใช้ IGBT ที่มีความเร็วในการสลับสูงและกระแสไฟขนาดเล็ก และมีเซ็นเซอร์กระแสไฟของตัวเอง ซึ่งสามารถตรวจจับกระแสไฟเกินและไฟฟ้าลัดวงจรได้อย่างมีประสิทธิภาพ เพื่อปกป้องชิปพลังงานได้อย่างปลอดภัย  3 ในการเดินสายภายใน ความยาวของสายไฟของวงจรจ่ายไฟและวงจรไดรฟ์จะถูกควบคุมให้สั้นที่สุด เพื่อแก้ปัญหาแรงดันไฟกระชากและสัญญาณรบกวนที่ส่งผลต่อการทำงานผิดพลาด  4 มาพร้อมมาตรการป้องกันความปลอดภัยที่เชื่อถือได้ เมื่อเกิดข้อผิดพลาด สามารถปิดอุปกรณ์ไฟฟ้าได้ทันเวลา และออกคำสั่งที่ชัดเจนจากนายกรัฐมนตรี Zhu Ji ในปี 1998 ในอนาคต การก่อสร้างระบบนวัตกรรมแห่งชาติจะต้องเร่งดำเนินการ . จึงสามารถพูดได้อย่างมั่นใจว่าในต้นศตวรรษที่ 21 ในการพัฒนาประเทศ นวัตกรรมทางเทคโนโลยีจะกลายเป็นเนื้อหาหลักในการทำงานของวิสาหกิจ และการพัฒนาและจัดตั้งกลไกนวัตกรรมทางเทคโนโลยีที่เหมาะสมกับประเทศจีน&เงื่อนไขระดับชาติในอุตสาหกรรมไฟฟ้าจะส่งเสริมการยกระดับและความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของอุตสาหกรรมไฟฟ้าใหม่ผ่านความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์กำลังและไปสู่ระดับโลก แม้ว่าเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์กำลังมีลักษณะทั่วไปหลายประการของเทคโนโลยีไมโครอิเล็กทรอนิกส์ เช่น การพัฒนาและการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว การรุกล้ำและประสิทธิภาพของนวัตกรรมนั้นโดดเด่นมาก ความมีชีวิตชีวานั้นแข็งแกร่งเป็นพิเศษ และอยู่ในสถานะอุตสาหกรรมแสงแดด และผสานเข้ากับสาขาวิชาอื่นๆ และ สร้างโอกาสใหม่ในการพัฒนา และเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์กำลังมีลักษณะเฉพาะของตัวเอง เช่น ไฟฟ้าแรงสูง ความจุขนาดใหญ่ และช่วงกำลังควบคุมขนาดใหญ่ ดังนั้น ความยากของนวัตกรรมทางเทคโนโลยีจึงอยู่ที่ความจำเป็นในการข้ามอุปสรรคของไฟฟ้าแรงสูงและกำลังสูง และความยากของเทคโนโลยีที่ครอบคลุม , เช่นอุตสาหกรรมวัสดุและกระบวนการผลิตและความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังเป็นตัวบ่งชี้ทางเทคนิคที่สำคัญอย่างยิ่ง ด้วยเหตุผลนี้ นวัตกรรมของเทคโนโลยีกำลังไฟฟ้ากำลังแทรกซึมกับหลากหลายสาขาวิชาและมีการเจาะที่แข็งแกร่งในสาขาอุตสาหกรรมต่างๆ ดังนั้นเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์กำลังจึงมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับอุตสาหกรรมพื้นฐานของประเทศ' และข้อกำหนดสำหรับการจับคู่กับแนวทางการพัฒนาระดับประเทศและนโยบายอุตสาหกรรมจะแข็งแกร่งขึ้นเรื่อย ๆ ในศตวรรษที่ 21 เทคโนโลยีพาวเวอร์อิเล็กทรอนิกส์เรียกอีกอย่างว่าเทคโนโลยีการไหลของพลังงาน ดังนั้นการพัฒนาและนวัตกรรมของเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์กำลังเป็นส่วนสำคัญของโปรแกรมกลยุทธ์การพัฒนาที่ยั่งยืนในศตวรรษที่ 21 การเร่งการเปลี่ยนแปลงของพลังงานอิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ในต้นศตวรรษที่ 21 จะก่อให้เกิดห่วงโซ่อุตสาหกรรมไฮเทคที่รุ่งโรจน์อย่างแน่นอน และส่งเสริมนวัตกรรมทางเทคโนโลยีในประเทศของฉัน' เขตอุตสาหกรรม  นวัตกรรมของเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์กำลังและกระบวนการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังกลายเป็นตำแหน่งที่มีการแข่งขันสูงที่สุดในด้านการควบคุมระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมและเมคคาทรอนิกส์ในทุกประเทศในโลก ประเทศที่พัฒนาแล้วทั้งหมดได้อัดฉีดกำลังคน วัสดุ และทรัพยากรทางการเงินจำนวนมากในสาขานี้เพื่อทำการวิจัยเชิงทฤษฎีเกี่ยวกับเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์กำลัง ญี่ปุ่น สหรัฐอเมริกา ฝรั่งเศส เนเธอร์แลนด์ เดนมาร์ก และประเทศอื่นๆ ในยุโรปตะวันตกสามารถพูดได้ว่าไป จับมือกัน. ในประเทศเหล่านี้ ปริมาณพลังงานอิเล็กทรอนิกส์กำลังขั้นสูงจำนวนมากได้รับการพัฒนาและปรับปรุงอย่างต่อเนื่องเพื่อส่งเสริมพลังงานไฟฟ้า เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์กำลังเคลื่อนไปสู่ความถี่สูง โดยตระหนักถึงประสิทธิภาพและการประหยัดพลังงานของอุปกรณ์ไฟฟ้า วางรากฐานทางเทคนิคที่สำคัญสำหรับการย่อขนาด น้ำหนักเบา และความชาญฉลาดของอุปกรณ์ควบคุมอุตสาหกรรม และยังแสดงให้เห็นถึงการขยายตัวอย่างต่อเนื่องและนวัตกรรมของเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์กำลังในศตวรรษที่ 21 โอกาสที่กว้าง เมื่อเทียบกับประเทศที่พัฒนาแล้วในต่างประเทศ ความสามารถทางเทคนิคที่ครอบคลุมของประเทศของฉันในการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังยังคงล้าหลังอยู่มาก ในการพัฒนาและสร้างสรรค์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์กำลังในประเทศของฉันและกำหนดระดับอุตสาหกรรม จำเป็นต้องเป็นผู้นำในด้านนวัตกรรมอุตสาหกรรมและมหาวิทยาลัยที่มีลักษณะเฉพาะของจีน วิธีการคือยึดมั่นและเชี่ยวชาญวิธีการผสมผสานการผลิต การเรียนรู้ และการวิจัยอย่างแน่นหนา เพื่อเป็นแนวทางในการพัฒนาร่วมกัน จากการติดตามเทคโนโลยีขั้นสูงจากต่างประเทศ ค่อยๆ เริ่มดำเนินการในนวัตกรรมที่เป็นอิสระ นวัตกรรมจากการเจาะร่วมกันแบบสหวิทยาการ นวัตกรรมจากการเลือกการพัฒนาอุปกรณ์และการแปลงโครงสร้างวงจร ทั้งหมดนี้เป็นประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับนวัตกรรมเทคโนโลยีกำลังไฟฟ้า นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องแนะนำนวัตกรรมจากเทคโนโลยีกระบวนการผลิตอุปกรณ์ และเพื่อสร้างสรรค์จากการประยุกต์ใช้วัสดุศาสตร์ใหม่ เพื่อส่งเสริมนวัตกรรมทางเทคโนโลยีของกระบวนการผลิตอิเล็กทรอนิกส์กำลังและปรับปรุงความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์ เป็นผลให้มีการสร้างเส้นทางนวัตกรรมตามการสะสมขั้นพื้นฐาน และจำเป็นต้องบูรณาการนวัตกรรมทางเทคโนโลยีแบบอินทรีย์กับการใช้ผลิตภัณฑ์และการส่งเสริมตลาด ซึ่งเร่งวงจรการเสริมแรงตนเองของนวัตกรรมเทคโนโลยี และมีรากฐานที่มั่นคงในการส่งเสริมและขับเคลื่อนนวัตกรรมทางเทคโนโลยี เพื่อให้ประเทศของฉัน' เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์กำลังไฟฟ้าและเทคโนโลยีกระบวนการผลิตอุปกรณ์สามารถมีการพัฒนาอย่างมาก และสร้างอุตสาหกรรมขยะสู่แสงแดดใหม่ล่าสุด แปลงเป็นผลผลิตมหาศาล ส่งเสริมประเทศของฉัน' เขตอุตสาหกรรมจากการจัดการคร่าวๆ สู่ศูนย์กลางและส่งเสริมเศรษฐกิจของประเทศให้พัฒนาอย่างรวดเร็ว สูง และยั่งยืน