电力电子系统集成研究现状与进展

王 晔 绥化学院电气工程学院 黑龙江绥化 152000

【文章摘要】

电力电子系统的集成技术是一门比较重要的技术，已经成为电力电子系统中被研究的重点，电力电子系统主要包括系统集成芯片、模块标准化技术等，通过对电力电子系统的集成技术进行分析，能够促进电力电子技术的进一步发展，实现电力电子技术运行的高效性，电力电子系统的集成能够促进大规模电路的形成，能够在电子技术和计算机技术提供更加强大的技术支持，能够在一定程度上促进一个国家工业技术的发展，能够节约能源，实现全自动的生产，使生产方式朝着智能化的方向发展。

【关键词】

电力电子；系统；集成；标准芯片

电力电子系统的集成化发展能够对国家的经济发展起到重要的作用，其作用是不可忽视的，能够对自动化技术产生较为深远的影响，如果一个系统能够形成标准的、模块化的体系，就能够在一定程度上提升系统的水平，能够在一定程度上实现生产的全自动化，能够实现电能的顺利转换，能够为工业生产提供一个智能化的部件。电力电子集成主要有几个部分构成，其一是电子系统的集成，其二是系统的集成化发展。

1 标准芯片的集成分析

1.1 标准化模块的选择和改进

电力电子要实现模块化的集成，就必须实现建立标准化模块，电力电子的标准化模块与其他的模块比较而言，具有明显的优势，其能够制定标准化的系统，模块能够实现强大的通用能力，而且模块的扩展能力良好，其接口也是标准化的，能够对功率进行传输，也能够对数据进行传输，通过设计标准模式的接口，通过运用这些接口，能够实现系统之间的联系，通过相似的模块之间的联系，可以形成一个集成化的电力电子系统，可以根据用户的需要直接对电力电子的子系统进行组合，从而进行系统的集成，实现用户所需要的功能，从而能够提高生产效率。

电力电子系统在使用上能够实现强大的通用效果，指的是电力电子系统在使用的过程中可以在不同的场合，其通过对软件的设计实现在所有场合的应用，电力电子标准化模块具有无限地扩展能力，其系统可以根据用户的需要进行无限地拓展，能够添加用户需要的功能，可以通过增加附件的形式使功能进一步完善，使结构更加合理，能够满足电力电子系统在特殊环境下的使用。

为了能够实现电子电力系统的扩展性和普适性，首先要对电子电力系统的结构进行设计，设计出标准化的电力电子系统模块，在电子电力系统中很多都是变流电路，这些电路在使用的过程中都具有特异性，其不能识别其他的信号，仅仅能够在规定的场所使用，能够不受一些专利的保护，所以，通过对不同的电力电子系统进行比较分析，可以将电力电子系统的特异性进行弥补，能够优化电力电子系统。

在对电力电子系统进行弥补的时候， 要对拓扑方式进行选择，尽量优化拓扑方式，在规定的环境下，对现用的电力电子系统进行优化，将线路进行研究和分类，计算出其电气的标准，然后分析电力电子系统的电压范围，对输出的功率进行比较，在特定的应用条件在分析拓扑，分析拓扑的性能，分析拓扑是否存在很大的耗损，是否能够实现高效地运行，分析其输入的电压是否具有普适性，在线路串联和并联的情况下是否都可以正常使用。

2 对变流器拓扑选择的相关标准分析

变流器是电源产品的核心，在大多数的通信和移动设备中使用的都是直流电，照明设备大多采用的是交流电，然而，现在在电灯等照明的器件中会放入很多强度比较大的气体，在变流器应用的环节中，由于LED 技术的高速发展，照明电源中的直流电会被分流。

为此，要分析在通信和移动技术中所使用的直流电，分析这些设备中使用的变流器的特点，然后制定拓扑的相关指标，对传统的变流器拓扑和现代化的变流器拓扑进行比较和评估，分析出变流器拓扑选择的标准主要有以下几个：

2.1 输入电压的差异

如果输入的电压过高，就可以采用零电压的形式，如果输入的电压过低，就必须使用同步整流，将电压提高到标准的范围内，现在，如果电压低于12V 时就必须进行同步整流。

2.2 功率等级的差别

如果功率的等级大，在拓扑的时候就需要运用大量的开关，如果功率的等级小，只需要几个开关就可以进行拓扑，在一般情况下，如果功率大于1 千瓦时，就要用4 个以上的开关，如果功率小于1 千瓦，运用两个开关即可。电源数量与拓扑指标的关系分析见下表。

3 中功率变流器拓扑的选择

全桥的拓扑方法在中功率的条件下应用比较多，能够提供标准化的模块，在对全桥拓扑形式进行选择的时候，处除了进行初步的选择之外，还要进行拓扑适应特征的实验，对转化的效率进行分析，分析拓扑过程中产生的耗损，分析器件的应力是否合适，分析拓扑在串联和并联的效果是否是好的，从而判断集成性效果。从开关的方式来分析，全桥开关能够使用传统的OWM 开关和移向全桥开关，从拓扑的原理来分析，能够将其设置成谐振型的拓扑和OMW 型的拓扑。为了使拓扑的效果更好，应该将电压设置成400V，然后输入，在拓扑指标的基础上，对全桥拓扑的效果进行对比分析，从而得出结论。

4 变流器的对抗特点分析

在设计电力电子模块的过程中，能够通过集成化的方法实现需要，为用户提供更多的帮助，但是在设计的过程中会涉及到并联和串联的问题以及模块之间的兼容性问题，尤其是在模块间结合的过程中要减少高频开关纹波的问题，要对开关纹波进行调整，使其在正常的范围内，在标准模块中一定要设置过滤装置，这样会导致系统之间的电压不稳定，电压不稳定是由两个原因造成的，其一是系统的小信号不稳定、大信号稳定，其二是大信号和小信号都存在稳定性问题，对系统的稳定性的分析能够为集成化标准模块的设计提供安全的保障，只有信号稳定了，才能保证集成化系统能够健康运行，不会出现局部的故障，集成化系统局部的故障会导致整个系统都不能正常的运转。250

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