電源設備的能效是最關鍵的指標,因為即使是輕微的改進也能帶來顯著的節能。此外,保持峰值能效可以減少組件的老化,使系統能夠更長時間運行而不需要頻繁維護。多年來,該領域有了顯著進展,從晶閘管開始,演變到今天的寬帶隙半導體時代。
在2024年PowerUp博覽會上,POWERBOX的首席營銷和傳播官Patrick Le Fèvre進行了一場富有洞察力的演講,描述了過去120年電力電子方面的進展和發展。Le Fèvre談到安全問題時,提到了一次他“在進行直流/直流電源實驗時燙傷了手”的事件,這促使他尋找更安全的選擇。
從1900年代開始的電力電子進展
從1900年到1980年,電力電子行業經歷了革命性的進步,每個時代都標志著顯著的技術成就和前瞻性的想法。POWERBOX的首席營銷和傳播官Patrick Le Fèvre表示:“適應曲線在任何地方都是相同的。創新者往往有一個光輝的想法,因為他們充滿好奇?!边@種好奇心和創新精神在20世紀初奠定了基礎,氣體放電管(Le Fèvre稱其為電力電子領域的“恐龍”)等組件的出現為電力控制提供了新的可能性。盡管它現在已經過時,但曾經是其時代最佳的組件。
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1950年代之后,電力電子領域再次發生轉變。到1960年代,工程師們積極考慮數字化的轉變?!耙蝗汗こ處熼_始討論如何讓電力電子更加邏輯化,”Le Fèvre說。這不僅僅是一個過渡,而是為了使電力更加可管理和可預測。在日本,1960年首次推出的無線電晶體管徹底改變了技術,將設備從“笨重產品變為小型便攜產品”。這種微型化展示了數字電源的巨大潛力,這一進步與1963年IEEE的成立相輔相成,后者幫助統一并激勵了行業發展。
1970年代,新一波創新浪潮出現。計算機、電信和消費電子產品迅速崛起,IBM和蘋果等公司開始使用第一代開關電源。Le Fèvre表示:“兩者都意識到,如果想要向大市場銷售計算機,我們不能接受60公斤重的設備?!彼岬?,史蒂夫·喬布斯受到示波器的啟發,認識到合適的電源對于蘋果的成功至關重要?!伴_發開關電源的Rob明白,蘋果的成功將與其電源息息相關。”顯然,電力電子正從工業應用轉向消費產品,影響著日常生活。
最后,1970年代末推出的SG1524脈沖寬度調制(PWM)控制器為復雜的電源管理奠定了基礎。1978年,INTELEC會議提供了一個討論電源調節進展的新平臺,進一步聯系了行業。盡管今天的技術環境看似更容易通過社交媒體和快速溝通來接觸,但Le Fèvre提醒我們:“技術需要時間才能經歷[舊的鏈條]?!?/p>
開關電源技術的演變
電力技術的下一個邏輯進步是縮小電源的體積,以應對運輸、安裝和維護中的空間限制。Le Fèvre強調:“電信、計算機,還有來自IBM或蘋果的大量討論,他們開始使用第一代開關電源,我會說這兩者幾乎是同時進行的。因為兩者都意識到,我們不能擁有我們想要向大市場銷售的60公斤重的計算機?!?/p>
在1980年至2005年間,模擬到數字調節的進步改變了電力電子。Trey Burn引入了基于計算機的調節,促進了模擬與數字電源的轉換,而Chris Ens開發了第一款基于微處理器的PWM電源。愛立信在電信應用方面對數字電源的研究標志著另一個里程碑。
2005年后,數字電源成為核心關注點,克服了有限控制電路等挑戰。到2015年,數字電源已確立為關鍵技術。如今,物聯網和寬帶隙(WBG)半導體正在推動創新,使數字電源成為現代研發的基石。
電源供應技術向寬帶隙半導體的轉變
工業電源的歷程展示了技術的演變,以滿足現代對效率和性能的需求。傳統上依賴于常規硅晶體管和笨重變壓器的50W電源,如今已轉向采用WBG晶體管、平面磁性元件和數字控制。
成立于1974年的Powerbox專注于電源創新,并專門從事交流/直流和直流/直流電源。自2018年成為Cosel集團的一部分以來,它通過提供定制解決方案,覆蓋從1W到10kW的電源需求,拓展了其業務范圍。Powerbox的目標是通過在日本、中國和歐洲設立的5個研發中心,加速技術進步。由于PBRX是PSMA、E-PSMA和UNGC的成員,因此它對行業水平和全球可持續性有著堅實的承諾。
目前的電力供應是由wbg半導體制成的,其效率和開關速度大大高于硅,減少了熱量的產生和能源的損失。這使得設計更緊湊.平面磁學用印刷和層壓結構取代傳統的線束元件,進一步縮小尺寸并提高熱性能。
浮思特科技專注功率器件領域,為客戶提供IGBT、IPM模塊等功率器件以及MCU和觸控芯片,是一家擁有核心技術的電子元器件供應商和解決方案商。