整流电路的前景

整流电路的现状及发展前景凡能将交流电能转换为直流电能的电路泛称为整流电路，在应用中构成直流电源装置，由于交流电能大多数来自公共电网，因而是公共电网与电力电子装置的接口电路，其性能将影响电网的运行和电能质量。在所有电能基本转换中，整流是最早出现的一种，自20世纪20年代迄今已经历以下几种类型：旋转式变流机组（交流电动机-直流发电机组）、静止式离子整流器（由充气阀流管或汞弧整流管等离子器件组成）、和静止式半导体整流器（由各式半导体功率器件组成）。由于交流机组和离子整流器的经济指标均不及半导体整流器，因而已被取代。按照器件的频率的高低，整流电路也分为高频电路和低频电路，相控式电路属于低频电路，它是所有半导体变流电路中历史最长、技术最成熟且应用最广泛的一种电路；PWM整流电路属于高频电路，它是近年来才发展起来的电路，是PWM控制技术在整流领域的延伸，是所有半导体变流电路中历史最短的一种新型电路。整流电路的分类，主要分类方法有：按组成的期间可分为不可控、半控、全控三种；按电路结构可分为桥式电路和零式电路；按交流输入相数分为单项电路和多相电路；按变压器二次侧电流的方向是单向或双向，又可分为单拍电路和双拍电路。1.传统整流电路存在的问题：1.网侧功率因数低2.谐波电流对电网的危害大谐波不仅危害电网，还可对网间各种负载造成不良影响，诸如电动变压器和继电器等；此外，谐波对通信系统的干扰会引起噪声，降低通信质量等。3.难于实现快速调节传统的SCR相控整流电路具有较大惯性，因而难于对外作出快速反应，由于滤波元件参数较大，不仅增加电磁惯性，而且降低功率密度。2.整流设备的发展具有如下特点:1.传统的相控整流设备已经被先进的高频开关整流设备所取代。2.系统的设计已经由固定式演变成模块化，以适应各种等级、各种规模通信设备的需求。系统的交流配电单元、直流配电单元和电池配电单元等，可以是独立的屏（柜），与机架式整流设备组屏，也可以是独立的模块，安装在机架式整流设备内。可以组成5000A以上的大系统，也可以组成几十安培甚至更小的小系统。通信电源可以安装在独立的机房内，也可以安装在通信设备机房内，甚至直接安装到通信设备机架内。加上阀控式密封铅酸蓄电池的广泛应用，为分散供电创造了条件。从而大大提高了通信网运行的可靠性和通信质量。3.高频开关整流器采用了模块化设计、N1配置和热插拔技术，方便了系统的扩容，有利于设备的维护。4.系统一般都配置了防雷保护和浪涌抑制，有效地防止了雷电冲击和电压的突变、尖峰干扰及开、关机浪涌，提高了电源系统的安全性和供电质量。5.电源设备的智能化设计和通信接口的设置，使电源系统的集中监控成为可能。由于整流设备和配电设备等配备了微机监控器，使系统具备了智能化管理功能和故障告警及自保护功能。例如，对蓄电池组的初充、均/浮充、欠压脱离和温度补偿等实施自动管理；对系统实施输入/输出的过（欠）压、输出过流、输出分路的开关状态、防雷和浪涌抑制失效故障告警等。通过电源设备的RS-232和RS-485/422通信接口，在通信协议的支持下，可以很方便地实施对外通信，对系统实施遥信、遥测、遥控和遥调。6.新器件、新材料、新技术的应用，使高频开关整流器跃上了新台阶。由于高频开关整流器采用了电流控制模式、软开关、有源功率因素校正、饱和电感、单脉冲控制和并联均流等技术，采用了功率MOSFET和IGBT器件、微晶合金软磁材料，设计了多级滤波、初、次级控制、光电隔离和通信接口，使整流器具有高频率、高功率密度、高功率因素、高效率、高稳定、高抗扰低辐射、高可靠的智能型变流设备。3.未来通信电源将向以下方向发展。1.控制电路、驱动电路、保护电路和校正电路等的集成化、模块化设计，将缩小电源的体积和重量，提高开关电源的可靠性和功率密度。集成高频磁元件技术及阵列式磁元件技术和磁电混合集成技术的应用，将使高频开关电源的体积更小，磁损耗更低。2.在未来的发展中，高频开关电源的各项新技术，如软开关技术、功率因素校正技术、均流控制技术、电流模式控制技术和单脉冲控制技术等还将得到不断完善和提高。3.随着单机设备智能化程度的提高和监控系统的软、硬件设计的完善，通信和数据传输的可靠性和抗干扰性能得到提高，全面实现集中监控和远程控制。真正做到无人或少人值守。