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电力电子

传统电子项目的重点是处理数据,相比之下,电力电子项目则是以处理电力为主:发电、变电,以及从电源传输到负载。这一技术在各个行业中得到广泛使用,包括发电和配电的电力公司;汽车;以及家用电器。其电力处理范围从兆兆瓦到毫瓦不等。某些发展趋势会导致电力电子设备的设计人员面临许多挑战,下面详细说明。

  • 发电与输电 — 对于电网来说,光伏(PV)和风力发电等可再生能源带来了新的挑战,而传统发电厂由于可以建立在用电单位附近,所以没有这些挑战。具备有利风力和日照条件的地点不一定临近用电地点,因此发电厂必须靠近“能源点”,需要更长的输电距离。光伏电源通常是直流的,为此必须经过大功率逆变器的转换才能加入交流电网。
  • 汽车 — 即使传统的燃油汽车也包含数十个中小型电动机、交流发电机、传统电池以及电子子系统,而且数量逐年增加。电力汽车(EV)和混合电力汽车(HEV)的设计师面临着更多的挑战,如大功率电动机、可再生制动配置中的发电机和大容量电池。传动系统控制的问题变成了机械电子学问题:即机电元器件、电力电子、微控制器芯片(例如引擎控制单元或 ECU)和控制软件的组合。
  • 消费类电子产品 — 诸如智能手机等设备和组成“物联网(IoT)”的新类别设备通常都是由电池供电的,并且体积纤小。功率转换效率是实现长电池使用寿命、预防过热的关键。电源管理单元(PMU)是针对这些大容量应用而专门定制的集成电路。设计受到多种因素的严格限制:效率、外形,当然考虑到消费类市场短暂的产品生命周期,产品上市时间也是一大因素。

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