高頻開關(guān)電源發(fā)展與應(yīng)用

文|胡鳳廣 映河（廊坊）科技有限公司

一、引言

自我國“十三五”規(guī)劃實施以來，伴隨5G、大數(shù)據(jù)、云計算、“互聯(lián)網(wǎng)+”、新能源產(chǎn)業(yè)等新一代信息技術(shù)、高端裝備戰(zhàn)略重點產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，電源行業(yè)迎來了新的增長契機。電源產(chǎn)品種類眾多，按功能可分為：開關(guān)電源（通信電源、照明電源、PC電源、服務(wù)器電源、適配器、電視電源、家電電源等）、UPS（ACUPS和DCUPS等）、逆變器（車載逆變器、光伏逆變器等）、變頻器和其他電源等。據(jù)統(tǒng)計，我國開關(guān)電源在整個電源產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中占比高達61.9%。

我國開關(guān)電源行業(yè)市場化程度較高，已經(jīng)形成完善的產(chǎn)業(yè)鏈條。上游的國際主流元器件供應(yīng)商控制了開關(guān)電源IC芯片的制造技術(shù)，中游的電源制造商根據(jù)其掌握的電源制造專業(yè)技術(shù)和生產(chǎn)能力為下游的客戶提供不同技術(shù)水平、不同類型的電源產(chǎn)品。

映河（廊坊）科技有限公司是北京華信康源電氣有限公司的全資子公司；公司擁有先進的技術(shù)、優(yōu)秀的研發(fā)團隊及多年的經(jīng)驗，致力于大功率高頻開關(guān)電源及工控系統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售及售后服務(wù)。公司生產(chǎn)的高頻開關(guān)電源和工控系統(tǒng)等產(chǎn)品廣泛適用于工業(yè)自動化、智能制造、航空航天、表面處理等多個行業(yè)。

二、高頻開關(guān)電源應(yīng)用

目前，高頻開關(guān)電源已完全普及，其主要應(yīng)用領(lǐng)域包括：工業(yè)自動化控制、航空航天、通信系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、儀器儀表制造、表面處理及新能源行業(yè)等。

在工業(yè)自動化控制領(lǐng)域，高頻開關(guān)電源為自動化系統(tǒng)和設(shè)備提供充足、干凈的動力電能，以支撐和保障系統(tǒng)的正常流暢的運行。

在航空航天領(lǐng)域，高頻開關(guān)電源可用于發(fā)射前整箭系統(tǒng)及載荷的熱調(diào)試。

在通信系統(tǒng)中，高頻開關(guān)電源一般用于為信號基站和信號設(shè)備提供電能。

在表面處理行業(yè)，高頻開關(guān)電源可為保護性表面處理和裝飾性表面處理提供電場，用來完成離子交換。

在新能源行業(yè)，近年來發(fā)展迅猛的新能源汽車，其充電機或充電樁的電能轉(zhuǎn)換通過高頻開關(guān)電源實現(xiàn)。

通信系統(tǒng)電源應(yīng)用示意圖

三、主要產(chǎn)品及解決方案

高頻開關(guān)電源應(yīng)用行業(yè)眾多，本節(jié)以表面處理行業(yè)為例進行說明。表面處理行業(yè)按產(chǎn)品分類，可分為五金電鍍、PCB、半導體及釹鐵硼等。

1.雙脈沖電源

雙脈沖電源是指電源輸出雙向脈沖波形。雙脈沖電源分兩種，一種是正反向脈沖等峰值輸出，還有一種是正反向脈沖獨立可調(diào)。雙脈沖電源可從真正意義上實現(xiàn)正反向占空比、脈沖頻率可調(diào)。

雙脈沖電源一般應(yīng)用于貴金屬表面處理行業(yè)，比一般直流電源更加節(jié)省原材料，其鍍層均勻性和致密性均高于直流電源，表面處理效果更好。

2.釹鐵硼表面處理行業(yè)定制電源

釹鐵硼表面處理行業(yè)絕大部分都是滾鍍，對電源要求較高。此型電源的典型特征為雙輸出回路，采用全數(shù)顯及控制模式，具備電壓、電流、雙導電頭電流、計時和報警功能顯示，可實時顯示滾筒內(nèi)兩個陰極頭的電流；同時結(jié)合復(fù)雜算法，具有滾筒停轉(zhuǎn)、導電頭不平衡和電流偏差報警等報警功能。此型電源為國內(nèi)首創(chuàng)的專利產(chǎn)品。

雙脈沖電源及輸出波形示意圖

3.耗材自動添加解決方案

釹鐵硼表面處理行業(yè)定制電源

針對表面處理行業(yè)定期需要進行光亮劑等耗材補加的需求，映河科技研發(fā)團隊開發(fā)了自動添加用安時計，實現(xiàn)整槽液體自動添加系統(tǒng)。

自動添加系統(tǒng)核心產(chǎn)品安時電能計量，采用多臺電源信號同時采集合成（研發(fā)團隊已攻克不同電源信號不能疊加問題），用于計算整槽所有電源的電能累積，通過預(yù)先設(shè)定添加比較值、自動添加時間、誤差補償，添加完成后是否自動復(fù)位等參數(shù)，判定需要時自動啟動添加計量泵進行加液。整個過程循環(huán)往復(fù)，無需人工干預(yù)，實現(xiàn)全周期自動化。

四、高頻開關(guān)電源未來發(fā)展方向

隨著高頻開關(guān)電源應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，現(xiàn)有應(yīng)用領(lǐng)域要求不斷提升，民用行業(yè)產(chǎn)品的便攜性要求提升，未來高頻開關(guān)電源行業(yè)將向小型化、薄型化、輕量化、超高頻化和智能化方向發(fā)展。其中，小型化、輕量化是整個設(shè)備儀器行業(yè)發(fā)展的主方向，也是下游用戶設(shè)備發(fā)展的趨勢；超高頻是開關(guān)電源行業(yè)自身向高效、節(jié)能發(fā)展的必然出路；智能化則是各應(yīng)用行業(yè)發(fā)展和智能制造的要求。