一、引言
电能是目前人类生产和生活中最重要的一种能源形式。合理、高效、和方便地利用电能仍然是人类所面临的重大问题。采用电力电子技术的电源装置给电能的利用带来了革命。在世界范围内,用电总量中经过电力电子装置变换和调节的比例已经成为衡量用电水平的重要指标,目前全球范围内该指标的平均数为40%,据美国国家电力科学研究院预测,到2010年将达到80%。这对电源技术提出了新的挑战。
上世纪80年代,提出了电源制造中电力电子集成概念,明确了集成化是电力电子技术未来发展的方向,是解决电力电子技术发展面临障碍的最有希望的出路。电源集成电路逐步成为功率半导体器件中的主导器件,把电源技术推向了电源管理的新时代。电源管理集成电路分成电压调整器和接口电路两方面。正是因为这么多的集成电路(IC)进入电源领域,人们才更多地以电源管理来称呼现阶段的电源技术。
二、电源技术的进展
电源技术是一种应用功率半导体器件,综合电力变换技术、现代电子技术、自动控制技术的多学科的边缘交叉技术。随着科学技术的发展,电源技术又与现代控制理论、材料科学、电机工程、微电子技术等许多领域密切相关。目前电源技术已逐步发展成为一门多学科互相渗透的综合性技术学科。它对现代通讯、电子仪器、计算化、工业自动化、电力工程、国防及某些高新技术提供高质量、高效率、高可靠性的电源起着关键的作用。
在新的十二五规划中,城市轨道交通建设俨然以成为国家经济发展的强大动力支持,同时随着3G时代的到来,金融、电信网络的新一代基站、新一代数据中心的建设对EPS应急电源供电系统提出了更高的要求,西部地区蕴含丰富矿藏、石油煤炭也成为重点开发的目标,可以说能源、交通、电力、金融、通信、政府这些行业都成为刺激EPS增量的行业。 如今西部医疗用EPS应急电源的发展前景也很广阔,全国都在做医疗的改革,所有的医院,包括地县的卫生站,还有社区的诊疗中心,小到信息化的建设,大到数据中心的兴建与改建,对EPS及相关产品及方案都产生了迫切的需求,最小的B超室、CT,还有各种仪器仪表,包括一些血液的保存,都会有相应的需求,且小功率段尤其是20K以下的居多。
重要负荷指的是如果中断了,会造成比较大的的人员伤害或者政治经济损失,例如城市轨道交通(即地铁)、大型通讯枢纽、交通枢纽、大型公共体育场馆等都会有重要负荷。重要负荷主要包括应急照明、变电所操作电源、火灾自动报警系统设备、通信系统设备、信号系统设备等。本章我们就以地铁为例,介绍重要负荷对EPS应急电源等电源的需求。 目前虽然电力系统已经越来越完善和先进,特别重要负荷的可靠性也已经提高了不少,但是为了更能确保人员安全,特别是像地铁这种人流量大的应用中,还是有相关的文件来规定这些设计的,《地铁设计规范》(GB 50157-2003)第14.1. 7条规定,重要的负荷除由两个电源供电外,尚应增设EPS应急电源。因为EPS应急电源在突然断电所带来的重要的作用已经得到了重视,所以现在在地铁建设中,已经必不可少了。 现在在地铁的建设中,考虑到车站变电所退出时不影响安全运营的需要,火灾自动报警系统、通信系统、信号系统均分别采用了UPS电源装置,应急照明系统采用了EPS电源装置,变电所操作电源采用了高频电源开关的直流电源装置,各系统应急电源供电时间各异。 其具体要求如下: 信号系统:供电时间30分钟;应急照明:供电时间90分钟; 变电所操作电...