الکترونیک صنعتی در مسیر آینده

خلاصه

کلمات کلیدی

مقدمه

 آیا می دانیم که به کجا رهسپاریم؟

طول عمر تکنولوژی ها

تکنولوژی الکترونیک قدرت

کشیدن نقشه ی راه الکترونیک قدرت

توجه به توسعه ی تاریخی الکترونیک قدرت

توسعه 

 تاریخی مستند

توسعه ی فلسفه ی محرک مرکزی

وضعیت کنونی الکترونیک قدرت

توصیف تکنولوژی الکترونیک قدرت

تصویر1- کارکردهای داخلی یک کانورتر

تصویر2- رابطه ی همبستگی در زیرتکنولوژی های سازنده ی الکترونیک قدرت

فضای تکنولوژی الکترونیک قدرت

تصویر3- فضای تکنولوژی کانورترهای الکترونیک قدرت

تمایلات در زیرتکنولوژی های سازنده ی داخلی

تمایل در زیرتکنولوژی های سازنده ی خارجی

مثالهایی از پدیدارشدن کاربری ها و تکنولوژی ها

صنایع تغذیه ی [تجهیزات] قدرت در آمریکا

 تصویر4-تثبیت کننده ی ولتاژ چندفازه برای نسل جدید میکروپروسسورها(a) بهبود بازده بارهای سبک با استفاده از بهره برداری انداختن فاز و مود براست(b)

تمایل برای سیستمهای قدرت توزیع شده

تصویر5-کانورتر خشتی که به وسیله ی ترانسفورماتورdc/dc و تثبیت کننده ی ولتاژ POLجایگزین شد

تصویر6- معماری منبع تغذیه توزیع شده

تصویر7- منبع تغذیه توزیع شده بر اساس ساختمان بلوکی

تصویر8- PFCبوست چند فازه با کاهش در فیلترهای خازنی ورودی و خروجی(a) بهبود بازده به خاطر افت فاز و بهره برداری در مود براست(b)

تصویر9- LLC کانورتر تشدید بر اساس DCX 12/48 ولت(a) 12/400 ولت (b)

مفهوم یکپارچگی

 ماژول‌های یکپارچه ی الکترونیک قدرت

تصویر11- بخش‌بندی تابع به چندین سلول برای پردازش انرژی الکترونیکی

تصویر12- کانورتر عقب- جلو یکپارچه  1 کیلووات.

تصویر13- سیم‌پیچ فنری مسطح یکپارچه LC.

تصویر14- مقایسه نمونه فیلترهای الکترومغناطیس مزاحم گسسته و یکپارچه.

تصویر15- مقایسه ی بهره ی اندازه گیری شده ی فیلترهای مغناطیس مزاحم: بهره ی انتقال DM(a)؛ بهره ی انتقال CM(b)

تصویر17- اجزای ماجول الکترونیک قدرت: مدار معادل(a). نمای بسط یافته ی ماجول الکترونیک قدرت غیرفعال(b). نمونه ی 1کیلوواتی(c).

تصویر18- مقایسه ی سخت افزار کانورترها: با قطعات گسسته(a). با استفاده از ماجولهای الکترونیک قدرت(b).

تصویر16- نمای برش خورده ی یک ماجول قدرت فعال جاسازی شده(a) ماجول الکترونیک قدرت برای PEC و کانورتر dc/dc(b)

تصویر20- POL یکپارچه با قطعات گالیوم نیترید: نمونه ی تک فاز(a). نمونه ی دوفاز(b). بازده نمونه ی تک فاز(c).

مدار مجتمع 3 بعدی برای نقطه ی LC- مثال دوم

تصویر19- یکپارچه سازی POL برای توانهای بالا

تصویر21- چگالی توان کانورترهای POL

توسعه و تجاری سازی ماژول‌های الکترونیک قدرت

تصویر22-ماجولهای یمکپارچه که به DrMOS ارجاع داده می شوند.

نیروهای پیشبرنده ی آینده

 نیروهای پیش برنده ی سنتی

چه چیزی آینده ی الکترونیک قدرت را به پیش خواهدراند؟

پدیدارشدن تکنولوژی ها [ی جدید]

 نتیجه گیری

این مقاله نمایی تاریخی و فلسفی از آینده ی ممکن برای الکترونیک قدرت را ارائه می دهد. تکنولوژی ها طول عمر خاصی دارند که به وسیله ی ابداعات داخلی شروع شده و متعاقبا به بلوغ می رسد. اما ظاهرا الکترونیک قدرت پیچیده از این حرفها است، یک تکنولوژی قادر است تا طیف گسترده ای از سطوح قدرت، کارکردها و بکاربری ها را پوشش دهد. همچنین الکترونیک قدرت به تکنولوژی های مختلفی تقسیم می شود. تا به امروز، توسعه ی الکترونیک قدرت عمدتا به وسیله ی تکنولوژی نیمه هادی ها و مدارات کانورتری به پیش رانده شده است و به بلوغی در استانداردهای داخلی اش (مثلا بازده) رسیده است. این مقاله به صورت انتقادی کارکردهای بنیانی یافته شده در پردازنده های انرژی الکترونیکی، زیر زیرتکنولوژی های سازنده ی تکنولوژی الکترونیک قدرت، و فضای تکنولوژی قدرت را در نور فلسفه ی پیشبرنده ی الکترونیک قدرت و توسعه ی تاریخی آن بررسی می کند. در انتها نتیجه گیری می شود که اگرچه نزدیک شدن به مرزهای استانداردهای داخلی آن نشان دهنده ی بلوغ آن است، زیرتکنولوژی های سازنده ی خارجی بسته بندی، تولید، اثرات الکترومغناطیسی و زیست محیطی، و تکنولوژی کنترل کانورتر هنوز فرصتهای قابل توجهی برای توسعه دارند. همان طور که الکترونیک قدرت یک تکنولوژی دردسترس می باشد، توسعه ی آن، به همراه توسعه ی داخلی ،نظیر نیمه هادی های با پهنای باند زیاد، به وسیله ی کاربری در آینده به پیش رانده خواهندشد.

هنگامی که کوشش می کنید تا یک آینده ی ممکن برای الکترونیک قدرت را بسازید راه های متفاوتی در پیش رو دارد. در این مقاله، ما یک منظر تاریخی-فلسفی از بیرون را اختیار می کنیم. این مقاله در ابتدا نیروی پیش برنده ی این روش [بررسی] را در بخش دوم نشان می دهد، بر توسعه ی تاریخی در بخش سوم تمرکز می کند و وضعیت امروزی الکترونیک قدرت را در بخش چهارم بررسی می کند. برای ساده کردن این بحث، کارکردهای بنیادین داخلی برای الکترونیک قدرت پیشنهادشده و تمام حوزه ی الکترونیک قدرت به دو سری هم بسته از زیرتکنولوژی های سازنده تقسیم شده است. بخش پنجم مثالهایی از کاربری های موجود و تکنولوژی های این حوزه ی تولید کنندگان تجهیزات قدرت برای نشان دادن این که چگونه آنها توسعه ی زیرتکنولوژی های سازندهی الکترونیک قدرت را به پیش می رانند ارائه می کند. بخش ششم نیروهای پیشراننده را بررسی می کنند که به اوج اهمیت تکنولوژی ها و کاربری های در حال ظهور در مواجه با توسعه ی آتی الکترونیک قدرت رهنما می شوند.