La dirección de desarrollo de la tecnología moderna de electrónica de potencia es un cambio de la electrónica de potencia tradicional, que se ocupa principalmente de la tecnología de baja frecuencia, a la electrónica de potencia moderna, que se ocupa principalmente de la tecnología de alta frecuencia. La tecnología de electrónica de potencia comenzó con los dispositivos rectificadores de silicio a finales de la década de 1950 y principios de la década de 1960. Su desarrollo ha experimentado sucesivamente la era del rectificador, la era del inversor y la era del suministro de energía de frecuencia variable, y ha promovido la aplicación de la tecnología de electrónica de potencia en muchos campos nuevos. Los dispositivos compuestos semiconductores de potencia representados por los MOSFET de potencia y los IGGB desarrollados a finales de la década de 1980 y principios de la década de 1990, que integran alta frecuencia, alto voltaje y alta corriente, indican que la tecnología tradicional de electrónica de potencia ha entrado en la era moderna de la electrónica de potencia.
1. La era de los rectificadores
La electricidad industrial de alta potencia es proporcionada por un alternador de frecuencia de potencia (50Hz), pero alrededor del 20% de la electricidad se consume en forma de CC, las más típicas de las cuales son la electrólisis (los metales no ferrosos y las materias primas químicas requieren electrólisis de CC), la tracción (locomotoras eléctricas, locomotoras diesel de accionamiento eléctrico, locomotoras de metro, trolebuses urbanos, etc.) y la unidad de CC (laminado de acero , fabricación de papel, etc.) en tres áreas principales. Los rectificadores de silicio de alta potencia pueden convertir eficientemente la corriente alterna de frecuencia de potencia en corriente continua. Por lo tanto, en las décadas de 1960 y 1970, el desarrollo y la aplicación de rectificadores y tiristores de silicio de alta potencia se han desarrollado en gran medida. En ese momento, hubo un aumento de las fábricas de rectificadores de silicio a gran escala en todo el país. En la actualidad, los grandes y pequeños fabricantes de semiconductores que fabrican rectificadores de silicio en el país son los productos de esa época.
2. Era del inversor
Hubo una crisis energética mundial en la década de 1970, y las velocidades de conversión de frecuencia de los motores de CA se desarrollaron rápidamente debido a sus notables efectos de ahorro de energía. La tecnología clave de la regulación de la velocidad de frecuencia variable es invertir la corriente continua a la corriente alterna de 0 ~ 100Hz. Desde la década de 1970 hasta la década de 1980, con la popularización de los dispositivos de control de velocidad de frecuencia variable, los tiristores, los transistores de potencia gigantes (GTR) y los tiristores de apagado de compuerta (GT0) para inversores de alta potencia se convirtieron en los protagonistas de los dispositivos electrónicos de potencia en ese momento. Aplicaciones similares incluyen salida de CC de alto voltaje, compensación dinámica de potencia reactiva estática, etc. En este momento, la tecnología de electrónica de potencia ha sido capaz de lograr la rectificación y la inversión, pero la frecuencia de funcionamiento es baja, sólo limitada al rango de baja frecuencia.
3. La era de la fuente de alimentación de frecuencia variable
La fuente de alimentación de frecuencia variable transforma la corriente alterna en la red eléctrica de CA→DC→AC, y genera una onda sinusoidal pura. La frecuencia de salida y el voltaje son ajustables dentro de cierto rango. Es diferente del controlador de velocidad de conversión de frecuencia utilizado para el control de velocidad del motor, y también es diferente de la fuente de alimentación estabilizada de CA ordinaria. La fuente de alimentación de CA ideal se caracteriza por una frecuencia estable, voltaje estable, resistencia interna cero y una onda sinusoidal pura (sin distorsión) en la forma de onda de voltaje.
Alrededor de la década de 1980, las fuentes de alimentación electrónicas de frecuencia variable estaban hechas principalmente de pequeños instrumentos japoneses. Las fuentes de alimentación de este tipo de instrumento se hicieron en su mayoría por amplificación de cristal. Después de la década de 1980, se introdujeron en China continental a través de Taiwán. Las características de la fuente de alimentación durante este período son: baja potencia, buena precisión y baja eficiencia.
En la década de 1980, China continental se embarcó en el camino de la reforma y la apertura. Durante esta etapa, el equipo de importación y exportación de China aumentó gradualmente, especialmente la participación en la exportación de aparatos eléctricos como hornos microondas y acondicionadores de aire aumentó. Por lo tanto, se requerían fuentes de alimentación de inversor de alta potencia para las pruebas. Para las necesidades de esta parte del mercado, la potencia del producto original ya no puede satisfacerse, por lo que los fabricantes de fuentes de alimentación buscan nuevas tecnologías para expandir la potencia de la fuente de alimentación. De acuerdo con las condiciones técnicas y los dispositivos electrónicos de la época, el desarrollo se realizó principalmente de dos maneras. Por un lado, el método de tipo cristal se mantuvo sin cambios, y se conectaron varias máquinas en paralelo para la expansión de la capacidad; el otro método era utilizar módulos de cristal de potencia.
