电力电子课程第 2 部分：电路效率

电力电子的概念已经发展，如今它与与电力转换、其控制和相对效率相关的技术相关联。该部门还与适合能源转换的所有电气和电子系统密切相关。在电力电子中进行的电路研究主要集中在效率上。能源是一种非常宝贵的资源，必须以尽可能最便宜的方式使用。正是由于这个原因，必须尽量减少电子设备中的散热和功率损耗。

换句话说，从设备的输入端传递到输出端的能量不应该减少和减少。电力电子系统的应用越来越多，跨越不同的领域。DC/DC、AC/DC 和 AC/AC 转换器、不间断电源、电池充电器和电源只是功率因数校正和绝缘概念发挥作用的一些示例。在企业、工厂甚至家庭中，有许多设备会吸收大量能量。它们必须以最佳方式设计，以确保极高的安全性和可靠性，但最重要的是，要超过政府和当局为获得认证而规定的规格。电力电子的目的是节省电力，降低运营成本并提高电气系统的安全性。它们必须以最佳方式设计，以确保极高的安全性和可靠性，但最重要的是，要超过政府和当局为获得认证而规定的规格。

电力电子的目的是节省电力，降低运营成本并提高电气系统的安全性。它们必须以最佳方式设计，以确保极高的安全性和可靠性，但最重要的是，要超过政府和当局为获得认证而规定的规格。电力电子的目的是节省电力，降低运营成本并提高电气系统的安全性。

电路效率

在电力电子领域，效率为 99.9% 的设备能够使用所有可用能源而不会造成浪费。

另一方面，效率为 45% 的设备能够使用发电机吸收的不到一半的功率，其余的则在未使用的热量中损失掉。在某些应用中，设备需要产生热量，例如厨房烤箱和加热器。在大多数应用中，有效利用能源是一个关键因素。超过 95% 的效率会带来出色的结果，但现代设备可以实现更高的效率。电路的效率越高，浪费的能量就越少，这会导致热量散发并降低电子元件的平均寿命。为了最小化能量损失，电源电路中的电子设备和组件被用作电子开关，在开关和高频模式下，以最小化功耗。对于非常高功率的转换器，可持续性。效率可以很容易地用输出功率除以输入功率的百分比来计算。计算电路效率的基本公式如下：

效率高，电子元件工作更好，散热更少，可靠性和安全性更高。图 3 中的图表显示了新材料如何提高器件效率。显然，这是一个不排除对未来新发现的任何技术影响的统计数据。今天的研究集中在可以减少组件体积和重量的新技术上，这是一个重要因素，尤其是在汽车、航天和医疗领域。未来几年将至关重要，随着解决方案越来越接近完美，公司当然会采取越来越小的步骤。技术一直在寻找对电子具有最低电阻的材料。只有这样才能获得更高效、更可靠的系统。

图 3：随着时间的推移，逆变器的预测平均效率

结论

如引言所述，电流是有组织的电子流。对于 10-mA 和 80-A 电流，此通道是相同的。只有参与流动的电子数量会发生变化，就像塑料管中的水一样。然而，结果却大相径庭。如前所述，低电流和高电流电路之间的限制相当窄，大约为 5-10 A。由于最近的材料技术进步，今天的电力电子设备非常高效。GaN和 SiC毫无疑问，在提高电导率以及操作和开关速度方面，都为该行业的改善做出了重大贡献。与石墨烯一起，它们为能源消耗优化做出了重大贡献。创新应用于各个领域，电力电子将在不久的将来发挥举足轻重的作用。