徐腾龙
(中时讯通信建设有限公司)
摘要：当前，随着电子产业的迅速发展，为解决目前在电子技术中存在的劳动密集以及技术密集的现状，现下我国科研人员将主要精力放在电子系统集成的开发与提升方面，以期促进电子技术的发展。本文主要分析了电子系统的集成技术，为促进电子技术的发展，实现运行的高效性奠定了基础。
关键词：电子系统；集成进展；未来展望
当前，随着我国经济与科技的迅速发展，二者相互结合。经济的发展保障了科技的研发，而科技的发展推动了经济建设。现下，我国的电子技术在发展过程中存在劳动领域和技术领域密集的现状，不利于资源的优化与开发。而电子集成系统通过提高集成度，不仅大大改善了电子系统的模块化与标准化，降低了企业的技术成本，推动了我国经济的发展，还对自动化的产业技术具有重要影响。从未来的发展前景来看，电子系统集成具有一定的发展优势，可以将电子技术等领域中先进的集成数据应用于电子系统集成中，加快了电力电子系统集成的发展。
一、电子系统中对标准芯片的集成分析
电力电子系统集成的发展目标就是建立电力电子的标准化模块。与常规模块相比，电力电子系统模块具有明显的优势，一方面它能够规范电子系统，实现模块的通用功能，具有较高强度的集成性、通用性和可扩充性。另一方面它还具有功率传输与数据通信两种类型的标准接口，通过这些标准化的接口，加强了系统之间的联系，形成了一个击沉挂的电力电子系统，为实现多个智能标准模块协同工作奠定了基础，从而提高了满足了客户需求，提高了生产效率。
电力电子系统使用上的通用效果指的是在不同场合中，通过对电力电子系统软件的设计与使用，满足当前场合的应用的一种高效效果。电力电子系统的标准化模块具有无限的扩展能力，不仅可以根据用户的不同需求进行无限的拓展，还能够在使用过程中随时添加用户的需要。标准化模块可以通过增加附件的方式，完善内部结构，满足电力电子系统在特殊环境中的使用。
为了实现电力电子系统的扩充性，我们需要做的就是对电子系统的结构进行标准化设计，即在电力电子系统的使用中，系统中存在较多的交流电路，我们都知道，交流电路具有较强的特异性，不利于其他信号的识别。因此，我们可以分析比对不同的电力电子系统，对其进行优化和弥补，扩展电力电子系统的适用范围。我们通常采用拓扑的方式，即在规定的环境中，对现有的电力电子系统进行优化，核算电气标准，分许电压范围，然后选取合适的拓扑方法，保障线路无论是串联还是并联中都可以正常使用。
二、电子系统中对变流器拓扑选择的标准分析
㈠变流器拓扑初步筛选的四个标准
变流器对电子集成系统具有重要的影响，它是电源产品的核心。在通信和移动设备中，使用的大多是直流电，而在照明设备中，使用的大多是交流电。为此，我们要根据不同的产品需求，分析不同设别中变流器的特点，制定相关的拓扑标准，即：输入电压高低、输出电压高低、输入输出范围宽窄以及功率大小。下图为传统变流器和现代变流器拓扑进行相关的项目比较：
图1.传统变流器和现代变流器拓扑项目比较
通过上图我们可以发现，在输出电压方面，如果输入的电压过高，我们可以采用零电压的方式，反之，就必须使用同步整流，将电压提升到标准范围内。在功率等级方面，如果功率等级较大，我们需要运用大量的开关，来控制变流器的使用，反之，则只需几个开关就可以进行拓扑。
（二）小功率变流器拓扑的筛选和优化
当前，我国在电力电子系统集成中应用的变流器主要有六种，分别是：有源钳位型正激变流器、谐振复位型正激变流器、对称半桥变流器、正反激变流器、隔离型升降压变流器、两级变流器。通过比较我们发现，正激、对称半桥以及正反激是目前拓扑中常用的变流器。
小功率变流器中最重要和最基本的部件就是电压调节模块（VRM），因此，我们在进行筛选和优化是一定要优先考虑。通过图2、图3的电力结构图以及图4的辅助电路拓扑比较图，我们又针对其中的不足，提出了李忠理想型的同步整流驱动方案，图5就是其中的一种方案，该方案提高了电力系统集成的工作效率，优化了副边电路，同时保证同步整流管的体二极管不导通，是同步整流的标准拓扑。
（三）中功率变流器拓扑的筛选和优化
目前，在我国电力电子系统集成中，针对中功率标准模块中常用的拓扑方法是全桥拓扑，在进行筛选时，除了参考四项初步标准外，还应该考虑拓扑过程中的适应性、损耗程度以及创并联拓展潜力等，进入深入分析，从而判断集成效果。
中功率变流器可以根据开关方式、工作原理等分为进行划分，通过相关数据我们发现，在电力电子集成的中功率变流器的拓扑中，移相控制型软开关电路的应用最为广泛。
为得到标准模块的最优拓扑，我们以400V等级的输入电压为例，在拓扑指标的基础上，对全桥拓扑作了详细的分析和比较，归纳其共性，去糙取精，拓宽标准模块的应用范围，并提出了原边对应的三电平半桥拓扑，实现了不同输入电压等级的统一。
三、电子系统中对变流器对抗特点的分析
我们在标准化模块的设计过程中，因其电路的连接以及兼容性的问题会影响系统效率，因此我们需要进行稳定系分析。在电力电子系统中，系统的稳定性分析是保障集成化标准模块的重要前提，而当前，影响系统间电压不稳定的主要原因有：第一，系统内大信号稳定，小信号不稳定；第二，大小信号都不稳定。所以我们对电力开关中的纹波进行调整，确保在正常的范围内。同时，在标准模块中设置过滤装置，保障信号的稳定，从而确保集成化系统的健康运行。
四、输入阻抗的改进措施
当前，我们在进行变流器的使用过程中，电力电子系统集成会产生阻抗问题，严重影响电流以及电压的稳定，从而影响整个系统的正常运转。
为避免上述现象的出现，当前我们采取通过改变电压环路的方法，完善相应的对位裕度，降低电流穿过的阻碍，在保障能够满足电感的要求下，增加电感量，提高电流环的频率，从根本上解决电流的输入阻抗问题。
五、阻抗的输出措施
阻抗的输出过程流程比输入过程要复杂得多，因此针对不停的集成化运行方式，我们在当下对输出阻抗进行工作时，通常采用二阶或一阶的系统输出，从方式的本质上讲，利用电压进行阻抗工作的是一阶，利用电流进行阻抗工作的是二阶。但是不管是一阶还是二阶，我们都要尽量降低阻抗的数值，严格控制和谐振的频率，放置阻抗工作中出现骤升或骤降的问题，提高集成化效果。
六、电子系统集成化的发展展望
当前，电力电子系统已经得到了广泛的应用，在未来科技的发展过程中，该种技术必将成为一种主流趋势，在推动国家经济发展，实现国家工业化建设中具有重要影响。通过系统集成，人么可以利用标准模块，方面集成复杂的地利电子实际应用系统，从而降低了研制成本，彻底改变了当前密集现状。
结语
综上所述，电力电子集成系统，通过集成化的方式，完善系统功能，能更好地实现电力电子系统的价值。因此，我们应该掌握电力电子系统集成的若干关键技术，保障其高效性，并使生产方式朝着智能化方向发展。
参考文献
[1]钱照明，张军明，谢小高，顾一磊等.电力电子系统集成研究进展与现状[J].电工技术学报，2012，12:112-123.
[2]谢小高，钱照明，赵卓.小功率电力电子系统集成高频华研究[J].电气技术，2012,11:101-106.
[3]董新伟.电力电子系统集成中控制技术相关问题研究[J].浙江大学，2011,11:107-114.
论文作者:徐腾龙
论文发表刊物:《基层建设》2016年18期
论文发表时间:2017/8/30
标签：变流器论文; 拓扑论文; 电子系统论文; 系统集成论文; 模块论文; 电压论文; 电力论文; 《基层建设》2016年18期论文;