基于電源生產(chǎn)流程的開關(guān)電源發(fā)展過程中的十個(gè)技術(shù)焦點(diǎn)

從分工上看，電源的生產(chǎn)主要有插件、波峰焊接、裝配、手工焊接、線上初步負(fù)載檢測、篩選檢驗(yàn)、成品拼裝、負(fù)載老化檢驗(yàn)、包裝等八大步驟。看起來好像過程并不復(fù)雜，但是每個(gè)步驟其實(shí)都能拆分成若干環(huán)節(jié)。細(xì)算下來，一個(gè)電源非要經(jīng)過十幾道工序才能生產(chǎn)出來。給大家說的在具體些，例如插件組，一條生產(chǎn)線上十多名 插件女工(確實(shí)都是比較年輕的女工，因?yàn)榕⒌碾p手更加靈巧)，分為小件插接、大件插接。電源上百多個(gè)元件大部分都是靠她們插接固定，然后送入波峰焊接機(jī)的。而之后的裝配過程同樣需要分成3、4個(gè)步驟。分類最多的是品控檢驗(yàn)員。生產(chǎn)線上他們穿著和其他員工不同顏色的制服，分散在每道分工之間。對上一個(gè)環(huán)節(jié)完成的產(chǎn)品進(jìn)行逐一檢驗(yàn)。而最關(guān)鍵的負(fù)載檢驗(yàn)，更是要前后進(jìn)行3次。光單價(jià)幾十萬的Chroma電源動(dòng)態(tài)綜合檢測儀一條生產(chǎn)線上就至少要配4組同時(shí)運(yùn)行。 加上其他一些細(xì)小環(huán)節(jié)，每個(gè)從線上下來的合格電源都算得上是“千錘百煉”了。

1、來料檢查

2、SMT工藝，SMT全稱表面貼片技術(shù)，它是通過高速貼片機(jī)將IC安置在指定位置的一項(xiàng)工藝，采用SMT技術(shù)的電源產(chǎn)品可以大幅縮減電源內(nèi)部元器件體積從而帶來功耗損耗的降低，但是由于SMT設(shè)備價(jià)值高昂同時(shí)對于料件品質(zhì)要求較高，因此國內(nèi)很多電源制造廠家(包含部分知名品牌)很少應(yīng)用。

3、稍大體積元器件的插接工作

4、電源半成品就要被送到波峰焊機(jī)中進(jìn)行焊接(RHOS環(huán)保標(biāo)準(zhǔn))

經(jīng)過波峰焊的電源，從理論上來講全部元器件都會(huì)被牢牢的焊接在PCB上

5、對電源進(jìn)行全面檢測(CHROMA電子負(fù)載自動(dòng)測試儀)

6、封裝工序

7、老化房中進(jìn)行測試

8、再次利用CHROMA進(jìn)行全面體檢

小小的電源，看似簡單但實(shí)際上從元器件到最終成品卻經(jīng)歷了如此復(fù)雜的程序

開關(guān)電源發(fā)展過程中的十個(gè)技術(shù)焦點(diǎn)

20世紀(jì)60年代，開關(guān)電源的問世，使其逐步取代了線性穩(wěn)壓電源和SCR相控電源。40多年來，開關(guān)電源技術(shù)有了飛迅發(fā)展和變化，經(jīng)歷了功率半導(dǎo)體器件、高頻化和軟開關(guān)技術(shù)、開關(guān)電源系統(tǒng)的集成技術(shù)三個(gè)發(fā)展階段。

功率半導(dǎo)體器件從雙極型器件(BPT、SCR、GTO)發(fā)展為MOS型器件(功率MOSFET、IGBT、IGCT等)，使電力電子系統(tǒng)有可能實(shí)現(xiàn)高頻化，并大幅度降低導(dǎo)通損耗，電路也更為簡單。

自20世紀(jì)80年代開始，高頻化和軟開關(guān)技術(shù)的開發(fā)研究，使功率變換器性能更好、重量更輕、尺寸更小。高頻化和軟開關(guān)技術(shù)是過去20年國際電力電子界研究的熱點(diǎn)之一。

20世紀(jì)90年代中期，集成電力電子系統(tǒng)和集成電力電子模塊(IPEM)技術(shù)開始發(fā)展，它是當(dāng)今國際電力電子界亟待解決的新問題之一。

焦點(diǎn)一：功率半導(dǎo)體器件性能

1998年，Infineon公司推出冷MOS管，它采用“超級結(jié)”(Super-Junction)結(jié)構(gòu)，故又稱超結(jié)功率MOSFET。工作電壓600V～800V，通態(tài)電阻幾乎降低了一個(gè)數(shù)量級，仍保持開關(guān)速度快的特點(diǎn)，是一種有發(fā)展前途的高頻功率半導(dǎo)體器件。

IGBT剛出現(xiàn)時(shí)，電壓、電流額定值只有600V、25A。很長一段時(shí)間內(nèi)，耐壓水平限于1200V～1700V，經(jīng)過長時(shí)間的探索研究和改進(jìn)，現(xiàn) 在IGBT的電壓、電流額定值已分別達(dá)到3300V/1200A和4500V/1800A，高壓IGBT單片耐壓已達(dá)到6500V，一般IGBT的工作頻率上限為20kHz～40kHz，基于穿通(PT)型結(jié)構(gòu)應(yīng)用新技術(shù)制造的IGBT，可工作于150kHz(硬開關(guān))和300kHz(軟開關(guān))。

IGBT的技術(shù)進(jìn)展實(shí)際上是通態(tài)壓降，快速開關(guān)和高耐壓能力三者的折中。隨著工藝和結(jié)構(gòu)形式的不同，IGBT在20年歷史發(fā)展進(jìn)程中，有以下幾種類型：穿通(PT)型、非穿通(NPT)型、軟穿通(SPT)型、溝漕型和電場截止(FS)型。

碳化硅SiC是功率半導(dǎo)體器件晶片的理想材料，其優(yōu)點(diǎn)是：禁帶寬、工作溫度高(可達(dá)600℃)、熱穩(wěn)定性好、通態(tài)電阻小、導(dǎo)熱性能好、漏電流極小、PN結(jié)耐壓高等，有利于制造出耐高溫的高頻大功率半導(dǎo)體器件。

可以預(yù)見，碳化硅將是21世紀(jì)最可能成功應(yīng)用的新型功率半導(dǎo)體器件材料。焦點(diǎn)二：開關(guān)電源功率密度

提高開關(guān)電源的功率密度，使之小型化、輕量化，是人們不斷努力追求的目標(biāo)。電源的高頻化是國際電力電子界研究的熱點(diǎn)之一。電源的小型化、減輕重量對便攜式電子設(shè)備(如移動(dòng)電話，數(shù)字相機(jī)等)尤為重要。使開關(guān)電源小型化的具體辦法有：

一是高頻化。為了實(shí)現(xiàn)電源高功率密度，必須提高PWM變換器的工作頻率、從而減小電路中儲能元件的體積重量。