كاربرد الكترونیك قدرت

الكترونیك قدرت تلفیقی از الكترونیك ، قدرت و كنترل است . در كنترل ، مشخصات حالت پایدار و دینامیك سیستم های حلقه بسته بررسی می شود . در قدرت ، تجهیزات ساكن و گردان قدرت جهت تولید ، انتقال و توزیع قدرت الكتریكی مورد مطالعه قرار می گیرد . الكترونیك درباره قطعات حالت جامد و مدارهای پردازش سیگنال ، جهت دستیابی به اهداف كنترل مورد نظر تحقیق و بررسی می كند . می توان الكترونیك قدرت را چنین تعریف كرد : كاربرد الكترونیك حالت جامد برای كنترل و تبدیل قدرت الكتریكی .ارتباط متقابل الكترونیك قدرت با الكترونیك ، قدرت و كنترل در شكل نشان داده شده است .

الكترونیك قدرت مبتنی بر قطع و وصل افزارهای نیمه هادی قدرت .با توسعه تكنولوژی نیمه هادی قدرت ، توانایی در كنترل قدرت و سرعت و وصل افزارهای قدرت به طور چشمگیری بهبود یافته است . پیشرفت تكنولوژی میكروپرسسور / میكروكامپیوتر تاثیر زیادی روی كنترل و ابداع روشهای كنترل برای قطعات نیمه هادی قدرت داشته است . تجهیزات الكترونیك قدرت مدرن از (1) نیمه هادیهای قدرت استفاده می كند  كه می توان آنها را مانند ماهیچه در نظر گرفت ، و (2) از میكروالكترونیك بهره می جوید كه دارای قدرت و هوش مغز است .

الكترونیك قدرت ، جایگاه مهمی در تكنولوژی مدرن به خود اختصاص داده است و امروزه از ان در محصولات صنعتی با قدرت بالا مانند كنترل كننده های حرارت ،نور ، موتورها ، منابع تغذیه قدرت ، سیستم های محرك وسایل نقلیه و سیستم های ولتاژ بالا (فشار قوی) با جریان مستقیم استفاده می كنند . مشكل بتوان حد مرزی برای كاربرد الكترونیك قدرت تعین كرد ، بویژه باروند موجود در توسعه افزارهای قدرت و میكروپروسسورها ، حد نهایی الكترونیك قدرت نا مشخص است . جدول زیر بعضی از كاربردهای الكترونیك قدرت را نشان می دهد .

تاریخچه الكترونیك قدرت

تاریخچه الكترونیك قدرت با ارائه یكسو ساز قوس جیوه ای ، در سال 1900 شروع شد . سپس ، به تدریج یكسو ساز تانك فلزی ، یكسو ساز لامپ خلاء با شبكه قابل كنترل ، اینگنیترون ، فانوترون ، و تایراترون ارائه شدند . تا دهه پنجاه برای كنترل قدرت از این افزارها استفاده می شد .

اولین انقلاب در صنعت الكترونیك با اختراع ترانزیستور سیلیكونی در سال 1948 توسط باردین ، براتین ، و شاكلی ، درآزمایشگاه تلفن بل ، آ‎غاز شد . اغلب تكنولوژی های الكترونیك پشرفته امروزی مدیون این اختراع است . در طی سالها ، با رشد و تكامل نیمه هادیهای سیلیكونی ،‌میكروالكترونیك جدید به وجود آمد . پیشرفت غیر منتظره بعدی نیز ، در سال 1956 در آزمایشگاه بل به وقوع پیوست ، اختراع ترانزیستور تریگردار PNPN ، كه به تایریستور یا یكسوساز قابل كنترل سیلیكونی (SCR)  معروف شد .

 انقلاب دوم الكترونیك در سال 1958 با ساخت تایریستور تجاری توسط كمپانی جنرال الكتریك ، شروع شد . این آغاز عصر نوینی در الكترونیك قدرت بود . از آن زمان ، انواع مختلف افزارهای نیمه هادی قدرت و تكنیكهای گوناگون تبدیل قدرت ابداع شده است . انقلاب میكروالكترونیك توانایی پردازش انبوهی از اطلاعات را با سرعتی باورنكردنی به ما داده است . انقلاب الكترونیك قدرت ، امكان تغییر شكل و كنترل قدرتهای بالا رابا راندمان فزاینده ای فراهم ساخته است .

امروزه با پیوند الكترونیك قدرت ، ماهیچه ، با میكروالكترونیك ، مغز ، بسیاری از كاربردهای بالقوه الكترونیك قدرت ظهور می كند و این روند به طور مستمر ادامه خواهد یافت . در سی سال آینده الكترونیك قدرت انرژی الكتریكی را در هر نقطه از مسیر انتقال، بین تولید و مصرف ،‌تغییر شكل می دهد و به صورتی مناسبی تبدیل    می كند . انقلاب الكترونیك قدرت از اواخردهه هشتاد و اوایل دهه نود تحرك تازه ای یافته است .

الكترونیك قدرت و محركهای الكتریكی چرخان

از سالهای 1950 به بعد تكاپوی شدیدی در توسعه ، تولید ، و كاربرد وسایل نیمه هادی وجود داشته است . امروزه بیش از 100 میلیون وسیله در هر سال تولید می شود و میزان رشد آن بیشتر از 10 میلیون وسیله در سال است . این تعداد به تنهایی مشخص كننده اهمیت نیمه هادیها در صنایع الكتریكی است .

كنترل بلوكهای بزرگ قدرت توسط نیمه هادیها از اوایل سال های 1960 شروع شد .بلوكهای بزرگ قدرت كه قبلاً به چندین كیلو وات اطلاق می شد ، امروزه متضمن چندین مگا وات است .

اینك تولید تعداد نیمه هادیهایی كه قادرند جریانی بیشتر از 5/7 آمپر از خود عبور دهند بالغ بر 5 میلیون در سال است كه ارزش كل انها در حدود 5/8 میلیون لیره استرلینك یا 20 میلیون دلار (و یا 5/1 میلیارد رسال ) است . نرخ رشد نیمه هادیهای قدرت كه به تیریستور موسومند به پای نرخ رشد ترانزیستور رسیده است .