科技爱好活动的健康持续发展,是很多因素共同作用的结果。从主观上来讲,作为科创人,我们追求科学和理性、追求极致和完美——正是这样的追求将所有具有相同爱好的人聚集在了一起。建立【电力电子】这个版块,是为了让我们在这个方向上更专注地实现我们的追求。
我个人对开关电源、逆变器、电机驱动等理论曾进行过较为深入的学习,也发表过一些个人作品。同时我也看到论坛上有很多电子爱好者专注于这些方面的探讨与实践,因此我认为电力电子是目前一个非常可玩的方向。为什么电力电子可以“玩”呢?要回答这个问题,我们就要先看看目前世界上最流行的娱乐方式:电子游戏(Video games)。
电子游戏的基本特征:能够接受用户的输入,然后产生感官(听觉、视觉、触觉)上的反馈。虽然具体游戏内容浩如烟海各不相同,但能够令用户产生【控制感】这一点,对所有游戏来说都是相同的。从《吃豆子》到《反恐精英》,玩游戏的过程实际上就是享受对游戏元素的【控制感】。所谓使命感、沉浸感、成功感,都是由控制感发展而来的。而数量庞大的科技爱好者进行科技爱好活动,实际上也是在享受这种控制感。除航模、船模这些显而易见的之外,化简CPU逻辑、调节发射线圈间距、裁剪火箭尾翼……通过调节系统的各项参数输入,实现最终的定量目标,这不都是作者在享受控制感的例子吗?而电力电子领域的主力方向——开关电源,也具有这一特性:我们分析反馈信号的变化,产生相应的控制信号,最终维持输出物理量的稳定。无论是追求负载调节率的最小化,还是追求纹波的最小化,又或者是追求效率的最大化,每一个问题都是严肃的控制问题——只不过绝大多数人无法享受这种控制所带来的快感罢了。
从客观上来讲,考虑到电能作为用途最广泛、传输成本最低、基础理论最完善的一种能源还能再坚持至少100年,电力电子在未来将是一个具有极大发展潜力的领域。对电力电子领域的兴趣必须鼓励;也许我们之中很难再出现一个特斯拉,但等待着我们的道路,仍然是一片光明的。
回过头,我们再来看看电力电子领域目前有哪些可以玩的方向。
开关电源:高频(3-30MHz)开关电源(微型化、固态化、优异瞬态响应);多象限开关电源(可以吸收功率,如作为电池模拟器);自由并/串联/模块化的开关电源(可以减少型号,超大批量生产,实现任意安装规模,发生故障快速维修替换)
逆变器:多模式逆变器(并网/离网均可独立或并联运行);便携式大功率焊接设备(电阻焊、电弧焊、感应烙铁)
电机控制:微型精密调速器(例如,30mmx30mm面积内实现感应电机精确测速和精确调速电路,可从通信端口接受速度命令);老掉牙的FOC;转矩动态性能优异的DTC;角度反馈技术(光遍,磁编,霍尔开关,bEMF,插值,预测);自适应/模糊/机器学习控制等
新能源:MPPT;超低压利用(温差发电等);电池组技术(充放电,平衡,保护,诊断)
还有更多,我没有办法一一举例,概括来讲就是:搞科技爱好不能拒绝高精尖,这是科创社区发展的原动力。诚然,上述许多领域和RMB有不小的联系,但我依然坚信,兴趣才是人类进步的原动力:在不断重复低水平制作的同时,我们既是在消磨自己的兴趣,也失去了更多潜在爱好者的热情;只有树立伟大的折腾目标,我们才能走得更远。
欢迎探讨。