AFE

AFE（Active Front End）整流/回饋單元的功能

主動前端譯自英文Active Front End。從結構上看，由於採用了 IGBT 功率元件， 所以它相當於一個逆變器，不同的是其輸入為交流輸出為直流，因為它位於電源進線側， 所以被稱為前端。其主動的含義在於，與傳統的二極體或可控制矽整流技術相比，主動前端不再是被動地將交流轉變成直流，而是具備了很多主動的控制功能。它不僅能消除高次諧波，提高功率因數， 而且不受電網波動的影響， 具有卓越的動態特性。

簡介

①AFE（Active Front End）整流/回饋單元的功能

主動前端（AFE〕整流單元的工作原理可簡述為：AFE整流單元從電網汲取正弦波交流，經整流後輸出直流電壓，並保持所要求的電壓值。各次諧波由濾波電路刪除。

技術特點

1. AFE變流器是隨著全控式開關器件（例如IGBT）的實用化而發展起來的斬控式可逆變流器。系統的交－直環節與直－交環節的結構完全相同，均採用正弦脈寬調製模式（SPWM）。其控制結構包括直流母線電壓的電壓調節器；提供變頻器系統輸入電流瞬時值指令模式信號的功率因數調節器；與電流模式信號成正比的控制輸入電流的調節器；以及對變流器交流輸入電壓進行斬波控制的SPMW控制器。

2. AFE變流器能將直流母線電壓保持在恆定的給定值上。它既可以作為整流器工作，也可作用逆變器工作，為電源側的4象限運行。由於採用了自關斷器件IGBT，通過恰當的SPWM模式，可對交流電流的大小和相位進行控制，並通過前端的各濾波、儲能環節使交流輸入電流接近正弦波。並且功率因數以1為中點而正負可調。在電機側的制動能量通過逆變器返回而使直流母線電壓升高時，可以使交流輸入電流的相位與電源電壓相位相反，實現再生髮電運行，並將再生功率回饋到交流電網去，這時斬控整流器工作在有源逆變狀態。

3. AFE整流/逆變器為新一代交－直流環節。它採用自關斷器件IGBT作為功率器件，並且採用正弦波的脈寬調製技術。從而避免了可控矽類功率元件的整流/回饋單元，由於電網側故障而容易發生的逆變顛覆的弊端，使AC－DC環節的可靠性大幅度提高。

4. 由於AFE整流/逆變器前端的電壓與電流波形均已濾波成正弦波形，電壓與電流正弦波形間的相位差角可以按需要在一定範圍內設定，因此功率因數可調。它甚至可以對供電系統進行有源的功率因數補償。

5. 由於直流母線電壓可在一定範圍內設定，設定值即為穩壓值，故AFE整流器抵抗電源電壓偏低的能力很強，特別適合於供電電壓長期偏低的情況作用。

6. AFE整流/逆變器前端部分的開關與濾波、儲能元件安裝要求較高，一般均採用西門子公司供貨的總成，其前端集成了正弦波的電壓/電流濾波器。但需注意， AFE前端模組的接地結構對IT電網與TT/TN電網而言是不同的，錯用會引起問題。

7. AFE為四象限運行的整流/回饋單元，由於採用SPWM方式，與可控矽的整流/回饋單元的工作原理完全不同。它在回饋運行時不必有自耦變壓器配合。

套用範圍

傳輸鏈系統、起重設備、直橫剪紙機、太陽能光電套用技術、製糖離心機、榨糖機、機車測試床、風力發電。

1.AFE的作用是將能量反饋到電網，達到節能的目的

2.AFE一般用於具有較大轉動慣量的變頻調速系統中，既能提高系統的制動性能，又能達到節能的目的。

3.岸邊貨櫃起重機、軌道式貨櫃起重機(RMG) 、龍門起重機、裝船機、卸船機、堆取料機等各類港口機械;

4.大噸位橋吊、門吊等各類起重機械。

5.礦井提升機、皮帶輸送等礦山機械。

6.多電機傳動軌機、高爐卷揚等冶金機械。

7.多電機傳動造紙及紙箱機械。

8.測功機、機車測試床等對拖類型的生產測試設備。

9.離心鑄造機、大型沖床等金屬加工機械。

10.對電網質量要求非常高的場合

優點

無諧波污染

保持cosα=1

電流管理功能 (LCM)

無換相失敗

即使在電網極不穩定的情況下，電壓控制器仍能維持恆定的直流環節電壓

可選的 RFI 抗無線干擾濾波器

動態性能

②AFE（Analog Front End） 模擬前端

在處理鏈的最前面，即輸入端，進行模擬信號的處理的電路。稱為模擬前端。

模擬前端處理的對象是信號源給出的模擬電視、模擬聲音信號，其主要功能包括以下幾個方面：

信號放大：當接收到的信號過於微弱，滿足不了系統載噪比要求時，在前端要採用低噪聲放大器進行放大，以提高載噪比。

頻率變換：為了實現傳輸頻道的某種配置，有時也為了避開某種干擾，前端需要對某些頻道進行變換。例如，早期的有線電視系統基本上在VHF頻段內傳輸信號，對於個別在UHF頻段內播出的節目，可使用頻道變換器，將其從UHF頻段轉換到VHF頻段。另外，對於距離電視發射塔較近的地區，由於電視信號很強，用戶的電視機會直接感應到強信號，該信號與有線電視前端接收下來的同一電視信號都會進入電視機，但兩者存在時間差，將在電視機圖像上形成不易消除的重影，因此，也需要將該頻道信號轉換成另一頻道信號。

調製、解調：在接收衛星、微波信號時，需先對其進行解調，恢復視、音頻信號，然後再將其調製為選定頻道的射頻信號；自辦節目也需要經過調製後才能進入混合器；另外，一些開路信號也採用解調－調製的變換方式來進行處理。

鄰頻處理：有線電視系統採用鄰頻傳輸可以充分利用頻譜資源，在有限的頻帶範圍內儘可能多地傳輸節目，但同時也會造成鄰頻干擾問題。因此需要在前端採用各種技術措施來進行鄰頻處理，最大限度地消除鄰頻干擾。鄰頻處理主要包括聲表面波濾波、鎖相環路（PLL）頻率合成技術、圖像和伴音分通道處理、A/V比可調技術等，用來完成調製、解調、頻率變換、混合等功能。

電平調整與控制：用於各頻道的電平進行調整和控制，使頻道內和頻道間的電平波動不超過要求的範圍。

混合：混合的目的是將所有處理後的信號複合在一起，以便用一條線路傳輸。

鄰頻傳輸系統的模擬前端構成

衛星接收機將收到的信號以視、音頻方式輸出到調製器，調製到VHF、UHF或增補頻道的某一設定頻道，然後送入混合器。自辦節目也輸入到調製器進行調製。調製器的工作原理與模擬地面廣播相同，先將視音頻信號調製到中頻，經過中頻處理後再上變頻到射頻。地面VHF和UHF信號由天線接收後要經帶通濾波器將帶外信號濾除乾淨，然後進入信號處理器將頻率變換到設定頻道。頻率變換的過程是先將信號下變頻到中頻，進行中頻處理之後上變頻到所需頻率。調頻廣播信號經過帶通濾波後送入FM信號處理器進行相應處理，然後送入混合器。導頻信號發生器用於產生導頻信號。在使用同軸電纜傳輸的傳統有線電視系統中，信號的衰減量和幅頻特性的斜率會隨著溫度的變化而變化。為了保持輸出信號電平穩定，必須在幹線放大器中進行自動增益控制（AGC）和自動斜率控制（ASC），以補償溫度變化的影響。為了給AGC和ASC電路提供參考信號，在有線電視前端專門產生一到二個固定頻率的載波信號，此載波信號就是所謂的導頻信號。導頻信號同電視信號一起進入到幹線傳輸系統，通過幹線放大器放大，然後在放大器輸出端被提取出來，經處理後對放大器增益特性和均衡特性進行自動控制，從而保證輸出電平穩定。

模擬前端 AFE包括所有和線圈相連的電路，提供卡片所需的電能，並且處理與讀卡器之間的雙向數據

③AFE 中行交易碼之一，借記卡年費。