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大功率直流电源技术要点

大功率直流电源技术要点

来源:
发布时间:
2021/12/10
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    上世纪60年代,大功率直流电源的面世,使其逐渐取代了线性稳压电源和SCR相控电源。40多年来,大功率直流电源技能有了飞迅开展和改变,阅历了功率半导体器材、高频化和软开关技能、大功率直流电源体系的集成技能三个开展阶段。

 

 

    功率半导体器材从双极型器材(BPT、SCR、GTO)开展为MOS型器材(功率MOSFET、 IGBT、IGCT等),使电力电子体系有可能完成高频化,并大幅度降低导通损耗,电路也更为简略。

    自上世纪80年代开端,高频化和软开关技能的开发研究,使功率变换器功能更好、重量更轻、尺度更小。高频化和软开关技能是过去20年世界电力电子界研究的热门之一。

    上世纪90年代中期,集成电力电子体系和集成电力电子模块(IPEM)技能开端开展,它是当今世界电力电子界亟待解决的新问题之一。

    1998年,Infineon公司推出冷MOS管,它选用"超级结"(Super-Junction)结构,故又称超结功率MOSFET.作业电压600V~800V,通态电阻简直降低了一个数量级,仍保持开关速度快的特点,是一种有开展前途的高频功率半导体器材。

    IGBT刚出现时,电压、电流额定值只要600V、25A.很长一段时间内,耐压水平限于1200V~1700V,通过长期的探究研究和改进,现在IGBT的电压、电流额定值已别离到达3300V/1200A和4500V/1800A,高压IGBT单片耐压已到达6500V,一般IGBT的作业频率上限为20kHz~40kHz,基于穿通(PT)型结构使用新技能制作的IGBT,可作业于150kHz(硬开关)和300kHz(软开关)。

    IGBT的技能进展实际上是通态压降,快速开关和高耐压能力三者的折中。跟着工艺和结构方式的不同,IGBT在20年前史开展进程中,有以下几种类型:穿通(PT)型、非穿通(NPT)型、软穿通(SPT)型、沟漕型和电场截止(FS)型。

    碳化硅SiC是功率半导体器材晶片的抱负资料,其长处是:禁带宽、作业温度高(可达600℃)、热稳定性好、通态电阻小、导热功能好、漏电流极小、PN结耐压高级,有利于制作出耐高温的高频大功率半导体器材。