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大功率直流电源技术要点

发布时间：

2021-12-10 15:35

来源：

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。

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