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無(wú)錫市星火電器有限公司
生產(chǎn)電力半導體器件的專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)家

淺談關(guān)于功率半導體器件的基本功能和用途

發(fā)布日期:2020-11-05 10:00
信息摘要:
電力半導體器件,又稱(chēng)電力半導體器件,或電力電子器件,屬于電力電子技術(shù)的范疇?,F代電力電子器件有時(shí)包括介電材料和磁性材料制成的電容器和電感器,但這里我們特別指電力半...
       電力半導體器件,又稱(chēng)電力半導體器件,或電力電子器件,屬于電力電子技術(shù)的范疇?,F代電力電子器件有時(shí)包括介電材料和磁性材料制成的電容器和電感器,但這里我們特別指電力半導體器件。
       根據IEEE的一般定義,電力電子技術(shù)是一種能夠有效利用電力半導體器件,運用電路和設計理論及分析工具實(shí)現電能高效轉換和控制的技術(shù)。電力電子技術(shù)始于20世紀70年代,經(jīng)過(guò)40多年的發(fā)展,已成為現代工業(yè)社會(huì )的配套技術(shù)之一。
       電力電子技術(shù)離不開(kāi)電力電子轉換器。電力電子變換器是電力電子電路和轉換功率特性的裝置的總稱(chēng)。它有四種基本模式:DC-AC逆變模式、AC-AC變頻模式、AC-DC整流模式和DC-DC轉換模式。
       電力電子變換器的種類(lèi)很多,但一般由不同拓撲結構、不同控制策略的電力半導體器件、電路組成,也被稱(chēng)為“三要素變換器”。
       電力半導體器件是電力電子技術(shù)及其應用器件的基礎,是推動(dòng)電力電子變流器發(fā)展的主要來(lái)源。電力半導體器件是現代電力電子轉換器的核心。它們在設備的可靠性、成本和性能方面發(fā)揮著(zhù)重要作用。在過(guò)去的40年里,通用晶閘管、門(mén)斷晶閘管和絕緣柵雙極晶體管已經(jīng)成為電力半導體器件的發(fā)展平臺。他們通??梢员环Q(chēng)為“平臺”,因為他們有以下特點(diǎn):①長(cháng)生命周期的產(chǎn)品;②滲透性,廣泛應用領(lǐng)域;③推導,可以派生多個(gè)家庭相關(guān)的新設備。
       電力電子轉換器的功率等級范圍廣,包括小功率范圍,如筆記本電腦、冰箱、洗衣機、空調等;中等功率范圍,如電力驅動(dòng)、新能源發(fā)電等;大功率范圍大,如高壓直流輸電系統。
       電力電子變換器的應用越來(lái)越廣泛,對電力半導體器件的性能提出了更高的要求。繼前幾年引入集成柵晶閘管和電子注入增強柵晶體管后,碳化硅和氮化鎵材料的新型電源器件出現了。目前,功率半導體的發(fā)展主要是由于功率可承受性與開(kāi)關(guān)頻率之間的矛盾。功率越高,耐壓越高,允許的開(kāi)關(guān)頻率越低。從功率半導體器件的個(gè)體化來(lái)看,高功率和高頻仍是現階段的兩個(gè)重要發(fā)展方向。
       功率半導體器件的應用需要考慮高功率電路應用的特性,如絕緣、大電流容量等,在實(shí)際應用中,動(dòng)態(tài)“開(kāi)”和“關(guān)”是工作特性,一般不工作在放大狀態(tài)。由電力半導體器件組成的電力電子變換器實(shí)現了電磁能量轉換,而不是簡(jiǎn)單的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)。它的許多不理想的應用特性在電力電子變流器中起著(zhù)重要的作用。要充分利用好電力半導體器件,不僅要熟悉電力電子轉換器的拓撲結構,還要充分掌握器件本身的特性。
 

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