电力电子技术朝着高集成度和高​​频率发展

时间:2019-03-25 08:32:13 来源:昌江黎族自治新闻网 作者:匿名

中国电工学会电力电子学会副会长兼秘书长白继斌 电力电子技术是实现高效节能,改造传统产业,促进机电一体化的关键技术。它是弱电控制与强电运行,信息技术和先进制造技术之间的桥梁,是中国国民经济的重要组成部分。基础技术是现代科学,工业和国防的重要支撑技术。电力电子设备是电力电子技术的基础和核心。电力电子技术的不断发展是围绕各种新型电力电子器件的诞生和改进而进行的。信息电子应用以及汽车电子,家用和便携式设备将成为未来电力电子最重要的应用方向。 电力电子集成技术是一个研究热点 电源集成技术的快速发展导致了电力电子学的新分支,集成了——高压集成电路(也称为电源集成电路)。它为计算机的输出提供了一个直接链接到负载的“电源接口”。所谓的电源集成技术包括隔离技术,现场缓解技术,互补技术,复合技术,逻辑电路和驱动电路技术。这些技术是各种集成或复合设备的基础技术。目前,功率集成电路不仅用作接口,而且可以直接用于多个方面,因此具有广泛的产品市场。当然,在便携式电子产业领域,人们更愿意以节能为核心的电力转换技术。 电力电子学称为电力管理,强调集成电路的管理(处理)。从应用的角度来看,它强调用于4C的电力电子设备,或电力电子,电机控制,汽车电子和节能照明所需的电源,这些电源广泛用于便携式设备。能源集中供电。对高功率密度的需求导致了电力电子集成技术的出现。 电力电子集成通过高密度混合集成和多层互连,集成了电力电子系统中主电路,传感,控制,驱动,保护和通信接口的所有电路和组件,形成通用标准化。电力电子构建块(PEBB)用于形成各种不同的应用。 PEBB是标准化和通用的电力电子单元,也是电力电子和微电子结合的典型例子。电力电子集成的最大优势在于它可以增加转换器的功率密度,从而减小体积和重量。缺点是目前的成本仍然很高。航空航天和军事工业中的应用对成本不太敏感,但对于减小体积和重量特别理想。电力电子集成技术是目前电力电子技术领域最重要的研究方向,必将成为未来该领域的热点。可以看出,微电子学和电力电子学是不可分割的。如果电子电子设备的发展受到鄙视,从长远来看它将阻碍微电子器件的发展。中国还没有很好地发展现代电力电子设备。一个重要因素是缺乏对现代电力电子器件的全面了解,这使得电力电子行业无法获得相应的政策支持。在信息化驱动的工业化浪潮中,必须平衡不同的半导体器件。 高频器件是发展方向 我们知道电源频率(50Hz~60Hz)是发电的最佳频率,但它不是电力的最佳频率。如果增加电源频率,则可以减小磁路横截面积,从而减小电动机的体积并减轻重量。该效果适用于各种电磁部件,例如变压器,电抗器,镇流器等。因此,电力电子器件的高频率是未来电力电子技术的发展方向。 从当前电力电子的双极自关断装置频率达到数百千赫兹,电力电子技术进入了——逆变器的新时代。逆变器将在各种频率电源,工业应用,车辆应用甚至家用电器中发挥重要作用。其中最重要的是AC速度控制。从小功率微型电动机到数万千瓦的大型电动机,可以使用交流驱动器。 微处理器和微型计算机的引入带来了电力电子控制技术的根本变化。已经应用了一些被认为过于复杂且难以实施的控制技术,并且在实践中进一步开发了许多控制方法和理论。由于引入了微电子器件工艺,功率电子器件的频率范围正在迅速扩大。一方面,传统的双极自关断装置的结构变得越来越复杂,并且引入了外延或掩埋的过程,从而减轻了功率和频率之间的矛盾,这种矛盾已经在数十个方向或者几百千赫兹。发展。另一方面,在单极器件中,功率MOSFET本身就是超大规模集成电路超精细工艺的产物,其频率已达到1MHz。结场效应器件——静电感应晶体管和晶闸管(SIT和SITH)也依赖于高电阻高质量外延工艺的发展。 SIT频率的上限已达到1000MHz。因此,可以认为传统的低频电力电子设备的概念已被打破,高频电力电子设备正在兴起。

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