1998年,infineon公司推出冷mos管,它采用“超級結”(super-junction)結構,故又稱超結功率mosfet。工作電壓600v~800v,通態(tài)電阻幾乎降低了一個數(shù)量級,仍保持開關速度快的特點,是一種有發(fā)展前途的高頻功率半導體電子器件。
igbt剛出現(xiàn)時,電壓、電流額定值只有600v、25a。很長一段時間內,耐壓水平限于0v~1700v,經(jīng)過長時間的探索研究和改進,現(xiàn)在igbt的電壓、電流額定值已分別達到3300v/0a和4500v/1800a,高壓igbt單片耐壓已達到6500v,一般igbt的工作頻率上限為20khz~40khz,基于穿通(pt)型結構應用新技術創(chuàng)建的igbt,可工作于150khz(硬開關)和300khz(軟開關)。
igbt的技術進展實際上是通態(tài)壓降,快速開關和高耐壓能力三者的折中。隨著工藝和結構形式的不同,igbt在20年歷史發(fā)展進程中,有以下幾種類型:穿通(pt)型、非穿通(npt)型、軟穿通(spt)型、溝漕型和電場截止(fs)型。
碳化硅sic是功率半導體器件晶片的理想材料,其優(yōu)點是:禁帶寬、工作溫度高(可達600℃)、熱穩(wěn)定性好、通態(tài)電阻小、導熱性能好、漏電流極小、pn結耐壓高等,有利于制造出耐高溫的高頻大功率半導體電子元器件。
艾普斯電源能夠在這個瞬息萬變的行業(yè)里不間斷的勇往直前,靠的就是產(chǎn)品過硬的質地和完善的售后服務。電設備的市場需求仍將保持較高的水平。蘇州艾普斯電源依賴豐厚的行業(yè)經(jīng)驗與對我國新能源行業(yè)的深刻認識自主研發(fā)出為新能源行業(yè)打造環(huán)保節(jié)能的大功率高頻電源。艾普斯大功率高頻直流電源選取全橋移相軟開關技術、雙閉環(huán)控制電,響應速度快,輸出不變,設備選取隔離式輸出電,足夠了操作中的安全,輸出電壓、輸出電流全量程可調,持壓降補償功能,自動補償負擔連接線產(chǎn)生的線壓降,電源還擁有外部仿照接口,可完結外部檢測電源狀態(tài),控制電源的輸出。
提高開關電源的功率密度,使之小型化、輕量化,是人們不斷努力追求的目標。電源的高頻化是國際電力電子界研究的熱點之一。電源的小型化、減輕重量對便攜式電子設備(如移動電話,數(shù)字相機等)尤為重要。使開關電源小型化的具體辦法有:
應用壓電變壓器可使高頻功率變換器實現(xiàn)輕、小、薄和高功率密度。壓電變壓器利用壓電陶瓷材料特有的“電壓-振動”變換和“振動-電壓”變換的性質傳送能量,其等效電如同一個串并聯(lián)諧振電,是功率變換領域的研究熱點之一。
為了減小電力電子設備的體積和重量,必須設法改進電容器的性能,提高能量密度,并研究開發(fā)適合于電力電子及電源系統(tǒng)用的新型電容器,要求電容量大、等效電阻esr小、體積小等。
電源系統(tǒng)中應用大量磁元件,高頻磁元件的材料、結構和性能都不同于工頻磁元件,有許多問題需要研究。對高頻磁元件所用磁性材料有如下要求:損耗小,散熱性能好,磁性能優(yōu)越。適用于兆赫級頻率的磁性材料為人們所關注,納米結晶軟磁材料也已開發(fā)應用。
高頻化以后,為了提高開關電源的效率,必須開發(fā)和應用軟開關技術。它是過去幾十年國際電源界的一個研究熱點。
對于低電壓、大電流輸出的軟開關變換器,進一步提高其效率的措施是設法降低開關的通態(tài)損耗。例如同步整流sr技術,即以功率mos管反接作為整流用開關二極管,代替蕭特基二極管(sbd),可降低管壓降,從而提高電效率。
以上這些方面就是我們使用大功率變頻電源的時候要關切的問題,當你能夠仔細的去做好熟悉,并且真實的去認識到少量狀況,什么是變頻電源?變頻電源是將市電中的交流電經(jīng)過AC→DC→AC變換,輸出為的正弦波,輸出頻率和電壓一定范圍內可調。它有別于用于電機調速用的變頻調速控制器,也有別于普通交流穩(wěn)壓電源。理想的交流電源的特點是頻率穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定、內阻等于零、電壓波形為純正弦波(無失真)。變頻電源的日常檢查事項?變頻電源上電之前應先檢查周圍的溫度及濕度,溫度過高會引起變頻電源過熱報警,嚴重的會直接導致變頻電源功率器件損壞、電短;包涵穩(wěn)壓電源在內的自動化設備的使用,是幫助到達能源節(jié)約方針的關鍵工具??諝膺^于潮濕會導致變頻電源內部直接短現(xiàn)在社會,是一個電力時代。
分布電源系統(tǒng)適合于用作超高速集成電組成的大型工作站(如圖像處理站)、大型數(shù)字電子交換系統(tǒng)等的電源,其優(yōu)點是:可實現(xiàn)dc/dc變換器組件模塊化;容易實現(xiàn)n+1功率冗余,易于擴增負載容量;可降低48v母線上的電流和電壓降;容易做到熱分布均勻、便于散熱設計;瞬態(tài)響應好;可在線更換失效模塊等。
現(xiàn)在分布電源系統(tǒng)有兩種結構類型,一是兩級結構,另一種是結構。方面的知道,并且知曉其中的小批事情,最終才可以買到更好的,使用的過程中也有更多。
由于ac/dc變換電的輸入端有整流元件和濾波電容,在正弦電壓輸入時,單相整流電源供電的電子設備,電網(wǎng)側(交流輸入端)功率因數(shù)僅為0.6~0.65。采用pfc(功率因數(shù)校正)變換器,網(wǎng)側功率因數(shù)可提高到0.95~0.99,輸入電流thd小于10%。既治理了電網(wǎng)的諧波污染,又提高了電源的整體效率。會為其高質地感到自豪而驕傲。這也是艾普斯的魅力所在!這一技術稱為有源功率因數(shù)校正apfc單相apfc國內外開發(fā)較早,技術已較成熟;三相apfc的拓撲類型和控制策略雖然已經(jīng)有很多種,但還有待繼續(xù)研究發(fā)展。
一般高功率因數(shù)ac/dc開關電源,由兩級拓撲組成,對于小功率ac/dc開關電源來說,采用兩級拓撲結構總體效率低、成本高。
如果對輸入端功率因數(shù)要求不特別高時,將pfc變換器和后級dc/dc變換器組合成一個拓撲,構成單級高功率因數(shù)ac/dc開關電源,只用一個主開關管,可使功率因數(shù)校正到0.8以上,并使輸出直流電壓可調,這種拓撲結構稱為單管單級即s4pfc變換器。
4.關于輸出的電壓值和電流值要求精確的顯示和識別。5.關于輸出電壓值和電流值有精準要求的直流穩(wěn)壓電源,一般要用多圈電位器和電壓電流微調電位器,或者直接數(shù)字輸入??梢姡琒nubber電僅在開關過渡剎那工作,下降了開關管的損耗,增進了電的確切性,電壓上升率的減慢也減少了高頻電磁干6.要有完善的電。直流穩(wěn)壓電源在輸出端發(fā)生短及異常工作狀態(tài)時不應損壞,在異常景況排除后能立即正常工作。直流電源特征:1.穩(wěn)壓、穩(wěn)流連續(xù)調節(jié)。2.高效預穩(wěn)電,效率更高。3.使用簡捷、簡便操作方便、精度高、紋波小、適用限度廣。4.過壓、過流、短、過溫全方位守護,安全真實。
現(xiàn)在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的速度和效率日益提高,為降低微處理器ic的電場強度和功耗,必須降低邏輯電壓,新一代微處理器的邏輯電壓已降低至1v,而電流則高達50a~100a,所以對vrm的要求是:輸出電壓很低、輸出電流大、電流變化率高、快速響應等。
電源的控制已經(jīng)由模擬控制,模數(shù)混合控制,進入到全數(shù)字控制階段。全數(shù)字控制是一個新的發(fā)展趨勢,已經(jīng)在許多功率變換設備中得到應用。
但是過去數(shù)字控制在dc/dc變換器中用得較少。近兩年來,電源的高性能全數(shù)字控制芯片已經(jīng)開發(fā),費用也已降到比較合理的水平,歐美已有多家公司開發(fā)并制造出開關變換器的數(shù)字控制芯片及軟件。
全數(shù)字控制的優(yōu)點是:數(shù)字信號與混合模數(shù)信號相比可以標定更小的量,芯片價格也更低廉;對電流檢測誤差可以進行精確的數(shù)字校正,電壓檢測也更精確;可以實現(xiàn)快速,靈活的控制設計。
高頻開關電源的電磁兼容emc問題有其特殊性。用調壓器緩緩地調至開關電源的額定電壓值,此時應能聽到變壓器起振時的吱,如沒有聽到起振的聲音,用萬用表檢測UC3844的電源正、負級之間能否有12V—16V左右的直流電壓。6、在確定UC3844的供電端電壓正常后,可用示波器察看一下UC3844的6腳能否有PWM波輸出到開關管的觸發(fā)端(按照電設計的不同,PWM波的頻率一般在20KHZ—100KHZ之間)。7、倘若沒有PWM波輸出,則替換定時元件C5、R8、C6或UC3844。
功率半導體開關管在開關過程中產(chǎn)生的di/dt和dv/dt,引起強大的傳導電磁干擾和諧波干擾。有些情況還會引起強電(通常是近場)輻射。不但嚴重污染周圍電磁,對附近的電氣設備造成電磁干擾,還可能危及附近操作人員的安全。同時,電力電子電(如開關變換器)內部的控制電也必須能承受開關動作產(chǎn)生的emi及應用現(xiàn)場電磁噪聲的干擾。上述特殊性,再加上emi測量上的具體困難,在電力電子的電磁兼容領域里,存在著許多交叉科學的前沿課題有待人們研究。國內外許多大學均開展了電力電子電的電磁干擾和電磁兼容性問題的研究,并取得了不少可喜。近幾年研究表明,開關變換器中的電磁噪音源,主要來自主開關器件的開關作用所產(chǎn)生的電壓、電流變化。變化速度越快,電磁噪音越大。
建模、和cad是一種新的設計工具。為電源系統(tǒng),首先要建立模型,包括電力電子器件、變換器電、數(shù)字和模擬控制電以及磁元件和分布模型等,還要考慮開關管的熱模型、可*性模型和emc模型。各種模型差別很大,建模的發(fā)展方向是:數(shù)字-模擬混合建模、混合層次建模以及將各種模型組成一個統(tǒng)一的多層次模型等。
電源系統(tǒng)的cad,包括主電和控制電設計、器件選擇、參數(shù)最優(yōu)化、磁設計、熱設計、emi設計和印制電板設計、計算機輔助綜合和優(yōu)化設計等。用基于的系統(tǒng)進行電源系統(tǒng)的cad,可使所設計的系統(tǒng)性能最優(yōu),減少設計制造費用,并能做可制造性分析,是21世紀和cad技術的發(fā)展方向之一。此外,電源系統(tǒng)的熱測試、emi測試、可*性測試等技術的開發(fā)、研究與應用也是應大力發(fā)展的。
電源設備的制造特質是:非標準件多、勞動強度大、設計周期長、成本價高、可*性低等,而用戶要求創(chuàng)辦廠生產(chǎn)的電源產(chǎn)品加倍實用、確實性更高、更輕小、成本價更低。這些狀況使電源創(chuàng)造廠家浩大壓力,迫切需要發(fā)展集成電源模塊的研究開發(fā),使電源產(chǎn)品的標準化、模塊化、可建設性、規(guī)模生產(chǎn)、減少本錢等旨得以完結。實際上,在電源集成技術的推動進程中,已經(jīng)經(jīng)歷了電力半導體器件模塊化,功率與控制電的集成化,集成無源元件(蘊含磁集成技術)等推動階段。近年來的展開方向是將小功率電源系統(tǒng)集成在一個芯片上,可以使電源產(chǎn)品更為緊湊,體積更小,也減小了引線長度,于是減小了寄生參數(shù)。在此根本上,可以落成一體化,所有元器件連同控制集成在一個模塊中。