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    電泳設備技能翻開的十大重視點

    時間:2015-06-26

    電泳設備一直是電子職業里非常搶手的技能,而它的翻開趨勢又是咱們有必要時間重視的疑問,不然一不留神就會跟不上技能翻開的腳步。電子元件技能網做了項電泳設備技能翻開重視焦點查詢,得出來以下十個搶手重視點。

    重視點一:功率半導體器材功用

    1998年,Infineon公司推出冷mos管,它選用“ 超級結”(Super-Junction)構造,故又稱超結功率 MOSFET。作業電壓600V~800V,通態電阻幾乎下降了一個數量級,仍堅持電泳速度快的特征,是一種有翻開未來的高頻功率半導體電子器材。

    IGBT剛出現時,電壓、電流額定值只需600V、25A。很長一段時間內,耐壓水平限于1200V~1700V,經過長時間的探求研討和改善,如今 IGBT的電壓、電流額定值已別離抵達3300V/1200A和4500V/1800A,高壓IGBT單片耐壓已抵達6500V,通常IGBT的作業頻率上限為20kHz~40kHz,根據穿通(PT)型構造運用新技能制作的IGBT,可作業于150kHz(硬電泳)和300kHz(軟電泳)。

    IGBT的技能翻開實際上是通態壓降,疾速電泳和高耐壓才華三者的折中。跟著技能和構造辦法的不相同,IGBT在20年前史翻開進程中,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是功率半導體器材晶片的志趣資料,其利益是:禁帶寬、作業溫度高(可達600℃)、熱穩定性好、通態電阻小、導熱功用好、漏電流極小、 PN結耐壓高級,有利于制作出耐高溫的高頻大功率半導體電子元器材。

    重視點二:電泳設備功率密度

    行進電泳設備的功率密度,使之小型化、輕量化,是咱們不斷極力尋求的方針。電源的高頻化是世界電力電子界研討的搶手之一。電源的小型化、減輕分量對便攜式電子設備(如移動電話,數字相機等)尤為重要。使電泳設備小型化的具體辦法有:

    一是高頻化。為了結束電源高功率密度,有必要行進PWM變換器的作業頻率、然后減小電路中儲能元件的體積分量。

    二是運用壓電變壓器。運用壓電變壓器可使高頻功率變換器結束輕、小、薄和高功率密度。壓電變壓器運用壓電陶瓷資料特有的 “電壓-振蕩”變換和“振蕩- 電壓”變換的性質傳送能量,其等效電路如同一個串并聯諧振電路,是功率變換領域的研討搶手之一。

    三是選用新式電容器。為了減小電力電子設備的體積和分量,有必要設法改善電容器的功用,行進能量密度,并研討開發適合于電力電子及電源體系用的新式電容器,央求電容量大、等效串聯電阻ESR 小、體積小等。

    重視點三:高頻磁與同步整流技能

    電源體系中運用很多磁元件,高頻磁元件的資料、構造和功用都不相同于工頻磁元件,有很多疑問需要研討。對高頻磁元件所用磁性資料有如下央求:損耗小,散熱功用好,磁功用優勝。適用于兆赫級頻率的磁性資料為咱們所重視,納米結晶軟磁資料也已開發運用。

    高頻化往后,為了行進電泳設備的功率,有必要開發和運用軟電泳技能。它是曾經幾十年世界電源界的一個研討搶手。

    關于低電壓、大電流輸出的軟電泳變換器,進一步行進其功率的辦法是設法下降電泳的通態損耗。例如同步整流SR技能,即以功率MOS管反接作為整流用電泳二極管,替代蕭特基二極管(SBD),可下降管壓降,然后行進電路功率。

    重視點四:散布電源構造

    散布電源體系適合于用作超高速集成電路構成的大型作業站(如圖像處理站)、大型數字電子溝通體系等的電源,其利益是:可結束 DC/DC變換器組件模塊化;簡略結束N+1功率冗余,易于擴增負載容量;可下降48V母線上的電流和電壓降;簡略做到熱散布均勻、便于散熱 方案;瞬態照顧好;可在線替換失效模塊等。

    如今散布電源體系有兩種構造類型,一是兩級構造,另一種是三級構造。

    重視點五:PFC變換器

    由于AC/DC變換電路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,電網側(溝通輸入端)功率因數僅為 0.6~0.65。選用PFC(功率因數校正)變換器,網側功率因數可行進到0.95~0.99,輸入電流THD小于10%。既治理了電網的諧波污染,又行進了電源的整體功率。這一技能稱為有源功率因數校正APFC單相APFC國內外開發較早,技能已較老練;三相APFC的拓撲類型和操控戰略雖然現已有很多種,但還有待持續研討翻開。

    通常高功率因數AC/DC電泳設備,由兩級拓撲構成,關于小功率AC/DC電泳設備來說,選用兩級拓撲構造整體功率低、本錢高。

    假如對輸入端功率因數央求不特別高時,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AC/DC電泳設備,只用一個主電泳管,可使功率因數校正到0.8以上,并使輸出直流電壓可調,這種拓撲構造稱為單管單級即S4PFC變換器。

    重視點六:電壓調節器模塊VRM

    電壓調節器模塊是一類低電壓、大電流輸出DC-DC變換器模塊,向微處理器供應電源。

    如今數據處理體系的速度和功率日益行進,為下降微處理器IC的電場強度和功耗,有必要下降邏輯電壓,新一代微處理器的邏輯電壓已下降至1V,而電流則高達50A~100A,所以對VRM的央求是:輸出電壓很低、輸出電流大、電流改動率高、疾速照顧等。

    重視點七:全數字化操控

    電源的操控現已由模仿操控,模數混合操控,進入到全數字操控期間。全數字操控是一個新的翻開趨勢,現已在很多功率變換設備中得到運用。

    可是曾經數字操控在DC/DC變換器中用得較少。近兩年來,電源的高功用全數字操控芯片現已開發,費用也已降到比照合理的水平,歐美已有多家公司開發并制作出電泳變換器的數字操控芯片及軟件。

    全數字操控的利益是:數字 信號與混合模數信號比照能夠標定更小的量,芯片報價也更低價;對電流查看過錯能夠進行準確的數字校正,電壓查看也更準確;能夠結束疾速,活絡的操控方案。

    重視點八:電磁兼容性

    高頻電泳設備的電磁兼容EMC疑問有其特殊性。功率半導體電泳管在電泳過程中發生的di/dt和dv /dt,致使強大的傳導電磁干擾和諧波干擾。有些情況還會致使強電磁場(通常是近場)輻射。不但嚴峻污染周圍電磁環境,對鄰近的電氣設備形成電磁干擾,還也許危及鄰近操作人員的安全。一起,電力電子電路(如電泳變換器)內部的操控電路也有必要能接受電泳動作發生的EMI及運用現場電磁噪聲的干擾。國內外很多大學均翻開了電力電子電路的電磁干擾和電磁兼容性疑問的研討,并取得了不少可喜效果。近幾年研討效果標明,電泳變換器中的電磁噪音源,首要來自立電泳器材的電泳效果所發生的電壓、電流改動。改動速度越快,電磁噪音越大。

    重視點九:方案和查驗技能

    建模、仿真和CAD是一種新的方案東西。為仿真電源體系,首先要建立仿真模型,包含電力電子器材、變換器電路、數字和模仿操控電路以及磁元件和磁場散布模型等,還要思考電泳管的熱模型、可用性模型和 EMC模型。各種模型不相同很大,建模的翻開方向是:數字-模仿混合建模、混合層次建模以及將各種模型構成一個共同的多層次模型等。

    電源體系的CAD,包含主電路和操控電路方案、器材挑選、參數最優化、磁方案、熱方案、EMI方案和印制電路板方案、可用性預估、計算機輔佐歸納和優化方案等。用根據仿真的專家體系進行電源體系的CAD,可使所方案的體系功用最優,削減方案制作費用,并能做可制作性剖析,是21世紀仿真和CAD技能的翻開方向之一。此外,電源體系的熱查驗、EMI查驗、可用性查驗等技能的開發、研討與運用也是應大力翻開的。

    重視點十:體系集成技能

    電源設備的制作特征是:非標準件多、勞動強度大、方案周期長、本錢高、可用性低一級,而用戶央求制作廠出產的電源商品更加有用、可用性更高、更輕小、本錢更低。這些情況使電源制作廠家接受無量壓力,火急需要翻開集成電源模塊的研討開發,使電源商品的標準化、模塊化、可制作性、方案出產、下降本錢等方針得以結束。 實際上,在電源集成技能的翻開進程中,現現已歷了電力半導體器材模塊化,功率與操控電路的集成化,集成無源元件(包含磁集成技能)等翻開期間。這些年的翻開方向是將小功率電源體系集成在一個芯片上,能夠使電源商品更為緊湊,體積更小,也減小了引線長度,然后減小了寄生參數。在此基礎上,能夠結束一體化,悉數元器材連同操控維護集成在一個模塊中。

     


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