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开关电源技术发展需要关注的事项(一)

来源:   发布时间:2021-03-27   点击量:591

自从上世纪的80年代开始,开关电源的高频化及软开关技术的开发研究,就使得开关电源中功率变换器性能更加好、重量更加轻、尺寸更加的小。而关于开关电源中高频化及软开关技术是过去20年的国际电力电子界研究的热点之一。
在上世纪的90年代中期,集成电力电子系统及集成电力电子模块技术开始发展之后,它就是当今国际的电力电子(开关电源)界还待解决的新问题之一。我现在会在下面列出几个需要关注的点:
关注事项一:功率半导体器件性能
在开关电源中绝缘栅双极型晶体管刚出现时,一般来说的电压、电流额定值只有600V、25A。

在很长的一段时间之内,耐压水平仅限于1200V~1700V,但是在经过了长时间的探索研究和改进,现在的开关电源绝缘栅双极型晶体管的电压、电流额定值已经分别的达到了3300V/1200A与4500V/1800A,而开关电源中高压绝缘栅双极型晶体管单片的耐压已经可以达到6500V,一般来说开关电源中的绝缘栅双极型晶体管的工作频率上限是20kHz~40kHz,在基于穿通型结构应用新技术制造的开关电源绝缘栅双极型晶体管,它可以工作在150kHz的硬开关及300kHz的软开关。
而开关电源中绝缘栅双极型晶体管的技术进展实际上是在通态压降,快速开关及高耐压能力它们三者的折中。而随着工艺及结构形式的不一致,使得开关电源中的绝缘栅双极型晶体管20年历史发展进程中,出现了有以下几种类型,它们分别是:穿通型、非穿通型、软穿通型、沟漕型及电场截止型。
碳化硅是开关电源中功率半导体器件晶片的理想材料,它的优点是:禁带宽、工作温度较高(可以达到600℃)、热稳定性能好、通态电阻较小、导热性能好、漏电流很小、PN结耐压高等等,它非常有利于制造出耐高温的高频大功率半导体器件。
我们可以预见到,碳化硅将会21世纪中最有可能成功应用的新型功率半导体器件材料。

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