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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,现在的开关电源的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上,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在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,碳化硅将会是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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