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                  无锡市星火电器有限公司
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                  浅谈关于功率半导体器件的基本功能和用途

                  发布日期:2020-11-05 10:00
                  信息摘要:
                  电力半导体器件,又称电力半导体器件,或电力电子器件,属于电力电子技术的范畴。现代电力电子器件有时包括介电材料和磁性材料制成的电容器和电感器,但这里我们特别指电力半...
                         电力半导体器件,又称电力半导体器件,或电力电子器件,属于电力电子技术的范畴。现代电力电子器件有时包括介电材料和磁性材料制成的电容器和电感器,但这里我们特别指电力半导体器件。
                         根据IEEE的一般定义,电力电子技术是一种能够有效利用电力半导体器件,运用电路和设计理论及分析工具实现电能高效转换和控制的技术。电力电子技术始于20世纪70年代,经过40多年的发展,已成为现代工业社会的配套技术之一。
                         电力电子技术离不开电力电子转换器。电力电子变换器是电力电子电路和转换功率特性的装置的总称。它有四种基本模式:DC-AC逆变模式、AC-AC变频模式、AC-DC整流模式和DC-DC转换模式。
                         电力电子变换器的种类很多,但一般由不同拓扑结构、不同控制策略的电力半导体器件、电路组成,也被称为“三要素变换器”。
                         电力半导体器件是电力电子技术及其应用器件的基础,是推动电力电子变流器发展的主要来源。电力半导体器件是现代电力电子转换器的核心。它们在设备的可靠性、成本和性能方面发挥着重要作用。在过去的40年里,通用晶闸管、门断晶闸管和绝缘栅双极晶体管已经成为电力半导体器件的发展平台。他们通常可以被称为“平台”,因为他们有以下特点:①长生命周期的产品;②渗透性,广泛应用领域;③推导,可以派生多个家庭相关的新设备。
                         电力电子转换器的功率等级范围广,包括小功率范围,如笔记本电脑、冰箱、洗衣机、空调等;中等功率范围,如电力驱动、新能源发电等;大功率范围大,如高压直流输电系统。
                         电力电子变换器的应用越来越广泛,对电力半导体器件的性能提出了更高的要求。继前几年引入集成栅晶闸管和电子注入增强栅晶体管后,碳化硅和氮化镓材料的新型电源器件出现了。目前,功率半导体的发展主要是由于功率可承受性与开关频率之间的矛盾。功率越高,耐压越高,允许的开关频率越低。从功率半导体器件的个体化来看,高功率和高频仍是现阶段的两个重要发展方向。
                         功率半导体器件的应用需要考虑高功率电路应用的特性,如绝缘、大电流容量等,在实际应用中,动态“开”和“关”是工作特性,一般不工作在放大状态。由电力半导体器件组成的电力电子变换器实现了电磁能量转换,而不是简单的开/关状态。它的许多不理想的应用特性在电力电子变流器中起着重要的作用。要充分利用好电力半导体器件,不仅要熟悉电力电子转换器的拓扑结构,还要充分掌握器件本身的特性。
                   

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