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功率電子器件及其應(yīng)用要求

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  功率電子器件大量被應(yīng)用于電源、伺服驅(qū)動(dòng)、變頻器、電機(jī)保護(hù)器等功率電子設(shè)備。這些設(shè)備都是自動(dòng)化系統(tǒng)中必不可少的,因此,我們了解它們是必要的。
  近年來(lái),隨著應(yīng)用日益高速發(fā)展的需求,推動(dòng)了功率電子器件的制造工藝的研究和發(fā)展,功率電子器件有了飛躍性的進(jìn)步。器件的類型朝多元化發(fā)展,性能也越來(lái)越改善。大致來(lái)講,功率器件的發(fā)展,體現(xiàn)在如下方面:
1.器件能夠快速恢復(fù),以滿足越來(lái)越高的速度需要。以開(kāi)關(guān)電源為例,采用雙極型晶體管時(shí),速度可以到幾十千赫;使用MOSFET和IGBT,可以到幾百千赫;而采用了諧振技術(shù)的開(kāi)關(guān)電源,則可以達(dá)到兆赫以上。
2.通態(tài)壓降(正向壓降)降低。這可以減少器件損耗,有利于提高速度,減小器件體積。
3.電流控制能力增大。電流能力的增大和速度的提高是一對(duì)矛盾,目前最大電流控制能力,特別是在電力設(shè)備方面,還沒(méi)有器件能完全替代可控硅。
4.額定電壓:耐壓高。耐壓和電流都是體現(xiàn)驅(qū)動(dòng)能力的重要參數(shù),特別對(duì)電力系統(tǒng),這顯得非常重要。
5.溫度與功耗。這是一個(gè)綜合性的參數(shù),它制約了電流能力、開(kāi)關(guān)速度等能力的提高。目前有兩個(gè)方向解決這個(gè)問(wèn)題,一是繼續(xù)提高功率器件的品質(zhì),二是改進(jìn)控制技術(shù)來(lái)降低器件功耗,比如諧振式開(kāi)關(guān)電源。
  總體來(lái)講,從耐壓、電流能力看,可控硅目前仍然是最高的,在某些特定場(chǎng)合,仍然要使用大電流、高耐壓的可控硅。但一般的工業(yè)自動(dòng)化場(chǎng)合,功率電子器件已越來(lái)越多地使用MOSFET和IGBT,特別是IGBT獲得了更多的使用,開(kāi)始全面取代可控硅來(lái)做為新型的功率控制器件。

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