在线看毛片网站电影-亚洲国产欧美日韩精品一区二区三区,国产欧美乱夫不卡无乱码,国产精品欧美久久久天天影视,精品一区二区三区视频在线观看,亚洲国产精品人成乱码天天看,日韩久久久一区,91精品国产91免费

<menu id="6qfwx"><li id="6qfwx"></li></menu>
    1. <menu id="6qfwx"><dl id="6qfwx"></dl></menu>

      <label id="6qfwx"><ol id="6qfwx"></ol></label><menu id="6qfwx"></menu><object id="6qfwx"><strike id="6qfwx"><noscript id="6qfwx"></noscript></strike></object>
        1. <center id="6qfwx"><dl id="6qfwx"></dl></center>

            新聞中心

            EEPW首頁 > 電源與新能源 > 設(shè)計(jì)應(yīng)用 > 認(rèn)識(shí)電力系統(tǒng)中功率元器件的重要性

            認(rèn)識(shí)電力系統(tǒng)中功率元器件的重要性

            作者: 時(shí)間:2013-02-25 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
              電力電子系統(tǒng)中,通常分為控制電路和電力電路兩個(gè)子系統(tǒng),其中電力電路的輸出級(jí)部分決定整個(gè)應(yīng)用的特性,如效率、耐用性及雜訊情況。在整個(gè)功率級(jí)(Power Stage)子電路中的良好組合能夠?qū)崿F(xiàn)更好的性能,并獲得更好的耐用性和更大的設(shè)計(jì)容限。在系統(tǒng)優(yōu)化過程中,根據(jù)功率開關(guān)細(xì)調(diào)驅(qū)動(dòng)器級(jí)是非常重要的。本文中對(duì)于閘極驅(qū)動(dòng)器,諸如半橋驅(qū)動(dòng)器、光隔離閘極驅(qū)動(dòng)器或延遲匹配二級(jí)側(cè)驅(qū)動(dòng)器等不同的選擇,將與離散元件解決方案比較;而對(duì)于功率級(jí),將藉由實(shí)際的範(fàn)例來介紹使用不同功率開關(guān)技術(shù)的決定標(biāo)準(zhǔn)。

              電力電子應(yīng)用系統(tǒng)面面觀

              在所有電力電子應(yīng)用中,皆可發(fā)現(xiàn)到兩種類型的電力子系統(tǒng):功率轉(zhuǎn)換電路和運(yùn)動(dòng)控制電路。第一種類型也稱為交流對(duì)直流(AC-DC)或電源,第二種類型則被稱為逆變器(Inverter)或頻率轉(zhuǎn)換器。兩種類型的電路皆可從叁項(xiàng)推動(dòng)系統(tǒng)發(fā)展的因素受益,即元件的性能、整合度的提高及方案和設(shè)計(jì)支持(圖1)。

              認(rèn)識(shí)電力系統(tǒng)中功率元器件的重要性

              圖1 電力電子應(yīng)用的系統(tǒng)趨勢

              控制器的性能、閘極驅(qū)動(dòng)器及功率開關(guān)是提高性能的關(guān)鍵。只有借助功率開關(guān)的新技術(shù)及控制器的新功能和改進(jìn)功能,才能提高運(yùn)作效率和降低待機(jī)功率,不僅使現(xiàn)有拓?fù)溥_(dá)到更好的性能,還能實(shí)現(xiàn)新的拓?fù)洹?zhǔn)諧振電源的使用增加就是一個(gè)例子。

              優(yōu)化功率輸出級(jí)至關(guān)重要

              優(yōu)化功率輸出級(jí)要求對(duì)元件和元件的性能特點(diǎn)進(jìn)行深入的分析,不僅是諸如傳導(dǎo)和開關(guān)損耗等純粹的性能值,還要考慮到與其他元件的整合。無此種優(yōu)化,就必須具有更大的設(shè)計(jì)容限,且更多先進(jìn)元件的優(yōu)勢也無法發(fā)揮。例如在使用超接面(Superjunction)金屬氧化物半導(dǎo)體場效電晶體(MOSFET)時(shí),只有改善印刷電路板(PCB)的布局,使得這些元件達(dá)到更高的開關(guān)速度,才能降低耗電量。對(duì)于工程師而言,做出選擇不成問題,因?yàn)橛斜姸嗫蛇x用的元件。

              在上述兩個(gè)子系統(tǒng)中,均需要以相當(dāng)高的頻率進(jìn)行開關(guān),本文不討論電源斷路器、閉合/斷開開關(guān)等經(jīng)由開關(guān)造成系統(tǒng)狀態(tài)改變的應(yīng)用。以高頻進(jìn)行開關(guān)是縮小所用被動(dòng)元件體積的要求,但同時(shí)也增加開關(guān)損耗。一方面要找到功率開關(guān)成本及其開關(guān)損耗之間的平衡,還要找到省下被動(dòng)元件與降低相關(guān)損耗的潛力。更高頻率開關(guān)還能夠改善動(dòng)態(tài)負(fù)載的瞬態(tài)特性,此也許是一項(xiàng)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。

              大多數(shù)情況下,功率開關(guān)不僅與地連接,且與輸入、電源或匯流排電壓連接。因?yàn)檫@些開關(guān)必須由合適的閘極電壓進(jìn)行控制,這些合適的閘極電壓是以其源極或發(fā)射極接腳作為參考,需要一個(gè)所謂的浮動(dòng)的(Floating)驅(qū)動(dòng)器。此可藉由使用如快捷(Fairchild)FAN7080單片閘極驅(qū)動(dòng)器,或諸如快捷FOD3120的光隔離器件來實(shí)現(xiàn)。在運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用方面,可能會(huì)考慮使用將功率開關(guān)與閘極驅(qū)動(dòng)器整合在一起的智慧功率模組,其主要優(yōu)點(diǎn)包括更高可靠性、更好的元件優(yōu)化、更小體積、更好的設(shè)計(jì)靈活性及更好的保護(hù)功能。事實(shí)上,智慧功率模組具有許多功率輸出級(jí)所包含的高整合和元件組合優(yōu)勢。

              開關(guān)與導(dǎo)通損耗為元件選擇指標(biāo)

              影響選擇絕緣閘雙極性電晶體(IGBT)和MOSFET作為主功率開關(guān)的兩個(gè)最重要因素,係開關(guān)損耗和導(dǎo)通損耗。不同的應(yīng)用會(huì)有其需要的最高電壓、最大電流和開關(guān)頻率。對(duì)于高開關(guān)頻率和/或小電流(最高達(dá)10~20安培)應(yīng)用,通常使用MOSFET;而對(duì)中低開關(guān)頻率,尤其是在電流更大時(shí),則選擇IGBT。表1說明不同開關(guān)技術(shù)之間的差異。

              認(rèn)識(shí)電力系統(tǒng)中功率元器件的重要性

              對(duì)于驅(qū)動(dòng)開關(guān),使用特定的閘極驅(qū)動(dòng)器,在使用FAN3222時(shí)有高達(dá)11安培/12安培(散熱器/源極)的漏電流,當(dāng)需要開關(guān)保持?jǐn)嚅_狀態(tài)時(shí),能夠安全地對(duì)閘極進(jìn)行鉗制(Clamp)。選擇合適的閘極驅(qū)動(dòng)峰值電流很重要,電流較大,則在效率方面沒有顯著的優(yōu)勢,會(huì)在系統(tǒng)中產(chǎn)生大的電壓過衝和難以消除的電磁干擾,此是由于快速邊緣(Fast Edge)包含豐富的諧波雜訊成分。

              現(xiàn)有叁種不同的閘極驅(qū)動(dòng)器系列:單片半橋或高側(cè)閘極驅(qū)動(dòng)器系列,用于大多數(shù)不需要電氣隔離的應(yīng)用;具有出色的抗雜訊能力的光隔離閘極驅(qū)動(dòng)器系列;具有出色定時(shí)性能的低側(cè)端驅(qū)動(dòng)器系列,用于功率較大的應(yīng)用,包括脈衝變壓器驅(qū)動(dòng)(表2)。

              認(rèn)識(shí)電力系統(tǒng)中功率元器件的重要性

              實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化 功率、成本及體積扮要角

              功率輸出級(jí)優(yōu)化須要考慮的最重要因素當(dāng)然是功效、擁有成本的影響及體積大小和成本,它們都受到如圖1所示叁種主要驅(qū)動(dòng)因素的影響。此外,在工業(yè)電子應(yīng)用中還須要考慮更多的因素,尤其是耐用性(異常系統(tǒng)狀態(tài)下的保護(hù)和連續(xù)運(yùn)作)、可靠性(無故障工作,延長壽命)及更嚴(yán)苛的環(huán)境條件。這些額外的要求通常會(huì)影響散熱、電氣及布局設(shè)計(jì),同時(shí)亦須要考慮電磁干擾的性能。

              圖2為某高密度電源的功率級(jí)拓?fù)洌褂貌⒙?lián)MOSFET,兩個(gè)元件使用一個(gè)散熱器。為改善開關(guān)性能,閘極驅(qū)動(dòng)電路(此處使用離散元件)非??拷鼈兛刂频墓β书_關(guān),為的是改善閘極驅(qū)動(dòng)電流環(huán)路并使其愈小愈好;減小寄生閘極-漏極電容,以防止寄生振盪;使閘極驅(qū)動(dòng)輸入阻抗與閘極愈接近愈好,進(jìn)一步防止寄生振盪。在PCB的底側(cè)使用表面黏著(SMD)元件來實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)器電路。注意兩個(gè)功率級(jí)完全對(duì)稱的布局,確保兩個(gè)并聯(lián)路徑具有同樣的開關(guān)特性,以及源極接腳之前電源地和驅(qū)動(dòng)器地的分離。

              認(rèn)識(shí)電力系統(tǒng)中功率元器件的重要性

              圖2 高密度電源的功率級(jí)拓?fù)?/P>

              功率輸出級(jí)的優(yōu)化是復(fù)雜的,在元件方面有許多不同的選擇,但也有許多相互矛盾的要求。本文介紹不同的技術(shù)選擇,并說明實(shí)現(xiàn)最高性能的優(yōu)化可能性。所有這些成效都是經(jīng)由對(duì)系統(tǒng)內(nèi)功率開關(guān)和閘極驅(qū)動(dòng)器的仔細(xì)調(diào)整,以達(dá)到最佳的整體表現(xiàn)。



            評(píng)論


            相關(guān)推薦

            技術(shù)專區(qū)

            關(guān)閉