現代電力電子技術的發展方向,是從以低頻技術處理問題為主的傳統電力電子學,向以高頻技術處理問題為主的現代電力電子學方向轉變。電力電子技術起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其發展先后經歷了整流器時代、逆變器時代和變頻器時代,并促進了電力電子技術在許多新領域的應用。八十年代末期和九十年代初期發展起來的、以功率MOSFET和IGBT為的、集高頻、高壓和大電流于一身的功率半導體復合器件,表明傳統電力電子技術已經進入現代電力電子時代。大功率的工業用電由工頻(50Hz)交流發電機提供,但是大約20%的電能是以直流形式消費的,其中典型的是電解(有色金屬和化工原料需要直流電解)、牽引(電氣機車、電傳動的內燃機車、地鐵機車、城市無軌電車等)和直流傳動(軋鋼、造紙等)三大領域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉變為直流電,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶閘管的開發與應用得以很大發展,當時國內曾經掀起了-股各地大辦硅整流器廠的熱潮。全國小小的制造硅整流器的半導體廠家就是那時的產物。逆變器時代七十年代出現了世界范圍的能源危機,交流電機變頻調速因節能效果而迅速發展。電子技術是根據電子學的原理,運用電子元器件設計和制造某種特定功能的電路以解決實際問題的科學。金山區計算機電子技術電話
變頻調速的關鍵技術是將直流電逆變為0~100Hz的交流電。在七十年代到八十年代,隨著變頻調速裝置的普及,大功率逆變用的晶閘管、巨型功率晶體管(GTR)和門極可關斷晶閘管(GT0)成為當時電力電子器件的主角。類似的應用還包括高壓直流輸出,靜止式無功功率動態補償等。這時的電力電子技術已經能夠實現整流和逆變,但工作頻率較低,局限在中低頻范圍內。變頻器時代進入八十年代,大規模和超大規模集成電路技術的迅猛發展,為現代電力電子技術的發展奠定了基礎。將集成電路技術的精細加工技術和高壓大電流技術有機結合,出現了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的問世,導致了中小功率電源向高頻化發展,而后絕緣門極雙極晶體管(IGBT)的出現,又為大中型功率電源向高頻發展帶來機遇。MOSFET和IGBT的相繼問世,是傳統的電力電子向現代電力電子轉化的標志。據統計,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半導體器件市場上已達到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在電力電子領域巳成定論。新型器件的發展不僅為交流電機變頻調速提供了較高的頻率,使其性能更加完善可靠,而且使現代電子技術不斷向高頻化發展,為用電設備的高效節材節能,實現小型輕量化。閔行區電子技術電話電子技術是對電子信號進行處理的技術,處理的方式主要有:信號的發生、放大、濾波、轉換。
可平均節電20%以上,每年可節電400億千瓦時),因此電力電子技術的發展也越來越受到人們的重視。70年代中期出現的全控型可關斷晶閘管和功率晶體管,開關速度快,控制簡單,逆導可關斷晶閘管更兼容了可關斷晶閘管和快速整流二極管的功能。它們把電力電子技術的應用推進到了以逆變、斬波為中心內容的新領域。這些器件已普遍應用于變頻調速、開關電源、靜止變頻等電力電子裝置中。80年代初期出現的MOS功率場效應晶體管和功率集成電路的工作頻率達到兆赫級。集成電路的技術促進了器件的小型化和功能化。這些新成就為發展高頻電力電子技術提供了條件,推動電力電子裝置朝著智能化、高頻化的方向發展。80年代發展起來的靜電感應晶閘管、隔離柵晶體管,以及各種組合器件,綜合了晶閘管、MOS功率場效應晶體管和功率晶體管各自的優點,在性能上又有新的發展。例如隔離柵晶體管,既具有MOS功率場效應晶體管的柵控特性,又具有雙極型功率晶體管的電流傳導性能,它容許的電流密度比雙極型功率晶體管高幾倍。靜電感應晶閘管保存了晶閘管導通壓降低的優點,結構上避免了一般晶閘管在門極觸發時必須在門極周圍先導通然后逐步橫向擴展的過程,所以比一般晶閘管有更高的開關速度。
模擬)電子技術和Digital(數字)電子技術。電子技術是對電子信號進行處理的技術,處理的方式主要有:信號的發生、放大、濾波、轉換。電子技術是十九世紀末到二十世紀初開始發展起來的新興技術,二十世紀發展迅速,應用,成為近代科學技術發展的一個重要標志。在十八世紀末和十九世紀初的這個時期,由于生產發展的需要,在電磁現象方面的研究工作發展得很快,1785年法國科學家庫倫由實驗得出電荷的庫侖定律。1895年,荷蘭物理學家亨得里克·安頓·洛倫茲假定了電子存在。1897年,英國物理學家湯姆遜()用試驗找出了電子。1904年,英國人發明了簡單的二極管(diode或valve),用于檢測微弱的無線電信號。1906年,在二極管中安上了第三個電極(柵極,grid)發明了具有放大作用的三極管,這是電子學早期歷史中重要的里程碑。1948年美國貝爾實驗室的幾位研究人員發明晶體管。1958年集成電路的個樣品見諸于世。集成電路的出現和應用,標志著電子技術發展到了一個新的階段。電子產品電子技術研究的是電子器件及其電子器件構成的電路的應用。半導體器件是構成各種分立、集成電子電路基本的元器件。隨著電子技術的飛速發展,各種新型半導體器件層出不窮。電子技術研究的是電子器件及其電子器件構成的電路的應用。
電力電子器件又稱為功率半導體器件,主要用于電力設備的電能變換和控制電路方面大功率的電子器件(通常指電流為數十至數千安,電壓為數百伏以上)。功率器件幾乎用于所有的電子制造業,包括計算機領域的筆記本、PC、服務器、顯示器以及各種外設;網絡通信領域的手機、電話以及其它各種終端和局端設備;消費電子領域的傳統黑白家電和各種數碼產品;工業控制類中的工業PC、各類儀器儀表和各類控制設備等。除了保證這些設備的正常運行以外,功率器件還能起到有效的節能作用。由于電子產品的需求以及能效要求的不斷提高,中國功率器件市場一直保持較快的發展速度。國家統計局的數據顯示,2010年中國功率器件行業共有規模以上企業498家,全行業實現銷售收入,同比增長,同比增長。從企業經濟類型來看,三資企業數量多,其企業數量占行業數量的。從企業數量、銷售收入以及資產規模來看,江蘇、廣東和浙江等省所占的份額居多。20世紀50年代,電力電子器件主要是汞弧閘流管和大功率電子管。60年代發展起來的晶閘管,因其工作可靠、壽命長、體積小、開關速度快,而在電力電子電路中得到。電子技術是十九世紀末到二十世紀初開始發展起來的新興技術,二十世紀發展迅速。溫州通信電子技術服務至上
七十年代出現了世界范圍的能源危機,交流電機變頻調速因節能效果而迅速發展。金山區計算機電子技術電話
由單個電力電子器件組成的電力電子裝置容量受到限制。所以,在實用中多用幾個電力電子器件串聯或并聯形成組件,其耐壓和通流的能力可以成倍地提高,從而可極大地增加電力電子裝置的容量。器件串聯時,希望各元件能承受同樣的正、反向電壓;并聯時則希望各元件能分擔同樣的電流。但由于器件的個異性,串、并聯時,各器件并不能完全均勻地分擔電壓和電流。所以,在電力電子器件串聯時,要采取均壓措施;在并聯時,要采取均流措施。電力電子器件工作時,會因功率損耗引起器件發熱、升溫。器件溫度過高將縮短壽命,甚至燒毀,這是限制電力電子器件電流、電壓容量的主要原因。為此,必須考慮器件的冷卻問題。常用冷卻方式有自冷式、風冷式、液冷式(包括油冷式、水冷式)和蒸發冷卻式等。電力電子器件正沿著大功率化、高頻化、集成化的方向發展。80年代晶閘管的電流容量已達6000安,阻斷電壓高達6500伏。但這類器件工作頻率較低。提高其工作頻率,取決于器件關斷期間如何加快基區少數載流子(簡稱少子)的復合速度和經門極抽取更多的載流子。降低少子壽命雖能有效地縮短關斷電流的過程,卻導致器件導通期正向壓降的增加。因此必須兼顧轉換速度和器件通態功率損耗的要求。金山區計算機電子技術電話
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