パワーエレクトロニクス技術における整流回路について話す

Jul 09, 2021

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1950年代に最初のサイリスタが登場して以来、パワーエレクトロニクス技術は現代の電気駆動技術の段階に入り始めています。 これに基づいて開発されたシリコン制御整流子デバイスは、電気駆動の分野における革命であり、電気エネルギーを変換します。 そして、制御は、回転コンバーターユニットからのパワーエレクトロニクスデバイスと静的イオンコンバーターで構成されるコンバーターの時代に入り、パワーエレクトロニクスの誕生をマークしました。 1970年代に、サイリスタは低電圧と小電流から高電圧と大電流に至るまでの一連の製品を形成し始めました。 通常のサイリスタでは自己シャットダウンできない半制御デバイスは、第1世代のパワーエレクトロニクスデバイスと呼ばれます。 パワーエレクトロニクス技術の理論的研究と製造技術レベルの継続的な改善により、パワーエレクトロニクスデバイスは、パワーエレクトロニクス技術のもう1つの飛躍である使いやすさとタイプの点で大きく開発されました。 GTR.GTO、​​パワーMOSFETなどが次々と開発されてきました。 完全に制御された第2世代パワーエレクトロニクスデバイスの電源を切ります。 絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)に代表される第3世代のパワーエレクトロニクスデバイスは、簡単、高周波、高速応答、低損失の方向に発展し始めています。 1990年代、パワーエレクトロニクスデバイスは、統合、標準モジュール化、インテリジェンス、および電力統合の方向に発展しています。 これに基づいて、パワーエレクトロニクス技術の理論的研究、デバイス開発、およびアプリケーション浸透が形成されました。 上海のパワーエレクトロニクス技術は、最も競争の激しいハイテク分野です。 整流管は、パワーエレクトロニクスデバイスの中で最も単純で最も広く使用されているデバイスです。 現在、通常タイプ、高速回復タイプ、ショットキータイプの3つのシリーズが形成されています。 電力整流器は、さまざまなパワーエレクトロニクス回路の性能を改善し、回路損失を減らし、電流効率を改善する上で非常に重要な役割を果たします。 米国のゼネラルエレクトリック社が最初の産業用共通サイリスタを開発した1958年以来、その構造の改善とプロセスの改革により、新しいデバイスの開発と研究の基礎が築かれました。 その後の10年間で、双方向インバーターと逆サイリスタが開発され、開発されました。 導電性および非対称サイリスタは、これまでのところ、サイリスタシリーズ製品の市場はまだまだ広くなっています。 1964年、米国で初めて0.5kV / 0.01kAシャットオフGTOの試作が成功し、現在のターンオフGTOは9kV / 0.25kA / 0.8kHzに達し、現在は9kV / 2.5kA /に達した0.8kHZおよび6kV / 6kA / 1kHZレベルでは、GTOはさまざまなセルフシャットオフデバイスの中で最大の容量を持ちますが、動作周波数は最低ですが、高出力の電気牽引において明らかな利点があります。ドライブなので、中電圧で、大勢の乗客のフィールドで場所を占めます。 GTRシリーズの製品は1970年代に開発され、定格値は1.8kV / 0.8kA / 2kHZ、0.6kV / 0.003kA / 100kHZに達しています。 柔軟で成熟した回路構成、低いスイッチング損失、短いスイッチング時間という特徴があります。 2.中波回路で広く使用されています。 高性能、大容量の第3世代絶縁ゲートバイポーラトランジスタIGBTとして、電圧制御、大きな入力インピーダンス、低駆動電力、低スイッチング損失、動作周波数を備えています。 高レベルの特性、それは開発の広い見通しを持っています。 IGCTは、最近開発された新しいタイプのデバイスです。 GTOをベースに開発された装置です。 これは、集積ゲート転流サイリスタと呼ばれます。 エミッタターンオフサイリスタとも呼ばれます。 その瞬間的なスイッチング周波数は20kHZに達する可能性があります。 遮断時間は1μs、dildt 4kA / ms、du / dt10-20kV / ms、AC遮断電圧6kV、DC遮断電圧3.9kV、スイッチング時間& lt; 2ks、導通電圧降下が3600A、2.8Vの場合、スイッチング周波数& gt; 1000Hz。 1990年代にパワーエレクトロニクスデバイスの研究開発に参入し、高周波、標準モジュール化、統合、インテリジェンスの時代に入りました。 理論的な分析と実験から、電気製品の体積と重量の減少は、電源周波数の平方根に反比例することが証明されています。 つまり、標準の第2周波数である50Hzを大幅に上げると、その電力周波数を使用する電気機器の体積と重量を大幅に減らすことができ、電気機器製造の材料を節約し、動作中の電力をより明確に節約し、機器のシステム性能、特に航空宇宙産業にとって、これは非常に重要です。 したがって、パワーエレクトロニクスデバイスの高周波は、将来のパワーエレクトロニクス技術革新の主要な方向であり、ハードウェア構造の標準モジュールは、デバイス開発の必然的な傾向です。 現在の高度なモジュールには、スイッチング素子とそれらと逆並列のフリーホイールダイオードが含まれています。 内部およびドライブ保護回路の複数のユニットが標準化され、シリアル製品として製造されており、非常に高いレベルの一貫性と信頼性を実現できます。 現在、世界中の多くの大企業がIPMインテリジェントパワーモジュールを開発しています。 たとえば、日本'の三菱、東芝、および米国' International Rectifier Companyは、すでに成熟した製品を発売しています。 日本の新電本株式会社のIPMインテリジェントパワーモジュールの主な特徴は次のとおりです。1パワーチップ、検出回路、駆動回路を内部に統合し、主回路の構造を最も単純にします。 2パワーチップはスイッチング速度が速く駆動電流が小さいIGBTを採用し、パワーチップを安全に保護するために過電流と短絡電流を効率的に検出できる独自の電流センサーを備えています。 3内部配線では、電源回路と駆動回路の配線長を最短に抑え、サージ電圧や誤動作によるノイズの問題を十分に解決しています。 4信頼性の高い安全保護対策が施され、障害が発生した場合、時間内に電源装置をオフにし、1998年に朱智首相から明確な指示を出すことができます。将来的には、国家革新システムの構築を加速する必要があります。 したがって、21世紀初頭には、国の発展において、技術革新が企業の仕事の主要な内容となり、中国に適した技術革新メカニズムの開発と確立が行われることは間違いありません&。 #39;電気産業の国家情勢は、パワーエレクトロニクス技術の急速な進歩を通じて、新しい電気産業の継続的なアップグレードと進歩を促進し、その後グローバルに展開します。 パワーエレクトロニクス技術は、急速な発展と変化など、マイクロエレクトロニクス技術の多くの共通の特徴を持っていますが、その浸透と革新のパフォーマンスは非常に顕著であり、その活力は非常に強く、サンシャイン業界のステータスにあり、他の分野と融合し、開発のための新しい機会を作成します。 、そしてパワーエレクトロニクス技術には、高電圧、大容量、広い制御電力範囲など、独自の特性があります。 したがって、技術革新の難しさは、高電圧と高電力の障壁を越える必要性と、技術の包括的な難しさにあります。 、材料産業や製造プロセスなど、パワーエレクトロニクスデバイスの信頼性は非常に重要な技術的指標です。 このため、パワーエレクトロニクス技術の革新はさまざまな分野に浸透しており、さまざまな産業分野に強く浸透しています。 したがって、パワーエレクトロニクス技術は国'の基礎産業と密接に関連しており、21世紀には国の開発ガイドラインや産業政策との整合性の要件がますます強くなるでしょう。 パワーエレクトロニクス技術はエネルギーフロー技術とも呼ばれるため、パワーエレクトロニクス技術の開発と革新は21世紀の持続可能な開発戦略プログラムの重要な部分です。 21世紀初頭に現代のパワーエレクトロニクスの変革を加速することは、確かに日の出のハイテク産業チェーンを形成し、私の国'の産業分野における技術革新を促進するでしょう。 パワーエレクトロニクス技術の革新とパワーエレクトロニクスデバイスの製造プロセスは、世界のすべての国で産業オートメーション制御とメカトロニクスの分野で最も競争力のある地位になっています。 すべての先進国は、この分野に多大な人的資源、材料、財源を投入して、パワーエレクトロニクス技術の理論的研究を行っています。日本、米国、フランス、オランダ、デンマーク、その他の西ヨーロッパ諸国は、手をつないで。 これらの国々では、電力を促進するためにさまざまな高度なパワーエレクトロニクスの電力量が継続的に開発および改善されています。電子技術は高周波に向かって進んでおり、電気機器の高効率と省エネを実現し、小型化、軽量化を実現するための重要な技術的基盤を築いています。産業用制御機器のインテリジェンスであり、21世紀におけるパワーエレクトロニクス技術の継続的な拡大と革新も示しています。 幅広い展望。 外国の先進国と比較して、パワーエレクトロニクスデバイスを開発するための私の国の包括的な技術的能力はまだはるかに遅れています。 私の国のパワーエレクトロニクス技術を開発・革新し、産業規模を形成するためには、中国の特徴を備えた産学革新を主導する必要があります。 その方法は、生産、学習、研究を組み合わせて共通の開発の道を歩む方法をしっかりと守り、習得することです。 外国の先端技術の追跡から、徐々に独立した革新、学際的な相互浸透からの革新、デバイス開発の選択と回路構造の変換からの革新に着手することから、これは電力技術の革新に特に実用的です。 また、パワーエレクトロニクス製造プロセスの技術革新を促進し、デバイスの信頼性を向上させるために、デバイス製造プロセス技術からの革新を導き、新しい材料科学の応用から革新する必要があります。 その結果、基本的な蓄積ベースのイノベーションパスが形成されます。 そして、技術革新の自己強化サイクルを加速し、技術革新を促進し推進するための安定した基盤を持っている製品アプリケーションと市場促進と技術革新を有機的に統合する必要があるので、私の国'電力電子技術とデバイス製造プロセス技術はかなりの発展を遂げることができ、真新しい廃棄物から太陽への産業を形成し、それを巨大な生産性に変換し、私の国を促進します'大まかな管理からの産業分野一元化されたものに、そして高速、高さ、持続可能性で発展するために国民経済を促進します。