Kết hợp điện với các thiết bị bán dẫn khác để làm tăng cường hoạt động mạch điện

Hiểu được những tính chất này là quan trọng vì phương pháp tích hợp (không phân loại), chuỗi, hay trong mô- đun, phải khớp với tốc độ chuyển đổi, hồ sơ nhiệt, và cấp điện áp. Để đọc tiếp về lựa chọn diode, [FLT: 0] Danh mục năng diode [FLT: 1) cung cấp ghi chú chi tiết về ứng dụng.

Lợi ích của việc kết hợp quyền lực với những người khác có cùng lối suy luận

Sự tích hợp không chỉ đặt một diode gần một bán dẫn mà còn có những lợi thế sau đây được nhận ra khi các kỹ sư thiết kế cẩn thận phối hợp hai thứ:

• Mất điện tái tạo:) Dides giảm thiểu điện áp khi tắt khi tắt IGBTs hoặc MOSFETs, cho phép chuyển đổi nhanh hơn mà không có quá an toàn (SOA).
• Bảo vệ chống điện áp tạm thời:) Snubber diodes kẹp trong ống dẫn từ động cơ, biến áp, và các công tắc dẫn đầu, bảo vệ công tắc chính.
• hiệu suất nhiệt được bảo vệ: các diode kết hợp với công tắc chia sẻ nhiệt chìm và giảm nhiệt lượng kháng cự, cho phép mật độ năng lượng cao hơn.
• Thiết kế ổ đĩa cổng sao lưu:) khởi động tích hợp trực tiếp thành trình điều khiển cổng cao, loại bỏ các thành phần bên ngoài và giảm bớt việc dẫn đầu ký tên.
• Lower EMI:) phục hồi nhanh hoặc là những diode tinh dịch của nhóm Schottky giảm những gai đang phục hồi, là nguồn chính của tiến hành và phóng ra EMI.

Những lợi ích này trực tiếp chuyển thành những người chuyển đổi điện, chắc chắn và hiệu quả hơn cho mọi thứ từ trung tâm dữ liệu cung cấp điện đến dây điện.

Công nghệ hợp nhất thông thường trong chi tiết

Cấu hình song song và Series

Các diode có kết nối với nhau có thể tăng cường điện áp, nhưng phải quản lý việc chia sẻ điện thế tĩnh và năng động bằng cách sử dụng bộ cản cân bằng hay bộ giảm áp. Các diode có liên kết song song tăng khả năng hiện thời, nhưng nhiệt độ có thể xảy ra nếu bộ phận điện áp phía trước không khớp; nhiệt độ dương diodes (v. d., SiCotttky) thường là bộ xử lý hoạt động song song. Trong bộ ghi lại hiện thời, diodes song song song song thường được kết hợp với bộ chia sẻ với các bộ phóng điện áp hiện thời.

Ca sĩ đôi với MOSFEEET và IGBTs

Một trong những sự tích hợp phổ biến nhất là sự chống quay vòng (hay quay tự do) nằm ngang qua một công tắc điện. Đối với MOSFET, diode nội bộ có thể sử dụng, nhưng sự hồi phục chậm nhất (thường là trong các thiết bị có nhiều chức năng) gây ra sự thay đổi năng và mất tích hợp nhanh chóng. Ngoại ô là những diode đá ngầm song song với các thiết kế cơ thể hiện thời cũng được gọi là “boost diodes did-ditter (cửa ra vào thời gian đã chết và giảm thiểu sự mất mát. Trong mô- đun IGBT, một mô- đun thời gian phục hồi nhanh, một mô- đun PiN là một mô- đun co- đun co- đun có cùng một mô- đun để xử lý các bánh xe điện tự do các thiết kế và cũng bị cản trở lại cửa và hệ thống dẫn đến cổng và hệ thống định giới hạn.

Môđun điện tích hợp và gói

Các mô- đun điện như các khối IGBT 6-pack IGBT hoặc nhị văn bản MOSFET (bộ nhớ thay đổi mật mã) hoặc bộ nhớ tạm dùng để tăng giá trị lắp ráp nhiệt. Những cải tiến gần đây [FL: 0] đã được trộn [FLTT:1] và [FL:] [FL:] bộ phận hiệu chỉnh hộp mực carbide] (Cide) [FLSide] để giảm giá trị lắp ráp [FLT]. Nhóm người dùng ký hiệu hoá định dạng [FT].C3].

Sự thiết kế và thử thách

Hiệu ứng ký hiệu và EMI

Hệ thống cắt vòng giữa nút và công tắc tạo ra điện áp rung lúc tắt. Thu nhỏ vùng vòng lặp bằng cách đặt bảng điều khiển càng gần với trình lệnh tiềm thức là cần thiết. Các mạch điện thoại snubber (RD hay RC) có thể cần thiết, nhưng nó sẽ tăng cường điện năng mất. Sự tích hợp cấp cao sử dụng các bố trí nguồn thấp như kết nối nguồn Kelvin và các thanh ghi đè lên các thanh xe buýt.

Quản lý nhiệt

Có thể cần thiết cả hai nút và công tắc tạo nhiệt. Việc gắn kết trên cùng một bồn nhiệt có thể gây ra nhiệt độ tăng, tăng nhiệt độ giao tiếp. Trong ứng dụng năng lượng cao, làm mát hoạt động (v. d. vòng tuần hoàn lỏng). Dùng vật liệu giao diện [FLT: 0] [MMM] [FL: 1] với khả năng điều khiển cao.

Đổi tần số và phục hồi ngược

Khi tần số chuyển đổi (v. d.), >100 kz trong việc chuyển đổi LLC) bị mất điện trở lại trở thành chiếm ưu thế. Tính năng tích hợp phải ưu tiên cho sự diodes hay SiC. Thái độ phục hồi mềm cũng giảm chuông và EMI. Việc trao đổi giữa giá điện áp và điện áp giảm và phục hồi là một quyết định thiết kế then chốt.

Những ứng dụng trong điện năng hiện đại

Công cụ chuyển đổi

Trong bộ chuyển đổi bay không hoạt động, bộ chuyển đổi kết xuất tích hợp (dioC + MOSFET trong việc đồng bộ hóa) cải thiện đáng kể. Các giai đoạn PFC dùng một bộ đếm ngược nhanh trong loạt; một bộ giảm tốc độ SiC có thể tăng hiệu suất hơn 98%. Sự hợp nhất giữa các phím dis và MOFETTT cho phép bộ chuyển đổi LFEP nhanh chóng với bộ cuộn dây tăng tốc độ không chuyển đổi (ZVS).

Ổ đĩa và máy vi tính

Tờ diode phải chịu những điều kiện giao thoa tương tự như công tắc. Ổ đĩa hiện đại dùng [FLT: 0] i [các mô- đun IGBT [FBT: 1] với các bộ đo nhiệt độ được xây dựng sẵn để cảm biến. Độ bão hoà thích hợp ngăn cản nhiệt độ.

Hệ thống năng lượng tái tạo

Các máy đảo ngược năng lượng mặt trời và tua bin gió đòi hỏi các nút chuyển đổi điện tích cao để kẹp và quay tự do. Tính năng của SiC trong giai đoạn nâng cao của MPPT giảm thiểu tổn thất và cho phép từ tính nhỏ hơn. Hệ thống lưu trữ năng lượng sử dụng hai chiều để chuyển đổi các ô âm và bán dẫn hoạt động cùng nhau để sạc và phân hủy.

Xe hơi tự động và điện

Tính năng chuyển đổi EV là ứng dụng yêu cầu nhất: điện áp cao (400–800 V), hiện tại (trăm bảng điều khiển), và độ tin cậy chặt chẽ. Tính năng hợp nhất cao dùng SiC MOFETs dùng folds co- wraped với SiC Schottky diodes trong các mô- đun nhập vai thấp. Các bộ đệm trên bảng dùng các bản sao PFCode và bộ lọc lại đồng bộ hoá với nhau. Để tìm hiểu chi tiết, xem [FL: 0] Ghi chú [FL: 0] về sự kết hợp của ứng dụng dimotivey] trên các ô tô [FT] [FT].

Những cuộc chiến tranh và sự hướng dẫn trong tương lai

Lực đẩy về năng suất cao hơn và mật độ năng lượng là lái sự tích hợp khối lục địa [FIMT:1] và điện bán dẫn chia sẻ một bán dẫn duy nhất chết. Thí dụ bao gồm các vật liệu [FLT: 0] Diode-Iode-IFET (DIMOS) [FIMT:1] [các điện tích hợp năng điện từ và điện tích hợp với các dấu chấm chấm chấm chấm chấm bằng các dấu chấm phẩy. Các vật liệu đa năng rộng (Si và GaN) cho phép các bản cố định có khả năng phục hồi cực nhanh chóng, giảm nhu cầu diode bên ngoài trong một số hệ thống thái dương thái học, nhưng trong các ứng dụng khó khăn, song song song với các ứng dụng pot có thể hữu ích tối thiểu.

Một xu hướng khác là [FLT: 0] diodes đã được gắn kết trong các mô- đun năng lượng sử dụng bao cao (v. d., tích hợp 3D, ind, PCB nhúng vào chết). Những cách này giảm sự kết nối giữa kết nối với nhau và cải tiến hiệu suất nhiệt. Công cụ thiết kế thiết kế bây giờ kết hợp các ký tên và đồng- co- simation để tối ưu hóa khả năng tương tác giữa các gode–sd trước khi thiết kế.

Kết luận

Việc kết hợp các loại điện với các thiết bị bán dẫn khác không còn là một ý tưởng phụ; đó là một chiến lược thiết kế trung tâm để đạt hiệu suất mạch cao hơn. Từ sự lựa chọn các loại diode (Schotky, PiN, SiC) đến bố trí của các vòng lặp và hệ thống quản lý nhiệt độ quan trọng khác, mỗi quyết định ảnh hưởng đến hiệu suất, EMI, và đáng tin cậy. Khi điện tử di chuyển sang các dây bán dẫn rộng và các tần số chuyển cao hơn, vai trò của các diodes được phát âm hơn. Kỹ thuật tổng hợp này sẽ được thiết kế tốt hơn cho thế hệ thống năng lượng và năng lượng mạnh.