是以电力为对象的电子技术,是一门利用电力电子器件对电能进行转换与控制的新兴学科。电力电子技术包括如下三大部分:
电力电子技术的应用已深入到工业生产和社会生产的各个方面。典型的用途如电化学、直流传动、交流传动、电机励磁、电镀及电加工、中频感应加加热、交流不间断电源、稳定电源、电子开关、高压静电除尘、直流输电和无功补偿等。电力电子技术已成为传统产业和高新技术领域不可缺少的关键技术,可以有效地节约能源,并成为新能源(燃料电池、太阳能和风力发电等)与电网的中间接口。
1948年普通晶体管的发明引起了电子工业革命。半导体器件首先应用于小功率领域,如通信、信息处理的计算机。1958年,从美国通用电气公司研制第一个工业用的普通晶闸管开始,大大扩展了半导体器件功率控制的范围。电能的变换和控制从旋转的变流机组、静止的离子变流器进入到以电力半导体器件组成的变流器时代,这标志着电力电子技术的诞生,晶闸管为电力电子学科的建立立下了汗马功劳。晶闸管是半控型器件,不能自关断,属于第一代电力电子器件。至今晶闸管及其派生器件仍广泛应用于各种变流器,并且还在发展中。由于包括晶闸管在内的电力电子器件具有体积小、重量轻、功耗小、效率高、响应快等特点,用它构成的变流装置具有可靠性高、寿命长、容易维护等优点,特别是它可节约能源;所以得到飞速的发展。可以认为电力电子学就是应用在电力技术领域中的电子学,它是电气工程中电力、电子和控制三大主要领域之间的边缘学科。
30多年来,随着半导体制造技术和变流技术的发展,一代又一代的电力电子器件相继问世,使它的应用领域迅猛扩大,如交流电机变频调速技术的蓬勃发展和日益迫切需要可控制关断的(即自关断的)电力电子器件(全控型器件);因此相继出现了电力晶体管(GTR)、可关断晶闸管(GTO)、电力场效应晶体管(MOSFET)等,这些可称为第二代电力电子器件。
到20世纪80年代后期,出现了以绝缘栅极双极晶体管(IGBT)为代表的复合型器件。IGBT是MOSFET和GTR的复合,它是用MOSFET驱动双极型晶体管,兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。与此相仿,MCT(MOS controlled thyristor)是MOSFET驱动晶闸管的复合器件,集场效应晶体管与晶闸管的优点于一身,被认为是性能最好,最有发展前途的一种新器件。
可以说,20世纪70年代评价电力电子器件的品质因数的主要标准是大容量,即电流与电压的乘积。到20世纪80年代,器件发展的主要目标是高频化,所以评价器件品质因数的标准是功率与频率的乘积。到20世纪90年代,电力电子器件发展的主要目标是高性能化,即大容量、高频率、易驱动、低损耗。因此评价器件品质因数的主要标准是容量、开关速度、驱动功雷火电竞平台 雷火电竞官网率、通态压降、芯片利用率。为了实现这一高性能化,将出现许多重要的工艺,如平面工艺、大规模集成工艺、多层金属化、厚膜技术和高能量技术。
(1)制作材料新型化。新型材料砷化镓(CaAs)、镓铝砷(GaAlAs)、碳化硅和金刚石等将得到发展和应用。其中,以碳化硅最有前途,已有相关样品,且研究表明,用碳化硅制作出的电力电子器件,工艺与硅材料部分兼容,但用碳化硅制作的器件的性能要比硅器件优良得多。
(2)制造工艺和技术将得到突飞猛进的发展,可望有新的突破。其目的是提高各种电力电子器件的容量,使其具有更高的电压、更大的电流、更快的开关速度及更小的通态压降。
(3)冷却技术将另辟蹊径。虽然器件的冷却技术从自然冷却、风冷、水冷、油冷、热管冷却发展到沸腾冷却;但从保护臭氧层出发,采用氟利昂的沸腾冷却技术将不断得到广泛地应用。这就要求用冷却材料和技术进一步开发新型的电力电子器件。
(4)各种电力电子器件将朝着高压、大电流及高频率方向发展,SCR、GTR短时间不会退出历史舞台。目前,高压IGBT已对传统GTO技术提出了挑战,而对传统GTO的巨大改进,则产生了集成门极换向晶闸管IGCT技术。在中、高压功率应用中,要求将成熟的低损耗晶闸管技术与无吸收高性能价格比的门极关断特性有机地结合起来。迄今为止,IGBT与IGCT是符合这种要求的最佳器件。地未来的一段时间里,将是各种电力电子器件扩大容量、取长补短、公平竞争、共同发展的时代,它们各自的性能价格比将直接影响其自身发展速度和应用领域。图3给出了2000年相对1996年部分电力电子器件达到的功率、频率及占领市场的功率范围。
(5)各种电力电子器件将高度模块化。电力电子器件模块的电压、电流及频率都将进一步提高,而体积可望随新材料的出现而减小,有可能深入到各个领域,进而取代一大批分立式电力电子器件。
(6)PIC的应用领域将进一步扩大。将出现电力电子器件与微电子线路高度集成的模块,它将进入视听、大屏幕显示、办公自动化、汽车工业、机器人、工厂自动化及家庭自动化领域。与其他替换产品相比,PIC能以较低的成本或更高的可靠性达到特定的功能,所以它的批量使用将推动电力电子技术的进步。
近日又有国家集成电路扶持细则的消息传出,据手机中国联盟秘书长王艳辉透露,这次国家集成电路扶持基金总额度1200亿元,时间区间为2014~2017年。按照目前拟定的细则,扶持基金由财政拨款300亿元、社保基金450亿元、其他450亿元组成,国开行负责组建基金公司统筹,其中40%投入芯片制造,30%投入芯片设计,预计端午节前后出炉。 如果基金顺利落实,这项基金的总规模要超过过去近十年整个国内集成电路产业的投入。作为我国集成电路产业的央企,大唐电信在国家和地方相关集成电路产业扶持政策和基金将要扮演重要角色。 2014年5月17日,大唐电信集团陈山枝表示集团将实施“4G+28nm”重大工程,提升
日前,韩国面板大厂LG Display宣布兴建OLED八代生产线,并将于年内推出大尺寸OLED电视面板,台湾友达也再次注资OLED产业,增加AMOLED面板产能,三星、国内彩虹等企业也纷纷布局OLED产业。作为新型显示技术,OLED面板似乎到了真正的爆发期。 OLED产业的高速发展受到了中国政府的关注,在工业和信息化部支持下,中国内地的OLED研发取得了突破性进展。2008年10月,由清华大学组建的维信诺公司在昆山成功建成中国内地第一条OLED大规模生产线,实现了小尺寸OLED显示屏的量产。 截止到2010年年底,中国内地主要有昆山维信诺、汕尾信利、四川虹视、佛山彩虹等企业从事小尺寸OLED生产。而
7月21日,现代摩比斯(Hyundai Mobis)宣布,经过三年研发,现已成功推出基于脑电波测量的新型医疗保健技术M.Brain,并将其应用于汽车行业。在所有生物信号中,脑电波测量是最先进和也最具挑战性的技术之一。 通过佩戴的耳机传感器,M.Brain可以检测到耳朵周围的脑电波,从而实时测量驾驶员的状况。其关键在于分析和确定脑电波数据的软件技术。现代摩比斯致力于研发并采用机器学习来解释脑电波信号。 (图片来源:现代摩比斯) 此外,M.Brain还可与智能手机应用程序交互,并发出驾驶员注意力不集中的通知。该事故预防技术还可为不同的感觉器官提供警报,例如视觉(驾驶员座椅周围的LED)、触觉(振动座椅)、和听觉(头枕扬声
于ADAS技术 /
最近压电和保护元件业务部动作连连,今天小编又为大家带来一则新的消息。 TDK公司宣布其子公司TDK电子和超低功耗触觉技术开发商Boréas Technologies公司签署合作协议,以加快推广压电触觉解决方案的应用。根据协议内容,双方携手共同设计并推广结合了Boréas的压电触觉驱动技术的TDK PowerHap™和PiezoHapt™系列压电执行器触控反馈解决方案。值得一提的是,TDK和Boréas将专门为高清压电触觉系统研发触觉效果和驱动器的演示器,并计划在全球范围内推广应用。这有助于全球客户在不同应用中使用性能优异的执行器实施先进的触觉解决方案,包括智能手机和平板电脑、汽车显示和控制系统、可穿戴设备、游戏机、工业设备、
适用于 PNA-X 网络分析仪的独特信号源调谐方法可提供业界领先的精度 2012 年 12月 10 日,北京——安捷伦科技公司(NYSE:A)日前宣布,将 PNA-X 网络分析仪的信号源校正噪声系数测量功能扩展至 43.5 和 50 GHz,继续保持业界最高的噪声系数测量精度。信号源校正技术直接建立在 Agilent PNA-X 上,提供全面的单次连接多项测量功能,以帮助研发和制造工程师开发与测试低噪声晶体管、放大器、频率计数器和发射/接收模块。 需要对航空航天/国防和无线通信系统中的设备要求执行精确的噪声系数测量,但由于传统噪声源不能与被测器件直接连接,因而无法获得实现高精度。这种情况为当前的自动化测试、晶圆上或夹具
引 言 跨入21世纪以来,信息的世界变换迅速,说不定今天出了某高科技产品明天就会有更优秀的同类产品面世。其中电子计算机科学技术更新周期大概就是2到3年。随着电子计算机等科学技术的发展,医疗设备的现代化、智能化研究越来越受到人们的关注,大量的科学家及工程技术人员都积极地投入到这一场医疗设备的革命中,其中,对各种类型射线底片观片设备的研究也是医疗设备开发的重点。由于传统的观片设备亮度低、均匀性差、容易引起视疲劳等缺点,已经不能满足现代化医学诊断的要求。利用CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)开发的观片仪具有结构简单、灯管表面温升小、灯管表面亮度高、使用寿命长、显色性好、发光均匀等优点。医疗设备至
C8051F350的冷阴极荧光观片仪调光系统设计 /
工业机器人可以代替人在危险、有害、有毒、低温、高温的环境中工作,也可以代替人完成繁重、单调的重复性工作,提高劳动生产率,保证产品质量。柔性制造系统(FMS)和集成制造系统(CIMS)可以由工业机器人、数控加工中心、自动导向车和自动检测系统组成,实现生产自动化。 (1)热锻车间机器人。 高温热锻是一项不安全因素较多的工作。车间工作环境恶劣,温度高,噪音大。最适合工业机器人操作。 (2)压铸车间机器人。 压铸车间作业人员在高温、粉尘、重物理环境生产、条件差的情况下,需要工业机器人代替人类来完成浇注、装卸等工作。 世界上近50%的工业机器人主要用于汽车领域,通常用于搬运、、喷涂
【2023 年 9 月 26 日美国德州普拉诺讯】 Diodes 公司 (Diodes)推出一款适用于各种车用 LED 产品应用的升压/单端初级电感转换器 (SEPIC) 控制器。 AL8853AQ 是一款符合汽车规格、高集成度的升压/SEPIC 控制器,可以降低车用 LED 产品应用 (包括车外灯、大灯、抬头显示器 (HUD) 和背光显示器) 的物料清单 (BOM)并且提供高性能。 汽车大灯制造商可以使用 SEPIC 拓扑结构,实现直接由车辆电池供电的远光或近光 LED 列阵驱动器,而非使用升压后降压转换器的传统两级拓扑结构,或全桥降压-升压拓扑结构。AL8853AQ 的 SEPIC 功能支持降压-升压型拓扑结构,具有
中实现 50kHz LED 宽 PWM 调光 /
设计者指南:轻松实现高速串行IO_(Xilinx)
_(英国)
问题解答
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