В мире существует два вида электричества.

     

??Один переменный ток,Его направление то положительное, то отрицательное.

     

??Один — постоянный ток,Его направление никогда не меняется.

   

Электричество в нашей розетке домаЯвляется переменным током.

   

Электричество, вырабатываемое аккумуляторомЯвляется постоянным током.

Иногда нам необходимо преобразовать переменный ток в постоянный, например, в зарядном устройстве для мобильного телефона,

   

Иногда нам необходимо преобразовать постоянный ток в переменный, например, в источнике бесперебойного питания в центре обработки данных.

   

Иногда нам необходимо повысить или понизить напряжение постоянного тока, и в мобильных телефонах существует множество повышающих схем.

   

Иногда нам необходимо изменить частоту и амплитуду переменного тока, например, в инверторных кондиционерах и инверторных холодильниках.

     

Это искусство переменного тока, переменного тока, переменного тока, переменного тока, переменного тока,Это силовая электроника.На сцене силовой электроникиСлей, это наше силовое устройство, Тяньтуань,К ним относятся, помимо прочего: диоды, МОП-транзисторы, IGBT, HEMT, IGCT, GTR…

   

Их имена могут быть вам знакомы, а могут и нет.Но у них есть только одна функция:Включите или выключите ток.

     

Да, это электронный переключатель.Он ничем не отличается от выключателя на стене нашего дома.Некоторые силовые устройства имеют две клеммы, например диоды.

   

Корпусный диод

   

Обозначение диода

Это полоса с односторонним движением.

   

Ток течет от анода к катоду.Поток беспрепятственный.

   

Поток от катода к анодуРазве что эта дорога перекрыта.Поскольку диод имеет только два вывода, его включение и выключение нельзя контролировать самостоятельно. Когда приходит ток, его нужно собирать, и он не может оставаться, когда уходит.А некоторые силовые устройства имеют три клеммы. Это управляемые силовые устройства, и независимо от того, какой ток они выдерживают, они могут громко сказать, что они мне не нужны.И абсолютная возможность управляемых силовых устройств на небесной сфере,Это IGBT.IGBT — это суперэлектронный переключатель, способный выдерживать сверхвысокое напряжение.Напряжение переменного тока в розетке нашего дома составляет 220 В, а тонкий, как бумага, кристалл IGBT может выдерживать напряжение до 6500 В. Как правило, максимальный ток всех бытовых приборов в нашем доме не превышает 30 А, в то время как IGBT-микросхема размером с ноготь может пропускать ток силой около 200 А!На следующем рисунке показаны четыре IGBT-микросхемы и четыре диодных чипа, установленные на подложке.

   

Однако такой голый чип нельзя использовать напрямую. Нам необходимо переупаковать чип в оболочку, заполненную изоляционными материалами, и вывести электроды чипа на внешние выводы, сформировав таким образом пригодный к использованию продукт IGBT.

   

В некоторых случаях имеется только один чип IGBT, в то время как в других их может быть несколько десятков или даже двадцати. Таким образом формируются различные IGBT-транзисторы и модули. Максимальный ток IGBT в однотрубном корпусе составляет около 100А, а максимальный номинальный ток IGBT-модуля может достигать 3600А!

   

однотрубный

   

модуль

На принципиальной схеме IGBT обычно представлен следующим рисунком, а G представляет собой затвор, который используется для приема команд. C представляет собой коллектор-коллектор, e представляет собой эмиттер-эмиттер, а коллектор и эмиттер используются для проведения тока. Обычно IGBT выключен, и как только затвор получает команду на включение, ток непрерывно течет от коллектора к эмиттеру.

   

 

Точно так же, как выключатель на стене вашего дома: нажмите на него, выключатель замкнется, и загорится электрический свет; Нажмите еще раз, и свет погаснет.

   

Конечно, управление IGBT теперь осуществляется не рукой, а электронным импульсом.При наступлении высокого уровня устройство включается; При наступлении низкого уровня устройство выключается.

   

Ручной переключатель может срабатывать один или два раза в секунду, а наш электронный переключатель может открываться и закрываться десятки тысяч или сотни тысяч раз в секунду!Это тот самый электронный переключатель, который нам нужен,То есть силовое устройство.Когда несколько силовых устройств объединены вместе, они могут дебютировать. Название этих комбинаций — «топология». Каждая топология имеет свои уникальные навыки.Топология, состоящая из 4 или 6 диодов, способных преобразовывать переменный ток в постоянный;

   

Однофазный выпрямительный мост

   

Трехфазный выпрямительный мост

Топология, состоящая из 4 или 6 IGBT или MOSFET, может преобразовывать постоянный ток в переменный;

   

Схема полного мостового инвертора

   

Схема трехфазного мостового инвертора

А топология IGBT-диода и других пассивных компонентов может увеличивать или уменьшать постоянное напряжение.

   

повышающая схема

   

Понижающая схема

Топология кажется немного сложной? Не беда, мы можем разработать для них какой-нибудь логотип.

??

   

выпрямительная схема

   

Инверторная схема

   

Схема повышения/понижения

Независимо от того, насколько сложным или огромным является электрооборудование, оно состоит из этих базовых топологий и компонентов.Много раз в одном и том же устройстве электрическая энергия преобразуется более одного раза, например, в зарядной установке электромобиля.

   

Выходное напряжение зарядного устройства мобильного телефона обычно составляет 5 В, но знаете ли вы, насколько велико напряжение аккумулятора электромобиля? До 750В!Заряжать аккумулятор можно только постоянным током, а в трехфазной промышленной электросети течет переменный ток напряжением 380 В (в отличие от переменного тока 220 В в бытовой электросети). Так как же зарядная свая преобразует переменный ток напряжением 380 В в постоянный ток напряжением 750 В?Сначала 380 В переменного тока пройдет через выпрямительную цепь и станет примерно 500 В постоянного тока. В это время напряжение постоянного тока недостаточно велико, а во-вторых, напряжение нельзя регулировать, поэтому его нельзя напрямую подавать на батарею для зарядки.Выпрямленный постоянный ток поступает в инверторную схему, топология которой состоит из IGBT или MOSFET, которые мы рассмотрели ранее. Или IGBT MOSFET переключается на высокой скорости под управлением сигнала затвора и преобразует постоянный ток в переменный с чрезвычайно высокой частотой. Этот переменный ток представляет собой прямоугольную волну. Регулируя долю высокого уровня, вы можете свободно регулировать эквивалентное напряжение.

   

Высокочастотный переменный ток поступает в схему выпрямления и, наконец, становится выходным напряжением 250–750 В для зарядки автомобиля.Топология всего преобразования электрической энергии следующая:

   

На это немного сложно смотреть, но его легко заменить на логотип, то есть схема выпрямителя+схема инвертора+схема выпрямителя, вот так:

Посмотрите, силовая электронная система проста, как строительные блоки, позволяющие объединить все функции. Теперь вы также можете создать свою собственную систему!

Отказ от ответственности: Эта статья воспроизведена из журнала «Infineon Industrial Semiconductor». Эта статья отражает только личную точку зрения автора и не отражает точку зрения Sacco Micro и отрасли. Он предназначен только для перепечатки и распространения в целях защиты прав интеллектуальной собственности. При перепечатке просьба указывать первоисточник и автора. Если есть какие-либо нарушения, пожалуйста, свяжитесь с нами, чтобы удалить их.

Тел. компании: +86-0755-83044319
Факс/факс:+86-0755-83975897
Почта: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 Менеджер Ли
QQ: 332496225 Менеджер Цю
Адрес: комната 809, блок C, здание Zhantao Technology Building, проспект Минчжи № 1079, новый район Лунхуа, Шэньчжэнь.