采用新型高压大功率电力电子器件

如何确定IR2110能驱动多大的MOS管啊？手册上IR2110的输出电压是10-20V，电流是2A，MOS管是电压驱动型，要2A的电流有什么用啊？随着PWM技术在变频、逆变频等领域的运用越来越广泛，以及IGBT、Power MOSFET等功率性开关器件的快速发展，使得PWM控制的高压大功率电源向着小型化、高频化、智能化、高效率方向发展。

本文采用电压脉宽型PWM控制芯片SG3525A，以及高压悬浮驱动器IR2110，用功率开关器件IGBT模块方案实现高频逆变电源。

另外，用单片机控制技术对此电源进行控制，使整个系统结构简单，并实现了系统的数字智能化。

SG3525A性能和结构SG3525A是电压型PWM集成控制器，外接元器件少，性能好，包括开关稳压所需的全部控制电路。

其主要特性包括：外同步、软启动功能；死区调节、欠压锁定功能；误差放大以及关闭输出驱动信号等功能；输出级采用推挽式电路结构，关断速度快，输出电流±400mA；可提供精密度为5V±1%的基准电压；开关频率范围100Hz~400KHz。

其内部结构主要包括基准电压源、欠压锁定电路、锯齿波振荡器、误差放大器等，如图1所示。

IR2110性能和结构IR2110是美国IR公司生产的高压、高速PMOSFET和IGBT的理想驱动器。

该芯片采用HVIC和闩锁抗干扰制造工艺，集成DIP、SOIC封装。

其主要特性包括：悬浮通道电源采用自举电路，其电压最高可达500V；功率器件栅极驱动电压范围10V~20V；输出电流峰值为2A; 逻辑电源范围5V~20V，而且逻辑电源地和功率地之间允许+5V的偏移量；带有下拉电阻的COMS施密特输入端，可以方便地与LSTTL和CMOS电平匹配；独立的低端和高端输入通道，具有欠电压同时锁定两通道功能; 两通道的匹配延时为10ns；开关通断延时小，分别为120ns和90ns;工作频率达500kHz。

其内部结构主要包括逻辑输入，电平转换及输出保护等，如图2所示。

IGBT 中频、超音频感应加热电源IGBT 中频、超音频感应加热电源
IPS 系列中频、超音频电源是清华大学自行研制的新产品，该电源的逆变电路采用新型大功率电力电子器件IGBT
简介：
IPS 系列中频、超音频电源是清华大学自行研制的新产品，该电源的逆变电路采用新型大功率电力电子器件IGBT。

本产品具有体积小，噪音低，整机效率高，维护方便等优点。

频率范围2.5kHz～100kHz。

最大功率可达
500kW，可完全替代高耗能的电子管式超音频电源，中频机组和晶闸管中频电源。

主要应用于金属热处理、热加工，如淬火、透热、熔化、焊接等。

特点：。

智能电网关键技术与智能化特征分析摘要：智能电网是电网发展中一种新前景，成为“全球工业与信息业的一次新产业革命、技术革命、管理革命”。

在我国，投入较大量的人力、物理等资源建设中国特色的智能电网，并以智能电网为基础制定出中国较好的电网现代化发展战略，是我国目前的奋斗目标，也是发展前景。

新的电力技术极具市场前景，而智能电网正能够适应当今市场发展的需求，因为智能电网是“可靠、安全、经济、高效、环境友好”的，智能电网逐渐成为现代电网的主流。

关键词：智能电网安全高效一、智能电网的概念及内涵特征智能电网（英语：smart grid、smart electric grid、或intelligent grid），以双向数字科技创建的输电网络，用来传送电力。

它可以侦测电力供应者的电力供应状况，与一般家庭用户的电力使用状况，来调整家电用品的耗电量，以此达到节约能源，降低损耗，增强电网可靠性的目的。

智能电网雏型是20世纪产生的，由一些中心发电机向大量用户传输电能的电网的简单升级。

在传统电网的基础上，电能的传输拓扑网络更加优化以满足更大范围的各种用电状况，如在用电量低的时段给电池充电，然后在高峰时反过来给电网提供电能。

智能电网包含了一个智能型电表基础建设（advanced metering infrastructure，ami），用于记录系统所有电能的流动。

通过智能电表（smart meter），它会随时监测电力使用的状况。

智能电网包括超导传输线以减少电能的传输损耗，还具有集成新能源，如风能，太阳能等的能力。

当电能便宜时，消费者可以开启某些家用电器，如洗碗机，工厂可以启动在任何时间段都可以进行的生产过程。

在电能需求的高峰期，它可以关闭一些非必要的用电器来降低需求。

其他的智能电网发展方向包括电网之故障侦测、判断、自动试送电等。

智能电网之最基础建设在于电网上的设备由人工在地监测，进化到遥测、遥控，再进化到自动判断调整控制。

二、智能电网的目标智能电网的目标是实现电网运行的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全。

高压直流断路器及其关键技术随着电力系统的不断发展，高压直流断路器在保护电力系统安全运行方面发挥着越来越重要的作用。

本文将详细介绍高压直流断路器的背景、概述、关键技术以及应用领域，帮助读者更好地了解这一重要技术。

高压直流断路器是直流输电系统中不可或缺的一部分，主要作用是在系统发生故障时迅速切断电流，保护电力系统免受损坏。

随着直流输电技术的广泛应用，高压直流断路器的性能和可靠性成为了影响整个电力系统安全运行的关键因素。

高压直流断路器是一种能够在大气压或更高电压下切断直流电流的开关设备。

其基本原理是通过强制换流或机械开关的断开来实现电流的切断。

高压直流断路器可以根据不同的分类标准进行划分。

根据操作性质，可分为电磁操作断路器和机械操作断路器；根据断口数量，可分为单断口断路器和多断口断路器。

每种类型的断路器都有其独特的特点和适用场合。

高压直流断路器广泛应用于电力系统的各个领域，如工业、商业和家用电器等。

在这些领域中，它扮演着保护电路和防止故障扩散的重要角色。

开关技术是高压直流断路器的核心，其性能直接影响到断路器的切断能力和可靠性。

目前，常用的开关技术包括真空开关、六氟化硫开关和金属氧化物电阻器等。

保护技术是高压直流断路器的另一个重要方面。

在系统发生故障时，保护技术可以迅速切断电流，防止故障扩大。

常用的保护技术包括电流保护、电压保护和功率保护等。

测量技术是高压直流断路器的重要组成部分，能够准确检测电路中的电流、电压和功率等参数。

常用的测量技术包括电流互感器、电压互感器和功率因数表等。

控制技术是高压直流断路器的关键之一，它能够控制断路器的操作和保护动作。

常用的控制技术包括继电器、接触器和微处理器等。

在工业应用领域中，高压直流断路器主要用于保护各种工业设备，如电机、变压器和电路等。

它还可以保护工业生产过程中的各种自动化设备和流水线。

在商业应用领域中，高压直流断路器主要用于保护各种商业设施的电路和设备，如写字楼、商场和酒店等。

新型电力电子器件在电力系统中的应用前景随着科技不断进步和社会经济的不断发展，电力系统的应用需求也越来越复杂。

为了满足这一需求，新型电力电子器件被广泛运用在电力系统中，提高了电力系统的安全性、可靠性和经济性，同时也促进了电力系统的可持续发展。

本文将介绍新型电力电子器件在电力系统中的应用前景。

一、交流光伏逆变器随着全球对可再生能源的投资不断增长，太阳能发电得到了广泛的应用和推广。

随着太阳能产业不断发展，交流光伏逆变器被广泛应用于户用和商用太阳能发电中。

交流光伏逆变器是一种用于将直流太阳能电池产生的电能变为交流电能的设备。

它采用了现代的电力电子技术，对太阳能板产生的直流电进行零压降变换，从而不需要通过变压器使其升压变频输出。

交流光伏逆变器的主要优点是其能大大提高太阳能发电系统的效率，同时也能降低电网的改造成本。

应用前景广阔。

二、高压直流输电器高压直流输电器可以使电力系统更加可靠、高效，同时也可以降低输电线路的损耗和占地面积。

与传统的输电方式相比，高压直流输电器具有更高的效率和更好的控制机制。

它是一种新型的电力转换器，能够将交流电转换为高压直流电，并通过受控的直流输电线路进行传输。

高压直流输电器在跨越长距离、交流电能输送过程中的电缆损耗和电力系统的容量限制都具有独特的优势。

三、有源电力滤波器电力滤波器已经成为电力系统中的一项重要技术，主要用于解决电力系统中的谐波问题和保护电力设备。

有源电力滤波器是一种新型的电力滤波器，其具有非常高的电力品质和电力调节能力。

它可以通过交叉直接制导电流来对电力设备中存在的光伏和谐波进行处理和调节，从而避免对电力系统中的设备和连接器造成不必要的损坏。

有源电力滤波器在保护电力系统和提高电力质量方面的能力是非常强大的。

四、电动汽车充电设备随着电动汽车的不断普及，其充电设备也成为电力系统中新的焦点。

电动汽车充电设备主要有两种类型：交流充电和直流充电。

交流充电是将交流电通过车载充电的交流电缆进行传输，而直流充电则是将直流电传输到车辆的电池中，以便快速充电。

13种常用的功率半导体器件介绍电力电子器件（Power Electronic Device），又称为功率半导体器件，用于电能变换和电能控制电路中的大功率（通常指电流为数十至数千安，电压为数百伏以上）电子器件。

可以分为半控型器件、全控型器件和不可控型器件，其中晶闸管为半控型器件，承受电压和电流容量在所有器件中最高；电力二极管为不可控器件，结构和原理简单，工作可靠；还可以分为电压驱动型器件和电流驱动型器件，其中GTO、GTR为电流驱动型器件，IGBT、电力MOSFET为电压驱动型器件。

1. MCT （MOS Control led Thyristor）：MOS控制晶闸管MCT 是一种新型MOS 与双极复合型器件。

如上图所示。

MCT是将MOSFET 的高阻抗、低驱动图MCT 的功率、快开关速度的特性与晶闸管的高压、大电流特型结合在一起，形成大功率、高压、快速全控型器件。

实质上MCT 是一个MOS 门极控制的晶闸管。

它可在门极上加一窄脉冲使其导通或关断，它由无数单胞并联而成。

它与GTR，MOSFET，IGBT，GTO 等器件相比，有如下优点：（1）电压高、电流容量大，阻断电压已达3 000V，峰值电流达1 000 A，最大可关断电流密度为6000kA/m2；（2）通态压降小、损耗小，通态压降约为11V；（3）极高的dv/dt和di/dt耐量，dv/dt已达20 kV/s ，di/dt为2 kA/s；（4）开关速度快，开关损耗小，开通时间约200ns，1 000 V 器件可在2 s 内关断；2. IGCT（Intergrated Gate Commutated Thyristors）IGCT 是在晶闸管技术的基础上结合IGBT 和GTO 等技术开发的新型器件，适用于高压大容量变频系统中，是一种用于巨型电力电子成套装置中的新型电力半导体器件。

IGCT 是将GTO 芯片与反并联二极管和门极驱动电路集成在一起，再与其门极驱动器在外围以低电感方式连接，结合了晶体管的稳定关断能力和晶闸管低通态损耗的优点。

集成门极换流晶闸管（IGCT）1.电力电子器件发展电力电子技术包括功率半导体器件与IC技术、功率变换技术及控制技术等几个方面，其中电力电子器件是电力电子技术的重要基础，也是电力电子技术发展的“机车’’。

现代电力电子技术无论对改造传统-t-业(电力机械、矿冶、交通、化工、轻纺等)，还是对高新技术产业(航天、激光、通信、机器人等)都至关重要，它已迅速发展成为一门独立学科领域。

它的应用领域几乎涉及到国民经济的各个工业部门，毫无疑问，它将成为21世纪重要关键技术之一。

电力电子器件是现代电力电子设备的核心。

它们以开关阵列的形式应用于电力变流器中，把相同频率或者不同频率的电能进行交流—直流(整流器)，直流一直流(斩波器)，直流一交流(逆变器)和交流一交流(变频器)变换。

这种开关模式的电力电子变换在与国民经济发展密切相关的关键科学技术中有着重要的应用。

首先，在节能和环保方面，电力电子变换在能源能量转换和能量输配过程中具有很高的效率，如果用很好的电力电子技术去转换，人类至少可节省约1／3的能源，而未来电力能源中的80％要经过电力电子设备的转换。

其次，在信息和通信技术中，通过开关模式的电力电子变化可以为计算机与通信设备提供稳定的可靠的电源。

此外，在交通运输中，电动汽车和电力机车的都和电力电子变换密切相关。

“一代器件决定一代电力电子技术。

’’现代电力电子技术基本上是随着电力电子器件的发展而发展起来的。

从1958年美国通用电气公司研制出世界上第一个工业用普通晶闸管开始，电能的变换和控制从旋转的变流机组和静止的离子变流器进入由电力电子器件构成的变流器时代，这标志着电力电子技术的诞生。

80年代末期和90年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件，标志着传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。

以功率器件为核心的现代电力电子装置，在整台装置中通常不超过总价值的20％'-'--30％，但是，它对提高装置的各项技术指标和技术性能，却起着十分重要的作用。

1引⾔ 在⼤功率电⼒电⼦器件应⽤中，IGBT 已取代GTR 或MOsF 龃成为主流。

⼼盯的优点在予输⼊阻抗⾼、开关损耗⼩、饱和压降低、通断速度快、热稳定性能好、耐⾼压且承受⼤电流、驱动电路简单。

⽬前，由妇BT 单元构成的功率模块在智能化⽅⾯得到了迅速发展，智能功率模块(IPM)不仅包括基本组合单元和驱动电路，还具有保护和报警功能。

IPM 以其完善的功能和⾼可靠性创造了很好的应⽤条件，利⽤IPM 的控制功能，与微处理器相结合，可⽅便地构成智能功率控制系统。

IGBT ⼀IPM 模块适⽤变频器、直流调速系统、DC—DC 变换器以及有源电⼒滤波器等，其中富⼠R 系列IGBT ⼀IPM 是应⽤较⼴泛的产品之⼀。

2 IGBll_IPM 的结构 IPM Ⅱ模块有6单元或7单元结构，⽤陶瓷基板作绝缘构造，基板可直接安装在散热器上，控制输⼊端为2.54m 标准单排封装，可⽤⼀个通⽤连接器直接与印刷电路板相连。

主电源输⼊(P ，N)、制动输出(B)及输出端(u ，v ，w)分别就近配置，主配线⽅便;主端⼦⽤M5螺钉，可实现电流传输。

IPM 的结构框图如图l 所⽰，其基本结构为IGBT 单元组成的三相桥臂;内含续流⼆极管、制动⽤IG 明和制动⽤续流⼆极管;内置驱动电路、保护电路和报警输出电路。

IPM 共有6个主回路端(P ，N ，B ，u ，v ，w)、16个控制端，其中vccu 、vccv 、vccw 分别为u 、v 、w 相上桥臂控制电源输⼊的+端，GNDU 、GNDV 、GNDW 分别为对应的⼀端;Vinu 、vinV 、vinW 分别为上桥臂u 、v 、w 相控制信号输⼊端，vcc 、GND 为下桥臂公⽤控制电源输⼊;vinX 、vinY 、vinZ 分别为下桥臂x 、Y 、z 相控制信号输⼊端;vinDB 为制动单元控制信号输⼊端;ALM 为保护电路动作时的报警信号输出端。

图1 IPM 结构框图 R 系列IGBT—IPM 产品包括：中容量600v 系列50A ～150A 、1200v 系列25A ～75A;⼤容量600v 系列200A ～300A 、1200v 系列100A ⼀150A 。