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常见的功率半导体器件有哪些(下

2020/8/20

  5、PEBB(PowerElectricBuildingBlock)

  电力电子积木PEBB(PowerElectricBuildingBlock)是在IPEM的基础上发展起来的可处理电能集成的器件或模块。PEBB并不是一种特定的半导体器件,它是依照的电路结构和系统结构设计的不同器件和技术的集成。典型的PEBB上图所示。虽然它看起来很像功率半导体模块,但PEBB除了包括功率半导体器件外,还包括门极驱动电路、电平转换、传感器、保护电路、电源和无源器件。PEBB有能量接口和通讯接口。通过这两种接口,几个PEBB可以组成电力电子系统。这些系统可以像小型的DC-DC转换器一样简单,也可以像大型的分布式电力系统那样复杂。一个系统中,PEBB的数量可以从一个到任意多个。多个PEBB模块一起工作可以完成电压转换、能量的储存和转换、阴抗匹配等系统级功能,PEBB最重要的特点就是其通用性。

  6、超大功率晶闸管

  晶闸管(SCR)自问世以来,其功率容量提高了近3000倍。现在许多国家已能稳定生产8kV/4kA的晶闸管。日本现在已投产8kV/4kA和6kV/6kA的光触发晶闸管(LTT)。美国和欧洲主要生产电触发晶闸管。近十几年来,由于自关断器件的飞速发展,晶闸管的应用领域有所缩小,但是,由于它的高电压、大电流特性,它在HVDC、静止无功补偿(SVC)、大功率直流电源及超大功率和高压变频调速应用方面仍占有十分重要的地位。预计在今后若干年内,晶闸管仍将在高电压、大电流应用场合得到继续发展。

  现在,许多生产商可提供额定开关功率36MVA(6kV/6kA)用的高压大电流GTO。传统GTO的典型的关断增量仅为3~5。GTO关断期间的不均匀性引起的“挤流效应”使其在关断期间dv/dt必须限制在500~1kV/μs。为此,人们不得不使用体积大、昂贵的吸收电路。另外它的门极驱动电路较复杂和要求较大的驱动功率。到目前为止,在高压(VBR》3.3kV)、大功率(0.5~20MVA)牵引、工业和电力逆变器中应用得最为普遍的是门控功率半导体器件。目前,GTO的研究水平为6in、6kV/6kA以及9kV/10kA。为了满足电力系统对1GVA以上的三相逆变功率电压源的需要,近期很有可能开发出10kA/12kV的GTO,并有可能解决30多个高压GTO串联的技术,可望使电力电子技术在电力系统中的应用方面再上一个台阶。

  7、脉冲功率闭合开关晶闸管

  该器件特别适用于传送极强的峰值功率(数MW)、极短的持续时间(数ns)的放电闭合开关应用场合,如:激光器、高强度照明、放电点火、电磁发射器和雷达调制器等。该器件能在数kV的高压下快速开通,不需要放电电极,具有很长的使用寿命,体积小、价格比较低,可望取代目前尚在应用的高压离子闸流管、引燃管、火花间隙开关或真空开关等。

  该器件独特的结构和工艺特点是:门-阴极周界很长并形成高度交织的结构,门极面积占芯片总面积的90%,而阴极面积仅占10%;基区空穴-电子寿命很长,门-阴极之间的水平距离小于一个扩散长度。上述两个结构特点确保了该器件在开通瞬间,阴极面积能得到100%的应用。此外,该器件的阴极电极采用较厚的金属层,可承受瞬时峰值电流。

  8、新型GTO器件-集成门极换流晶闸管

  当前已有两种常规GTO的替代品:高功率的IGBT模块、新型GTO派生器件-集成门极换流IGCT晶闸管。IGCT晶闸管是一种新型的大功率器件,与常规GTO晶闸管相比,它具有许多优良的特性,例如,不用缓冲电路能实现可靠关断、存贮时间短、开通能力强、关断门极电荷少和应用系统(包括所有器件和外围部件如阳极电抗器和缓冲电容器等)总的功率损耗低等。

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梁先生07:39:49
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