钢铁厂在开发和引进新工业技术方面一直发挥着主导作用。一些开创性的工艺创新现已进入实际实施阶段。其中包括世界“第一”,例如连铸带钢轧机,它将连铸机与热轧带钢工艺直接连接起来,以及连续热轧机,其中带钢被焊接在一起以形成无尽轧制工艺。正在积极开展小型轧机和在线带钢工艺 (ISP) 技术的研究,以缩小设备尺寸,以及 CALS 研究(在钢铁厂的背景下意味着以光速进行商业活动以及持续采购和生命周期支持),以降低工程和采购成本。电气产品负责在钢铁厂中执行监督、测量和控制功能,因此不仅在工厂运行中发挥着核心作用,而且在确保采用最新技术和提高产品质量方面也发挥着核心作用。三菱电机最近为钢铁厂推出的产品具有快速、高度兼容的控制系统和复杂功能的特点。灵敏而精确的传感器和先进的控制技术在完全自动化的过程中发挥着作用,其中监控和控制操作的集成电气、仪表和计算机 (EIC) 环境正在提高产品质量。K正在供应清洁、环保的电力来源,其功率因数为 1,高次谐波电流最小,并且交流主驱动系统基本无需维护,并且由于采用了门极可关断晶闸管 (GTO) 逆变器而提供高速响应。
基本功率电子设备:二极管,晶闸管,双极连接晶体管,金属 - 氧化物 - 氧化物 - 高症导体效应晶体管,绝缘栅极双极晶体管,超级电容器。电源开关,驾驶员电路,电压和当前传感机制的特征,数据表。Power Converters Control : Steady state converter analysis, Steady state modeling of the power converters, DC transformer model, loss modeling, Dynamic modeling of the power converters, AC modeling of converters, state-space averaging, Linearization, Designing of the close loop control of a power converter, Transfer functions and frequency domain analysis, Extra Element Theorem, Pulse Width Modulation (PWM) control of power converters SPWM, SVPWM etc.,控制器的模拟和数字实现,应用于电力电子转换器的高级分析和控制技术。DC/DC转换器:DC – DC转换器的基本原理,降压(BUCK)转换器,升压(Boost)转换器,降压式转换器,孤立的DC – DC转换器,四方次DC – DC – DC转换器,反馈控制设计,电压模式和电流模式控制。整流器和逆变器:单相和三相二极管整流器,多相二极管整流器,主动前端整流器,整流器回路中的过滤系统,高频二极管二极管电路。单相和三相电压源逆变器,当前源逆变器,逆变器的闭环操作,逆变器的再生,多阶段逆变器。实验室工作:开放环和闭环,PWM控制技术,驾驶员电路的设计等,DC-DC和AC-DC单向和双向转换器的建模和仿真等。
C L1 平衡-不平衡线圈 33.7 34.1 33.8 12.5 12.8 13.5 L2 平衡-不平衡线圈 33.5 31.6 31.8 12.7 12.3 13.1 L31 扼流圈 43.8 46.1 45.0 29.4 30.3 30.4 L51 扼流圈 69.9 70.6 68.2 23.7 23.8 23.9 T21 传输脉冲 37.2 38.2 36.7 23.1 24.4 24.6 T32 传输脉冲 46.2 45.9 44.2 20.2 20.6 20.8 D1 桥式二极管 33.6 36.0 36.2 16.6 17.4 18.2 D2 LLD 34.2 37.3 36.2 15.3 17.5 17.8 D51~D52 SBD 48.2 43.1 40.8 20.7 18.9 18.8 D53~D54 SBD 55.3 51.8 50.0 24.2 23.0 23.2 Q1~Q2 MOS管 40.4 41.6 41.2 19.0 20.4 21.0 Q31~Q32 MOS管 45.8 45.8 45.0 25.0 25.2 25.3 SR1晶闸管 39.1 41.8 41.8 17.4 19.7 20.2 A102 芯片 IC 28.7 30.2 30.1 18.7 20.9 21.3 A152 芯片 IC 29.9 31.1 30.2 21.1 22.3 22.5 A351 芯片 IC 30.0 29.7 29.0 20.1 21.0 21.7 C12 电容量 19.4 20.3 19.7 11.2 12.5 12.8 C13 电容量 11.3 11.5 11.3 3.7 4.4 4.9 C51 电容量 33.5 34.2 32.5 13.8 14.4 14.8 C52 电容量23.1 23.7 23.0 11.0 12.0 12.1 C53 E.CAP。 24.3 24.2 23.8 11.2 11.8 11.8 C54 E CAP。 29.8 31.1 29.0 12.8 13.3 13.3
C L1 平衡-不平衡线圈 33.7 34.1 33.8 12.5 12.8 13.5 L2 平衡-不平衡线圈 33.5 31.6 31.8 12.7 12.3 13.1 L31 扼流圈 43.8 46.1 45.0 29.4 30.3 30.4 L51 扼流圈 69.9 70.6 68.2 23.7 23.8 23.9 T21 传输脉冲 37.2 38.2 36.7 23.1 24.4 24.6 T32 传输脉冲 46.2 45.9 44.2 20.2 20.6 20.8 D1 桥式二极管 33.6 36.0 36.2 16.6 17.4 18.2 D2 LLD 34.2 37.3 36.2 15.3 17.5 17.8 D51~D52 SBD 48.2 43.1 40.8 20.7 18.9 18.8 D53~D54 SBD 55.3 51.8 50.0 24.2 23.0 23.2 Q1~Q2 MOS管 40.4 41.6 41.2 19.0 20.4 21.0 Q31~Q32 MOS管 45.8 45.8 45.0 25.0 25.2 25.3 SR1晶闸管 39.1 41.8 41.8 17.4 19.7 20.2 A102 芯片 IC 28.7 30.2 30.1 18.7 20.9 21.3 A152 芯片 IC 29.9 31.1 30.2 21.1 22.3 22.5 A351 芯片 IC 30.0 29.7 29.0 20.1 21.0 21.7 C12 电容量 19.4 20.3 19.7 11.2 12.5 12.8 C13 电容量 11.3 11.5 11.3 3.7 4.4 4.9 C51 电容量 33.5 34.2 32.5 13.8 14.4 14.8 C52 电容量23.1 23.7 23.0 11.0 12.0 12.1 C53 E.CAP。 24.3 24.2 23.8 11.2 11.8 11.8 C54 E CAP。 29.8 31.1 29.0 12.8 13.3 13.3
C L1 平衡-不平衡线圈 33.7 34.1 33.8 12.5 12.8 13.5 L2 平衡-不平衡线圈 33.5 31.6 31.8 12.7 12.3 13.1 L31 扼流圈 43.8 46.1 45.0 29.4 30.3 30.4 L51 扼流圈 69.9 70.6 68.2 23.7 23.8 23.9 T21 传输脉冲 37.2 38.2 36.7 23.1 24.4 24.6 T32 传输脉冲 46.2 45.9 44.2 20.2 20.6 20.8 D1 桥式二极管 33.6 36.0 36.2 16.6 17.4 18.2 D2 LLD 34.2 37.3 36.2 15.3 17.5 17.8 D51~D52 SBD 48.2 43.1 40.8 20.7 18.9 18.8 D53~D54 SBD 55.3 51.8 50.0 24.2 23.0 23.2 Q1~Q2 MOS管 40.4 41.6 41.2 19.0 20.4 21.0 Q31~Q32 MOS管 45.8 45.8 45.0 25.0 25.2 25.3 SR1晶闸管 39.1 41.8 41.8 17.4 19.7 20.2 A102 芯片 IC 28.7 30.2 30.1 18.7 20.9 21.3 A152 芯片 IC 29.9 31.1 30.2 21.1 22.3 22.5 A351 芯片 IC 30.0 29.7 29.0 20.1 21.0 21.7 C12 电容量 19.4 20.3 19.7 11.2 12.5 12.8 C13 电容量 11.3 11.5 11.3 3.7 4.4 4.9 C51 电容量 33.5 34.2 32.5 13.8 14.4 14.8 C52 电容量23.1 23.7 23.0 11.0 12.0 12.1 C53 E.CAP。 24.3 24.2 23.8 11.2 11.8 11.8 C54 E CAP。 29.8 31.1 29.0 12.8 13.3 13.3
C L1 平衡-不平衡线圈 33.7 34.1 33.8 12.5 12.8 13.5 L2 平衡-不平衡线圈 33.5 31.6 31.8 12.7 12.3 13.1 L31 扼流圈 43.8 46.1 45.0 29.4 30.3 30.4 L51 扼流圈 69.9 70.6 68.2 23.7 23.8 23.9 T21 传输脉冲 37.2 38.2 36.7 23.1 24.4 24.6 T32 传输脉冲 46.2 45.9 44.2 20.2 20.6 20.8 D1 桥式二极管 33.6 36.0 36.2 16.6 17.4 18.2 D2 LLD 34.2 37.3 36.2 15.3 17.5 17.8 D51~D52 SBD 48.2 43.1 40.8 20.7 18.9 18.8 D53~D54 SBD 55.3 51.8 50.0 24.2 23.0 23.2 Q1~Q2 MOS管 40.4 41.6 41.2 19.0 20.4 21.0 Q31~Q32 MOS管 45.8 45.8 45.0 25.0 25.2 25.3 SR1晶闸管 39.1 41.8 41.8 17.4 19.7 20.2 A102 芯片 IC 28.7 30.2 30.1 18.7 20.9 21.3 A152 芯片 IC 29.9 31.1 30.2 21.1 22.3 22.5 A351 芯片 IC 30.0 29.7 29.0 20.1 21.0 21.7 C12 电容量 19.4 20.3 19.7 11.2 12.5 12.8 C13 电容量 11.3 11.5 11.3 3.7 4.4 4.9 C51 电容量 33.5 34.2 32.5 13.8 14.4 14.8 C52 电容量23.1 23.7 23.0 11.0 12.0 12.1 C53 E.CAP。 24.3 24.2 23.8 11.2 11.8 11.8 C54 E CAP。 29.8 31.1 29.0 12.8 13.3 13.3
注:T J 为元件的最大额定结温。> (T J -10) o C (T J -50) o C 至 (T J -10) o C < (T J -50) o C 其他类型 > (T J -10) o C (T J -50) o C 至 (T J -10) o C < (T J -50) o C 三端双向可控硅类型 > (T J -10) o C (T J -50) o C 至 (T J -10) o C < (T J -50) o C 晶闸管/SCR 类型 > (T J -10) o C (T J -50) o C 至 (T J -10) o C < (T J -50) o C 齐纳型二极管 > (T J -10) o C (T J -50) o C 至 (T J -10) o C < (T J -50) o C 电压参考>(T J -10)O C(T J -50)O C至(T J -10)O C <(T J -50)O C瞬时抑制器>(T J -10)O C(T J -50)O C TO(T J -10)O C <(T J -10)O C <(T J -50)O C Power Rectifier>(T J -10)O C(T J -10)O C(T J -10)O C(T J -50) >(T J -10)O C(T J -50)O C至(T J -10)O C <(T J -50)O C小信号二极管>(T J -10)O C(T J -50)O C(T J -50)O C TO(T J -10)O C <(T J -50)O C <(T J -50)O C Transistors>(T J -50) -10) o C (T J -50) o C 至 (T J -10) o C < (T J -50) o C FET
DOI: 10.5281/zenodo.3591592 CZU 62-83:621.38 电力电子设备的未来趋势 Titu-Marius I. Băjenescu,ORCID ID:0000-0002-9371-6766 瑞士技术协会,瑞士电子集团 tmbajenesco@gmail.com 收稿日期:2019 年 10 月 16 日 接受日期:2019 年 2 月 12 日 摘要。半导体技术的最新进步以及电力电子器件在电能不同领域(特别是航空、运输和配电网络应用)日益增长的需求,对高频、高电压、高温和高电流密度等新规范提出了要求。所有这些都促进了电力设备的强劲发展。为此,应开发低电阻率薄膜的分离技术以及厚膜生长技术,包括绝缘晶片上的热丝 CVD。本文概述了半导体制造的发展、当前应用和前景。关键词:GaN、SiC、Si vs SiC、IGBT、MOSFET、HEMT、HFET、FET、金刚石功率器件。简介半导体的历史悠久而复杂。表 1 显示了功率半导体器件发展的时间表。在 1950 年代,晶闸管或可控硅整流器 (SCR) 是数百伏固态电力电子的唯一选择。随着技术的进一步发展,JFET、功率 MOSFET 和 IGBT 等新器件问世,它们的性能得到了极大提高,额定电压和电流也更高。现在,在 21 世纪,宽带隙 (WBG) 半导体是高性能电力电子趋势中的最新产品。电力电子技术是一项复杂的跨学科技术,从事该领域的研究需要具备电气工程及其他领域的综合背景。器件研究极其重要,因为该领域的发展从根本上引发了现代电力电子革命。目前硅和宽带隙 (WBG) 功率半导体(图 1、2、3、4)的研发趋势将持续下去,直到功率器件特性和额定值得到显著改善,接近理想的转换。自宽带隙电力电子技术问世以来,器件评论迎来了第二波流行,涵盖了 SiC、GaN 等材料,也许还包括钻石(但程度较小)。很明显,在不久的将来,SiC(而不是 GaN)将成为所选市场的主要 WBG 功率器件材料。宽带隙半导体是半导体材料的一个子类,其带隙大于 Si,通常在 2 到 4 电子伏 (eV) 之间。