•电源柜,最多包括六个4KVA功率模块•可选的单相或三相输入电源配置•可换盘的功率模块减少平均时间到修复(MTTR)•使用最新的IGBT设备和PWM技术制造,以使用DSP(数字信号处理器)的运行(数字型)输出(纯SINGER/ PWM)的运算(•数字流程)的运算(•数字式)输出(纯SINDER)的输出(纯SINDER),•纯SINER/ SUPERION OUTION(数字)输出(纯SIDER),•纯净的输出/纯净输出/ Non-Maintained) • No-break load transfer for use with discharge lamps • Deep discharge battery protection • Battery reverse polarity protection • Battery short circuit protection • Front access for all maintenance and repair • 10min, 1 hour & 3 hour battery test key-switch • Battery discharge management, auto-transfer between floating and equalisation charging with optional temperature compensation • Inverter modules automatically share the input and output current, and battery charge/discharge current • Multiple communication options RS232, RS485,用于本地和远程通信的TCP/IP适配器•符合BS EN50171。
1. 了解各种电力半导体器件和开关电路的基本操作。 2. 分析和设计 PWM 转换器的变压器 3. 学习开关电源的原理和操作。 4. 学习和分析不间断电源和其他电源 单元 1:电力半导体器件 GTO、功率 BJT、功率 MOSFET、IGBT、MCT 等电力器件的一般特性。 单元 2:变压器设计基础、磁芯材料的选择、绝缘材料和电线、脉冲变压器的设计方法、高频变压器、PWM 转换器的变压器设计。 单元 3:线圈基础、磁芯材料的选择、绝缘材料和电线、工频、射频和高频电感器的设计。 单元 4:开关电源基本调节器、降压、升压、降压升压、派生拓扑、反激式、正向式、推挽式、半桥和全桥转换器、特殊转换器(如 Cuk' 转换器)、PWM 控制技术、PWM 控制研究
摘要 — 本文介绍了商用碳化硅 (SiC) MOSFET 器件在高漏源电压下重复性短路应力下的短路 (SC) 性能。研究了两种方案来评估栅源电压 (V GS ) 去极化和短路持续时间 (T SC ) 减少的影响。V GS 去极化可降低功率密度,并允许在增加短路持续时间 T SCmax 的情况下保持安全故障模式 (FTO:开路故障)。结果表明,SiC MOSFET V GS 去极化不会降低 T SCmax 下的短路循环能力。但是,使用 V GS 去极化可以使性能接近 IGBT 稳健性水平,在 T SC =10 µ s 下循环近 1000 次。短路测试期间芯片温度变化的模拟表明,性能下降仍然归因于短路循环期间结温 (TJ ) 的升高,这导致顶部 Al 融合,从而导致厚氧化物中出现裂纹。
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。
大多数替代能源(如太阳能和风能系统)的输出必须在频率、形式和水平上进行调整,以符合最终客户的电气规格。这种转换过程的核心是替代能源系统中实施和集成的电力电子电路。例如,光伏系统的输出电压必须从 DC(直流)形式转换为 AC(交流)形式。这种转换是通过由二极管和 IGBT(绝缘栅双极晶体管)等电力电子开关构建的逆变器实现的。图 1 显示了带有所需逆变器的光伏系统的简化拓扑。再举一个例子,风能系统中使用的同步发电机的输出电压必须经过两个转换过程。首先,必须对交流发电机的输出电压进行整流,以克服该电压频率变化的问题。其次,必须对整流后的电压进行逆变,以适应负载的电气规格。如果没有电力电子电路,这两个转换过程都无法实现。
4 Recent Advances in Power Semiconductor Technology 69 4.1 Introduction 69 4.2 Silicon Power Transistors 70 4.2.1 Power MOSFETs 71 4.2.2 IGBTs 72 4.2.3 High-Power Devices 75 4.3 Overview of SiC Transistor Designs 75 4.3.1 SiC JFET 76 4.3.2 Bipolar Transistor in SiC 77 4.3.3 SiC MOSFET 78 4.3.4 SiC IGBT 79 4.3.5 SiC Power Modules 79 4.4 Gate and Base Drivers for SiC Devices 80 4.4.1 Gate Drivers for Normally-on JFETs 80 4.4.2 Base Drivers for SiC BJTs 84 4.4.3 Gate Drivers for Normally-off JFETs 87 4.4.4 Gate Drivers for SiC MOSFETs 88 4.5 Parallel Connection of Transistors 89 4.6 Overview of Applications 97 4.6.1光伏98 4.6.2 AC驱动器99 4.6.3混合和插件电动汽车99 4.6.4高功率应用99 4.7硝酸盐晶体管100 4.8摘要102参考文献102
摘要 ABB 露天采矿部门提出了一种现代化的解决方案,用于改造铲式挖掘机的电力驱动和自动化系统。该解决方案基于 10 多年的变速驱动应用经验,以及德国和其他一些国家/地区的许多交流驱动参考项目。这里介绍的项目涉及 Bucyrus-Erie 295BII 铲式挖掘机,是与墨西哥的一家铁矿(由 Peña Colorada 公司所有)合作开发的,是 IGBT 技术交流驱动在这种类型的挖掘机上的首次应用之一。所有主驱动器都配备了模块化结构的变频器。安装的开关设备经过特殊测试,以适应非常恶劣的采矿环境。改造涵盖电机、变流器系统、驱动控制和诊断工具。电机已完全检修,具有高电气强度的绕组。变流器系统为标准重型类型,并已针对该项目进行了特别调整。功能强大的 AC 80 Advant 控制器已集成到现有设备中,并且已创建了实用的人机界面以用于诊断目的。调试两周后,该设备又进行了 10 天的试运行,并且自 1999 年 9 月以来一直处于永久运行状态。客户特别强调挖掘机的高可用性,这需要高效的服务系统。ABB 拥有当地服务机构和制造商热线,全年每天 24 小时提供服务。节省成本 任务是安装具有最佳效率的最先进的驱动系统。带有 IGBT 变频器和鼠笼式电动机的交流驱动器可满足该要求。驱动系统的总效率可达到约 93.5%,即电动机(95%)和变频器(98%)的单独效率之和。与旧系统相比,这代表着可观的节能效果。系统性能 ABB 是唯一一家提供低压变频器的供应商,其范围广泛,从 2.2 到 4300 kW,电压为 380 – 830 V。变频器的尺寸可承受重载范围内的极高过载,这对于铲式挖掘机来说是一项特殊的资产。工作周期(加速速度)甚至可以进一步优化,这取决于机器机械部件的状况和极限。标准版本设计用于以下过载: 150% 负载工作周期(每 240 秒 60 秒) 200% 负载工作周期(每 50 秒 10 秒) 另一个特点是 ABB 的 DTC(直接扭矩控制),它提供 16 µs 的非常快的控制周期,并且即使在满载铲车的情况下也能产生高加速度。
随着使用可再生能源来产生动力的需求增加,能源存储和将储能设备与网格接触已成为一个重大挑战。使用电池存储的能源最适合可再生能源,例如太阳能,风。双向DC-DC转换器为电池充电和放电提供了所需的双向功率流。转换器的占空比控制电池的充电状态和电流方向的充电状态。在本文中,设计和模拟了非分散的双向DC-DC转换器,以在电池中存储并与DC网格接口。白天从太阳能电池板中提取的功率用于通过在降压模式下运行的DC-DC转换器来为电池充电,而当太阳能无法使用时,电池通过以Boost模式运行的转换器为DC负载提供电源。模拟的非分离功率转换器拓扑是无变压器,简单,低成本,重量轻,并且比隔离的BDC具有更好的效率和高可靠性。这些转换器在高功率应用中是首选。它使用MOSFET或IGBT等双向开关。模拟是在MATLAB/SIMULINK中完成的。
ARR 年收入要求 BPA 博纳维尔电力管理局 CREZ 竞争性可再生能源区 DCRF 折旧资本回收率 DOE 美国能源部 EIA 能源信息署 ERCOT 德克萨斯州电力可靠性委员会 EUE 预期未服务能源 FERC 美国联邦能源管理委员会 GW 吉瓦 HVAC 高压交流电 HVDC 高压直流电 IGBT 绝缘栅双极晶体管 IREZ 跨区域可再生能源区 ISO-NE 新英格兰独立系统运营商 kV 千伏 LCC 线路换向转换器 LCOE 平准化能源成本 LMP 位置边际价格 MISO 中大陆独立系统运营商 MOSFET 金属氧化物半导体场效应晶体管 MW 兆瓦 MWh 兆瓦时 NOPR 拟议规则制定通知 NREL 国家可再生能源实验室 NTP 研究 国家输电规划研究 NYISO 纽约独立系统运营商 PJM PJM 互连 ROW 通行权 SPP 西南电力池 VSC 电压源转换器 WECC 西部电力协调委员会WEIM 西部能源不平衡市场
摘要:本文介绍了一种用于电网连接应用的三相多电平多输入功率转换器拓扑。它包含一个三相变压器,该变压器在初级侧以开端绕组配置运行。因此,初级绕组的一侧由三相 N 电平中性点钳位逆变器供电,另一侧由辅助两电平逆变器供电。所提方法的一个关键特点是 N 电平逆变器能够独立管理 N - 1 个输入电源,从而避免了在混合多源系统中需要额外的直流/直流功率转换器。此外,它还可以管理连接到两电平逆变器直流总线的储能系统。 N 级逆变器以低开关频率运行,可配备导通压降极低的绝缘栅双极晶体管 (IGBT) 器件,而辅助逆变器则根据传统的高频两级脉冲宽度调制 (PWM) 技术以低压运行,可配备导通电阻极低的金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET) 器件。模拟和实验结果证实了所提方法的有效性及其在电网电流谐波含量和整体效率方面的良好性能。
