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ups电源高频功率电力电子器件|ups电源厂家联系方式

来源:UPS电源 发布时间:05/06/2022 浏览次数:
ups电源高频功率电力电子器件,ups电源高频功率开关管ups电源开关电源的核心部分是DC/DC高频变换器,它由高频半导体器件和PWM或谐振技术来完成高频变换任务。20世纪70年代,开关电源的工作频率多为20kHz,开关管采用双极型功率晶体管,输出功率一般在千瓦以下,这是由于双极型功率晶体管有存储时间效应的缺点,限制了开关速度,以及某些技术上的原因所致。ups电源由于这种管子具有驱动功率小、开关速度快、易扩容、没热崩和二次击穿现象等优点,受到了极大重视,使得VMOS管的生产和应用得到迅速发展。元器件,所产生高频开关电源工作频率以40kHz~100kHz为主流,单个模块输出容量可达48V/100A。ups电源能够适应各类开关电源控制要求的集成器应时而生,并迅速发展,功能越来越完善,外围原件越来越少,集成化水平越来越高,使得开关电源的成本日趋降低,生产和调试更为简化。
采用谐振变换技术,生产出48V/200A开关电源,工作频率最高时达450kHz,从功率容量、指标、体积、质量等方面,目前都称得上是新一代大功率开关电源。由于IBGT和VMOS管具有多种优点,并在多种领域内得到了广泛应用,下面将对两种晶体管的特点及组合给以简要介绍。ups电源的主要优点
(1)具有极高的输入阻抗。VMOS管是电压控制器件,栅极和源极间由SiO。层绝缘,直流电阻非常大,达10°0~10"1,流过的漏电流极小,基本上不需要驱动功率,驱动电流一般在0.1μA,输出电流可达数十安培。而双极型品体管是电流控制器件,要得到所需要的集电极电流,必须保证相应的基极电流:4=1./。实际工作中,VMOS管的激励电流就是对栅源输入电容的充电电流。一般10A的管子输入电容C=500pF激励电流很小,所以驱动电路可极大地简化。
(2)开关速度高、高频特性好。不像双极性晶体管那样,存在着少量的存储延迟时间,VMOS管开关时间基本上取决于器件本身的输入电阻和输入电容。一般VMOS管开关时间为10ns-100ns,比双极型功率器件要快得多,可极大地减少开关损耗,提高工作频率。
(3)线性好、失真小。由于VMOS管的沟道为1um~2μm,当栅源电压Us上升到一定值后,跨导g。为恒定值,不随电流的大小而改变,具有高度的线性,因此,信号经过放大后失真很小。
(4)不存在二次击穿现象。对于双极型功率器件来说,为了防止二次击穿,管子的功耗必须在安全工作区间曲线所规定的工作范围之内,在高电压下工作时,必须减少额定功率来应用。而VMOS管电流的温度系数为负值,不存在局部热源集中现象,所以,避免了二次击穿,具有一个稳定的安全工作区间。
(5)多管并联,可扩大输出容量。VOMS管的漏源电流呈负温度特性,例如,某管芯电流增加时,其工作温度随之升高而电阻增大,进而限制了电流的增大。因而,具有很好的电流自动调节能力和均匀的温度分布能力,不会造成热集中,所以,VMOS管可多只并联,扩大输出容量,不需要加均流电阻等。

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ups电源器件的缺点是:开关输出脉冲后沿有约1ps长的电流拖尾现象,不但限制了工作效率,且造成一定的开关损耗,一般IGBT器件的工作频率在30kHz以下。目前,发达国家已研制出高速1GBT,而且已经应用在很多领域,工作频率可做到60kHz,甚至更高。如果采用电路软开关技术,便可以克服拖尾电流,使开关频率大幅度提高。由于市场需求的推动,IGBT模块更新换代非常快,IGBT的第三代的饱合压降和导通损耗分别是第一代的65%和60%,并实现超快软恢复特性,600V级T。=110ns,这对提高开关速度、降低开关损耗有利,能经受10倍额定电流的冲击10ps,封装体积缩小了40%,达94mm×48mm×30mm。ups电源由于VMOS管和IGBT管是电压控制器件,驱动功率很小,因此可采用TTL、CMOS、线性集成电路直接驱动,也可以采用脉冲变压器耦合及其他多种驱动。采用TTL和CMOS集成电路驱动时,为了减小开关上升和下降时间,往往在TTL或CMOS集成电路与VMOS(或IGBT)管之间加射极跟随器。主电路形式及控制方式不同,应选用不同的驱动方式。ups电源从而造成很大通态损耗。IGBT管因关断后电流的拖尾现象,关断损耗也不可忽视,若将VMOS管和IGBT管组合应用,便可克服它们损耗大的缺点。VMOS管和IGBT管并联应用如图3-31(a)所示。并联开关在导通过程中只需IGBT管起作用,导通损耗小,而在关断过程中只需VMOS管起作用,关断损耗小。因此并联开关的总损耗小于单独采用VMOS管和IGBT管。ups电源在控制信号前沿到来时,两管同时导通,因VMOS管比IG-BT管导通电阻大,大部分工作电流流经ICBT管。在并联开关进入关断过程,由于关断延迟电路作用,在延迟时间T。(lμs~1.5μs)内,VMOS管仍继续导通,而IGBT已关断,仅存在拖尾电流。在T。之后,IGBT完全关断,电流全部通过VMOS管。在控制信号下降沿到来时,VMOS管关断,关断开关工作波形图如图3-31(b)所示。


ups电源功率变换的核心所要做的全部工作,只要给这个系统添加外围部件,就成了一台指定的功率变换装置。如果用分立部件组装一台同样的装置,无疑在体积、成本、可靠性、生产周期等方面都不能与前者相比。ups电源高频整流管及高频电解电容器,由于普通整流二极管在高频反向恢复时间长和正向压降大,因而反向恢复时间短(可达50ns)和正向压降小(100V下可达0.35V)的肖特基二极管。肖特基二极管无需加均流电阻,可通过并联扩容。
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ups电源使用的普通铝或钮电解电容器,在10kHz以上的高频使用时,由于寄生参量的作用,随着频率的提高而容量下降,不能用于滤波,必须在结构上做一些改进,如采用所谓四端电解电容器。较好的办法是采用聚丙烯电介质电容器,这种电容器适用频率范围和温度范围宽。
在0Hz~100kHz频率范围内,电容器的额定值仅降5%。在+25℃~-40℃范围内,电容器的额定值仅降9%。实践表明,作为滤波时,其抑制纹波能力要比铝电解电容器强3倍~10倍,因而可用小容量的聚丙乙烯电容器代替大容量的铝电解电容器。


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