Современные и перспективные приборы силовой электроники

На сегодня среди всех типов приборов силовой электроники доминируют два типа: полевые и биполярные транзисторы с изолированным затвором (MOSFET и IGBT) и интегрированные структуры на их основе — силовые интегральные схемы и гибридные модули. Традиционные приборы, с которых начиналась силовая электроника: тиристоры (SCR), включая запираемые (GTO), биполярные транзисторы (ВРТ), в последние годы все больше и больше вытесняются приборами с полевым управлением и в ближайшее время будут находить применение только в областях, где параметр «коммутируемая мощность/ цена» является определяющим: для ВРТ — ключевые источники питания (SMPS), для SCR и триаков — бытовая аппаратура.

Выпрямительные диоды

Предельные характеристики на сегодняшний день для выпрямительных диодов составляют 10 кВ/8 кА. Совершенно очевидно, что выпрямительные диоды будут занимать существенную часть в большинстве силовых электронных систем также и в будущем. И хотя это достаточно проработанный класс приборов силовой электроники, их развитие будет непрерывно продолжаться.

Быстровосстанавливающиеся диоды

В последние годы замедлился быстрый прогресс улучшения характеристик быстровосстанавливающихся диодов (на базе кремния). Текущее состояние и возможности быстровосстанавливающихся диодов (БВД) определяют «канавочные»

(траншейные — trench') структуры, ячеистые pin-диоды Шоттки, технологии облучения для уменьшения времени жизни и регулирования эффективности эмиттера. Предельное блокирующее напряжение для БВД составляет 6,5 кВ, в ближайшее время ожидается появление БВД на 8 кВ. Быстровосстанавли-вающиеся диоды, произведенные из других материалов, существуют уже несколько лет. Диоды из арсенида галлия (GaAs) заняли свою специфическую нишу на рынке и будут оставаться там. Силовые диоды из карбида кремния (SiC) только выходят на рынок, но могут стать доминирующими для высокочастотных (и высокотемпературных) применений, если будут решены проблемы получения исходного материала. В настоящее время на рынке есть SiC диоды (Шоттки) на напряжения до 1200 В и токи до 20 А. В ближайшее время ожидается промышленное производство SiC-БВД на 2500 В/100 А, а к концу десятилетия — 5 кВ/200 А. К концу десятилетия возможно также появление БВД на основе GaN и алмазных пленок.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >