Leictreonaic Cumhachta agus Bainistíocht Cumhachta

Cruthaíodh leictreonaic chumhachta sna 1970idí. Roimhe seo, thug daoine teicneolaíocht reatha inathraithe, nó teicneolaíocht tiontaithe cumhachta air. Forbraítear í ón teicneolaíocht cheartaithe sna 1940idí agus sna 1950idí. Go luath sa tionscal seo, tá Xí' Institiúid Taighde Rectifier, monarchana ceartaithe móra ar fud na tíre, an International Rectifier Company sna Stáit Aontaithe, agus mar sin de. Is é réamhtheachtaí Xi' Institiúid Taighde Rectifier, Saotharlann Taighde Leathsheoltóra na hInstitiúide Taighde ar Threalamh Leictreach san Aireacht Innealra an t-aonad is luaithe atá ag gabháil do leathsheoltóirí cumhachta sa tSín. Meastar gurb í an International Rectifier Company, a bunaíodh i 1947, an chuideachta leathsheoltóra is luaithe sna Stáit Aontaithe. Nuair a fhorbraíonn an thyristor ina theaghlach mór, nuair a fhorbraítear roinnt feistí a bhfuil am cas gairid acu nó atá furasta a mhúchadh de réir a chéile, ardaíonn feidhmchlár an inverter de réir a chéile go dtí an feidhmchlár ceannasach. Ag an am seo, mhol an pobal acadúil gur chóir go mbeadh disciplín nua ann chun an fhorbairt seo a rangú. Mar sin tá leictreonaic chumhachta ann i gcoibhneas le leictreonaic faisnéise. Pléann an chéad cheann le faisnéis agus déileálann an dara ceann le cumhacht. Tugadh isteach níos mó teoiric rialaithe uathoibríoch agus teicneolaíocht leictreonach nua san ábhar seo. Ag an am sin, dhírigh treo an fheidhmchláir ar fheidhmeanna tionsclaíocha, tarraing feithiclí agus córais chumhachta, agus mar sin tá imní ar dhaoine faoi fhorbairt treo ardchumhachta. Mar shampla, cé gur úsáideadh thyristors déthaobhacha go forleathan i bhfearais tí, chuir an tSín glas fós ar fhorbairt thyristors déthaobhacha i dtreo feidhmchlár tionsclaíoch sna 1970idí. Ina dhiaidh sin, níor fhorbair sé ina thyristor déthaobhach d’fhearais tí. Maidir le leathsheoltóirí ardchumhachta, ní raibh an bhearna idir an tSín agus tíortha iasachta an-mhór. Mar gheall ar riachtanais ollmhóra bonneagair na Síne' s, i gcomparáid le tíortha iasachta, tá níos mó úsáidí ag feistí leathsheoltóra ardchumhachta ag an bpointe seo. Le blianta beaga anuas, tugadh isteach roinnt mórthionscadal, rud a ghiorraigh an bhearna le tíortha iasachta a thuilleadh. Is gné é seo d’fhorbairt leictreonaic chumhachta. B’fhéidir gur gné mhór í freisin a raibh tábhacht ag baint le Cumann Leictreonaic Cumhachta mo thíre i gcónaí. Tar éis ardú na bhfeistí de chineál MOS go luath sna 1980idí, tar éis níos mó ná deich mbliana forbartha, tá níos mó réimsí eile clúdaithe ag leictreonaic chumhachta, mar shampla an tionscal 4C (Cumarsáid, Ríomhaire, Fearais leictreacha Tomhaltóirí, Gluaisteáin). Ag an am seo, is lú an bhéim a chuirtear ar chur chun cinn a teicneolaíochta ar mhéid na cumhachta, ach díríonn sé ar fhoinsí cumhachta níos éifeachtaí, beaga agus éadroma a sholáthar do na tionscail seo. Má deirimid go gcuireann leictreonaic chumhachta ardchumhachta béim ar an gcóras forghníomhaithe, leagann leictreonaic chumhachta ísealchumhachta béim ar sholáthar cumhachta. Má dhéantar micreaileictreonaic a chur i gcomparáid leis an inchinn, leagann an leictreonaic mhór chumhachta béim ar ról na lámha agus na gcosa, agus leagann an leictreonaic bheagchumhachta béim ar ról an chroí. Is cinnte go dtabharfaidh Cumann Soláthair Cumhachta ár dtíre níos mó airde ar ról an dara ceann. Ach baineann an dá cheann le leictreonaic chumhachta. Creidim go mbeidh cúram ar an dá chumann faoi fhorbairt leictreonaice cumhachta in dhá ghné. Go hachomair, is forbairt fiche bliain í ar thyristors éagsúla, a leag bunsraith dhaingean d’fhorbairt leictreonaic chumhachta i gcórais tionscail, tiomána agus cumhachta. Mar sin cruthaítear leictreonaic chumhachta. Ina dhiaidh sin, tá dhá scór bliain forbartha ag gairis éagsúla de chineál MOS, a leag bunús láidir freisin d’fhorbairt an tionscail 4C. Déan céim mhór chun tosaigh de theicneolaíocht leictreonaice cumhachta. Faoi láthair, mar gheall ar chomhtháthú breise micreictreonaic agus leictreonaic chumhachta, tá feistí leathsheoltóra cumhachta ag glacadh an tríú céim, ar féidir iad a léiriú sna trí ghné seo a leanas: 1) Tá sliseanna ciorcad comhtháite á n-úsáid níos mó agus níos mó ag déantúsaíocht sliseanna feistí leathsheoltóra cumhachta nua. Is é sin le rá, tá an teicneolaíocht ag glacadh le feistí leathsheoltóra cumhachta agus ag forbairt i dtreo fo-mhicrea domhain. Ba cheart an coincheap nach bhfuil i bhfeistí leathsheoltóra cumhachta ach teicneolaíocht ísealleibhéil a athrú anois. Ar ndóigh, níor bhain déantúsaíocht feistí leathsheoltóra cumhachta úsáid as an teicneolaíocht phróisis IC is úire sa bhliain, ach chuir na difríochtaí seo ar ár gcumas trealamh níos saoire a úsáid, agus ar an gcaoi sin costais déantúsaíochta a laghdú, rud atá an-tábhachtach d’fhorbairt feistí leathsheoltóra cumhachta. 2) Ní amháin go bhfuil teicneolaíocht sliseanna, ach teicneolaíocht phacáistithe feiste leathsheoltóra cumhachta ag bogadh níos gaire do chiorcaid chomhtháite. Le cúpla bliain anuas, ba iad na spotaí te do phacáistiú ciorcad comhtháite ná úsáid teicneolaíochtaí BGA (Eagar Eangach Liathróid) agus MCM (Modúl Il-sliseanna), a tháinig chun bheith ina modhanna pacáistithe arna nglacadh ag gairis leathsheoltóra cumhachta nua de réir a chéile. Mar shampla, úsáideann IR' s FlipFET agus iPOWIR teicneolaíocht BGA araon, agus is é iPOWIR an teicneolaíocht MCM is gnách freisin. Ar ndóigh, tá ceanglais níos airde ag feistí leathsheoltóra cumhachta maidir le diomailt teasa ná ciorcaid chomhtháite. Úsáidtear an diomailt teasa dhá thaobh a bhí coitianta i bpacáistiú thyristor san am atá thart anois i bhfeistí MOS den chéad uair, agus is sampla amháin é DirectFET. Maidir le DirectFET, tabharfaidh an t-alt seo réamhrá gairid air. 3) Treocht nua is ea gur minic a chuirtear feistí leathsheoltóra cumhachta agus ciorcaid chomhtháite le chéile sa sliseanna céanna nó sa phacáiste céanna. Is é sin le rá, cuirtear an chuid rialaithe níos feidhmiúla agus an chuid chumhachta, nó an ciorcad cosanta le chéile in aon ghaireas amháin. San am atá caite, tagraíonn na ciorcaid chomhtháite cumhachta a ndéanann daoine tagairt dóibh go príomha do chiorcaid tiomána ardvoltais, is é sin, ciorcaid chomhtháite a úsáidtear chun MOSFETanna nó IGBTanna ardvoltais a thiomáint. Mar sin féin, táirgeadh aicme ciorcad comhtháite agus gairis chumhachta ghaolmhara ar a dtugtar bainistíocht cumhachta faoi láthair. B’fhéidir nach bhfuil an voltas ard, ach feabhsaítear an fheidhm rialaithe go mór. Is iad na cinn is gnách roinnt feistí in iarratais DC-DC. Dá bhrí sin, tá athrú bunúsach tagtha ar an gcoincheap nach dtagraíonn feistí cumhachta ach do ghléasanna scoite. Mar shampla, tá ardfheistí scoite a bhaineann le IC nó le feidhmeanna speisialta arna dtáirgeadh ag IR sáraithe ag gnáthfheistí scoite, agus tá siad ag forbairt tuilleadh i dtreo an chórais táirgeachta"" Tá sé ráite go mbeidh táirgeadh ardfheistí mar chórais agus ICanna mar phríomhchostas sa todhchaí. I bpróiseas forbartha den sórt sin, tá an téarma Bainistíocht Cumhachta níos coitianta anois. Tá an-tóir ar fhoirmiú bainistíochta cumhachta thar lear, go háirithe sa tionscal leictreonaice cumhachta a bhaineann leis an tionscal 4C. Tá minicíocht a chuma níos airde fós ná minicíocht na leictreonaice cumhachta bunaidh. Is minic a thugann roinnt déantúsóirí eachtracha orthu féin saineolaithe bainistíochta cumhachta. Déanta na fírinne, níl aon chontrárthacht ann maidir leis seo, toisc nach bhfuil i mbainistíocht cumhachta ach foirmliú nua i réimsí áirithe sa chéim reatha d’fhorbairt leictreonaice cumhachta. I gcomparáid le leictreonaic chumhachta, leagann bainistíocht cumhachta béim ar" bainistíocht." Cuireann sé béim ar an bhfeidhm atá ag an ngné seo a rialú. Is féidir go gciallódh an focal Power cumhacht, leictreachas nó cumhacht. Is féidir an bhainistíocht a thuiscint mar bhainistíocht nó mar phróiseáil. Dá bhrí sin, is féidir go leor cineálacha aistriúcháin Sínise a bheith ann. Mar sin féin, tá na ceithre charachtar Síneach le haghaidh bainistíochta cumhachta le feiceáil sa tSín go minic, rud a d’fhéadfadh roinnt trioblóide a chur leis an teanga chaighdeánach. Mar sin féin, tá a bpróiseas forbartha féin ag go leor téarmaí eachtracha, agus bíonn go leor téarmaí nua le feiceáil go minic. Ba cheart go mbeadh tuiscint níos doimhne againn ar theacht chun cinn na dtéarmaí nua seo ó thaobh na teicneolaíochta de. Ba ghnách le Comhshó Cumhachta (Comhshó Cumhachta) a bheith beagnach comhchiallach le leictreonaic chumhachta. D'athraigh iris eachtrach an teideal Power Electronics uair amháin go Tiontú Cumhachta agus Tairiscint Chliste (PCIM). Ach is féidir bainistíocht cumhachta i leictreonaic chumhachta a áireamh i gcomhshó cumhachta' t. Den sórt sin mar choigeartú fachtóir cumhachta * agus rialtóir fágála íseal (LDO) agus mar sin de. Úsáidtear LDO go forleathan i soláthar cumhachta ríomhaire mar choigeartú agus cobhsú voltais raon beag. Is IC é agus tá feistí cumhachta ann freisin. Mar shampla, i soláthar cumhachta AC-DC, is féidir feiste chumhachta a bheith ann le PWM agus cas-voltas nialasach, ar IC é freisin. Tugtar Athraigh Comhtháite air in IR. Is samplaí tipiciúla iad seo den teaglaim de ghléasanna IC agus cumhachta. An t-earrach seo, ag an gcéad chruinniú tuarascála agus taispeántas PCIM' a tionóladh sa tSín, chuir mé tuarascáil i láthair uair amháin ar DirectFET thar ceann comhghleacaí IR. Is láthair te nua é seo do IR. Ba mhaith liom réamhrá gairid a thabhairt ar an bhfeiste seo anseo. Mar is eol duit uile, tá go leor gairis chumhachta ann cheana féin a úsáideann dromchla suite. Ach is gnách go leanann na foirmeacha pacáistíochta sin an pacáistiú bunaidh de chiorcaid chomhtháite. Dá bhrí sin, ó thaobh diomailt teasa de, ní gá gurb é an ceann is oiriúnaí do ghléasanna cumhachta. Is é DirectFET an chéad uair a tugadh diomailt teasa dhá thaobh feistí cumhachta isteach i bhfeistí gléasta dromchla. Tá méid an DirectFET comhionann leis an gcás SO-8, ach níl friotaíocht an cháis féin ach 0.1 milliohms, agus is é an SO-8 1.5 milliohms. Dá bhrí sin, déantar dlús reatha na feiste a dhúbailt, agus laghdaítear achar an bhoird chiorcaid 50% i gcomparáid leis an tithíocht bhunaidh SO-8. Is féidir le tiontaire sioncrónach bú atá comhdhéanta de phéire DirectFETanna (FET rialaithe agus FET sioncrónach) 30 aimpéar de shruth a sholáthar ag 1.3 volta. Comhlíonann an córas cumhachta a eascraíonn as riachtanais bhainistíochta cumhachta an phróiseálaí 64-giotán is déanaí de chuid Intel, Itanium2. Féach Fíor 1 le haghaidh chuma DirectFET. Taispeánann an figiúr dhá thaobh na feiste, is féidir le taobh amháin geata agus dhá chuid foinse tosaigh a fheiceáil, beidh siad sádráilte go díreach ar an gclár ciorcad. Is é an taobh eile clúdach copair, is é sin an draein agus an taobh eile atá in ann teas a dhiomailt. Taispeánann Figiúr 2 léargas trasghearrthach ar DirectFET, ionas gur féidir leat a struchtúr a thuiscint níos soiléire. Dóibh siúd atá i dtaithí ar fheistí ardchumhachta, beidh mothú an-nua air: níl DirectFET ach 5x6.35x0.7mm i méid. Úsáidfear an gléas seo i ríomhairí leabhar nótaí ard-deireadh, modúil modhnóireachta voltais freastalaithe, stáisiúin oibre agus óstach, agus ardchórais cumarsáide agus sonraí. Ba mhaith liom an teaglaim de ghléasanna cumhachta IC agus cumhachta a thabhairt isteach i modúil chumhachta ag deireadh an ailt seo. Is féidir a rá gur meascán de mhicreictreonaic agus leictreonaic chumhachta é seo le haghaidh cumhachta níos airde. Tá gach duine eolach ar IPM, an modúl IGBT le faisnéis a úsáidtear go coitianta in oiriúntóirí aer. Is modúl IGBT é i ndáiríre le IC tiománaí. Tá modúil nuashonraithe faoi láthair ag teacht chun cinn ceann i ndiaidh a chéile, ag cruthú teaghlach mór de réir riachtanais éagsúla. Mar shampla, tagraíonn PI-IPM do IPM ríomhchláraithe agus inslithe. Úsáidtear RCS sa mhodúl seo, agus is féidir bogearraí a scríobh. Tabharfaidh mé réamhrá speisialta don teaghlach mór seo amach anseo.