电力电子技术与新能源

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集思广益:关于电力电子三大支撑

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发表于 2019-2-21 14:37:26 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 Manjusaka@Horen 于 2019-2-26 11:02 编辑

       自1973年西屋电气工程师Newell博士发表重要演讲后,电力电子学科分支开启,主要涉及一下三个方面:
电力电子器件:从硅基器件一直发展到异质结技术,目前应用最新的包括GaN-HEMT, 4H-SiC等;

电力电子拓扑:交直流变换,开关技术,多电平、谐振等,目前较为热门的包括MMC,LLC以及准谐振等;

控制与应用:纯模拟、数字IC,嵌入式ARM、专用DSP、多并行高频FPGA以及使用高端Cortex-A控制电源都存在,应用场合包括电机、新能源DC Link, HVDC, EV等领域,可以说是非常壮观的一门学科。   
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      下面想探讨一下各位对以上内容和趋势的认识与看法,望不吝赐教,版主也会不定期更新一些自己的学习心得。

电力电子三大支撑

电力电子三大支撑


二更:关于2DEG
       关于GaN-HEMT,称为高电子迁移率氮化镓晶体管(就是电子能够快速移动的意思),结晶的GaN天然结构为“纤锌矿”六方结构,化学和机械结构稳定性强,可以承受高温冲击而不会分解;并且这种结构也使得材料具有压电特性,压电也是电力电子研究的一大热门哦!与传统Si基器件相比,GaN具有非常高的导电能力,其压电效应主要是由晶格中带电离子的位移形成的。这种结构很神奇有木有啊?
       制作GaN晶体管比较复杂,应为不具备原生的生长基地,只能以AlGaN薄层为衬底上面生长GaN,在两者交界面处会产生应变,感应出二维电子气2DEG(一种由只能在二维平面运动的量子统计学规律描述其行为),当施加电压时,2DEG就可以有效传导电子啦。
       使用归使用,可能不需要了解这么多,但是研究清楚避免踩雷也是工程师必备的素养。






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 楼主| 发表于 2019-2-21 14:42:03 | 显示全部楼层
现在正在撰写GaN-HEMT研究报告
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发表于 2019-2-21 21:01:23 | 显示全部楼层
我知道GaN器件正在新能源汽车的OBC上使用
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 楼主| 发表于 2019-2-22 09:12:52 | 显示全部楼层
micro-grid 发表于 2019-2-21 21:01
我知道GaN器件正在新能源汽车的OBC上使用

       对的,这个是GaN-HEMT应用的一个比较有看头的方向,因为按现阶段供应线和生产技术,宽禁带器件是传统硅基器件价格的将近10来倍。但是GaN器件无论是功率密度还是极限特性都比较适合车载电子部件,毕竟汽车也是个烧钱的行当
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发表于 2019-2-22 11:52:38 | 显示全部楼层
Manjusaka@Horen 发表于 2019-2-22 09:12
对的,这个是GaN-HEMT应用的一个比较有看头的方向,因为按现阶段供应线和生产技术,宽禁带器件是 ...

做产品要考虑成本哇,特斯拉的电驱用的SiC,一般的电源产品,像光伏逆变器还是用的IGBT,顶多使用SiC的二极管
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 楼主| 发表于 2019-2-27 10:05:18 | 显示全部楼层
二更:关于2DEG
       关于GaN-HEMT,称为高电子迁移率氮化镓晶体管(就是电子能够快速移动的意思),结晶的GaN天然结构为“纤锌矿”六方结构,化学和机械结构稳定性强,可以承受高温冲击而不会分解;并且这种结构也使得材料具有压电特性,压电也是电力电子研究的一大热门哦!与传统Si基器件相比,GaN具有非常高的导电能力,其压电效应主要是由晶格中带电离子的位移形成的。这种结构很神奇有木有啊?
       制作GaN晶体管比较复杂,应为不具备原生的生长基地,只能以AlGaN薄层为衬底上面生长GaN,在两者交界面处会产生应变,感应出二维电子气2DEG(一种由只能在二维平面运动的量子统计学规律描述其行为),当施加电压时,2DEG就可以有效传导电子啦。
       使用归使用,可能不需要了解这么多,但是研究清楚避免踩雷也是工程师必备的素养。
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发表于 2019-3-6 16:30:56 | 显示全部楼层
最近在研究新器件的驱动设计,不知道有没有啥资料可以参考
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 楼主| 发表于 2019-3-8 15:47:07 | 显示全部楼层
      SiC比较成熟了,各大厂商以及公司都有许多现成资料。尤其在于新能源方面的应用,甚至有完整的一套解决方案,可以联系供应商会有你想要的。这个设计功率比较大的场合才是用,现在手头没有条件,不过驱动是比传统MOSFET或者Transistor,IGBT等有不一样的地方,比如正压高,负压关等;可以找一些WolfSpeed/Ceer官网资料;
      GaN之类的HEMT/HFET目前还没有多系列投产,仅几家代表推出了几个系列产品,驱动特性在下看来是更加优异的,比如说高频、低损,正低压等,同样是可以联系分销点获取许多有用资料,;另外是GaN System等官网资料;
      互联网是资源共享的好地方,但是抱歉在下没有收藏资料的习惯,分类贼麻烦,通常都是看记忆记内容或者从哪里找。尊重知识产权,慎做伸手党是在下一贯的坚持。希望能有所帮助!
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 楼主| 发表于 2019-3-8 15:48:22 | 显示全部楼层
sx1603089 发表于 2019-3-6 16:30
最近在研究新器件的驱动设计,不知道有没有啥资料可以参考

   SiC比较成熟了,各大厂商以及公司都有许多现成资料。尤其在于新能源方面的应用,甚至有完整的一套解决方案,可以联系供应商会有你想要的。这个设计功率比较大的场合才是用,现在手头没有条件,不过驱动是比传统MOSFET或者Transistor,IGBT等有不一样的地方,比如正压高,负压关等;可以找一些WolfSpeed/Ceer官网资料;
      GaN之类的HEMT/HFET目前还没有多系列投产,仅几家代表推出了几个系列产品,驱动特性在下看来是更加优异的,比如说高频、低损,正低压等,同样是可以联系分销点获取许多有用资料,;另外是GaN System等官网资料;
      互联网是资源共享的好地方,但是抱歉在下没有收藏资料的习惯,分类贼麻烦,通常都是看记忆记内容或者从哪里找。尊重知识产权,慎做伸手党是在下一贯的坚持。希望能有所帮助!
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发表于 2019-3-11 23:09:59 | 显示全部楼层
Manjusaka@Horen 发表于 2019-3-8 15:48
SiC比较成熟了,各大厂商以及公司都有许多现成资料。尤其在于新能源方面的应用,甚至有完整的一套解决 ...

厉害了,大腿,求带
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