Новые инвертеры (Inverter) технологии добились значительного прогресса в последние годы, главным образом благодаря широкому использованию продвинутых мощных устройств и аналоговых IC. Эти инструменты и IC не только повышают эффективность и производительность инвертера, но и снижают его объем и стоимость. В этой статье подробно изучены свойства этих продвинутых устройств и аналоговых IC и их применение в новых инверторах.

Во-первых, передовое силовое устройство

Применение продвинутых мощных компонентов в технологии инвертора становится все более широким, включая изолированные транзисторы типа IGBT, полевой транзистор со структурой металл-окисел-полупроводник (MOSFET), карбид кремния (SiC) и нитрид Галлия (GaN). Эти силовые элементы характерны для различных прикладных сцен.

Транзистор типа 1.

IGBT совмещает входные характеристики MOSFET и выходные функции биполярного транзистора с характеристиками высокого входного сопротивления и низкого проводящего падения напряжения. Основные характеристики:

– эффективность: IGBT имеет более низкие понижения напряжения проводящего тока и потери переключателя, повышая общую эффективность инвертера.

– высоковольтные и электрические переработки тока: применяются к высокомощным приложениям, таким как электромобили, промышленные двигатели и инверторы солнечной энергии.

– хорошая тепловая стабильность: способность работать стабильно в условиях высокой температуры.

Полевой транзистор со структурой 2.

MOSFET широко используется в приложении средней и низкой мощности с высокой скоростью переключателя и низким проводниковым сопротивлением. Основные характеристики:

— скоростной переключатель: скорость переключения мосфета намного выше, чем обычный биполярный транзистор, применяемый для высокочастотных приложений.

– непроводящее сопротивление: снижение потери мощности, повышение эффективности инвертера.

– нижняя сетка питает энергию: снижает сложность и энергопотребление цепи двигателя.

Прибор из карбида кремния (SiC)

Приборы SiC работают на высоких частотах, высоких температурах и высоких мощностях. Основные характеристики:

Прибор SiC может обрабатывать более высокое напряжение, применимое к инверторам высокого напряжения.

– высокая скорость переключения: повышает частоту переключателя инвертора, снижает объем и вес.

— высокотемпературные свойства: прибор SiC может стабилизировать работу при более высокой температуре, уменьшая спрос на тепло.

Прибор с нитридом Галлия

Устройство “GaN” является новым поколением высокопроизводительных мощностей, которое включает в себя:

— сверхскоростные переключатели: переключатели на газе работают быстрее, чем SiC и MOSFET, и применяются к сверхвысоким частотам.

– высокая эффективность: крайне низкая электропроводящая резистора и потеря переключателя, что позволяет ему работать лучше в эффективном инвертере.

— миниатюризация: устройство “GaN” маленькое и подходит для портативных и компактных инверторов.

Во-вторых, передовая симуляция

В дополнение к мощному оборудованию, применение продвинутого аналогового IC в новом инвертере также имеет решающее значение. Эти IC включают управление энергией (PMIC), операционный усилитель (Op-Amp), сравнитель (DDZ9702-7), аналоговый переключатель и преобразователь данных.

Управление энергией

PMIC используется в инвертерах для регулирования напряжения, распределения мощности и защиты. Основные характеристики:

— высокая интеграция: интегрирована в несколько функций управления энергией, уменьшая количество периферийных компонентов и пространство плат.

– эффективность: оптимизация путей питания и снижение энергопотребления повышают общую эффективность инвертера.

– интеллектуальный контроль: с помощью мониторинга напряжения и тока, защиты температуры и диагностической функции неисправностей, усиливает надежность системы.

2. Операционный усилитель (Op-Amp)

Применение операционного усилителя в инвертере проявляется в основном в схемах обработки сигнала и управления. Основные характеристики:

– высокая точность: операционный усилитель имеет низкое напряжение и низкий шум, обеспечивающий высокую точность обработки сигнала.

– высокая пропускная способность: усилитель высокой пропускной способности применим к высокоскоростному обработке сигналов, повышая скорость реакции инвертера.

– низкий расход энергии: операционный усилитель с малым энергопотреблением уменьшает потребление энергии в системе для портативных устройств.

сравнитель

Сравнительные устройства используются в мониторингах напряжения и тока, защитных схемах и контурах управления. Основные характеристики:

– высокоскоростной ответ: высокоскоростные сравнители могут быстро реагировать на изменения входного сигнала, применяемые к высокочастотным системам управления.

– низкое напряжение: обеспечивает высокую точность компаратора, применимого к приложению с точным контролем.

– низкий расход энергии: уменьшает общее энергопотребление системы для проектирования инвертора с низким энергопотреблением.

Имитационный переключатель

Аналоговый переключатель используется в сигнальных маршрутах и переключающих схемах. Основные характеристики:

Уменьшает потери в передаче сигнала и повышает эффективность системы.

– к высокоскоростному и высокочастотному применению.

– низкий ток утечки: обеспечивает целостность сигнала, применимый к высокоточному измерению и управлению схемами.

5. Преобразователь данных

Преобразователи данных включают в себя модули (ADC) и модули (DAC) для сбора и управления сигналами. Основные характеристики:

— высокое разрешение: ADC и DAC могут улавливать и экспортировать тончайшие изменения сигнала, повышая точность управления системой.

– высокоскоростное преобразование: высокоскоростные преобразователи данных могут быстро обрабатывать входящие и исходящие сигналы, применяемые к системам управления на больших скоростях.

– низкий расход энергии: уменьшает общее энергопотребление системы, которое подходит для проектирования портативных и инверторов с низким энергопотреблением.

В-третьих, комплексное прикладное дело

1. Инвертор солнечной энергии

Инвертор солнечной энергии является ключевым устройством для преобразования постоянного тока, производимого солнечными батареями в переменный ток. Применение усовершенствованных мощных устройств и аналоговых IC в инвертерах солнечной энергии значительно усилило его эффективность и надежность:

— SiC и GaN устройства: высокочастотные и эффективные SiC-устройства уменьшают потери на переключателе инвертера и повышают эффективность преобразования.

– PMIC: интегрированное управление энергией IC оптимизировало путь питания, повышая стабильность и эффективность системы.

– высокоточный операционный усилитель: используется для мониторинга напряжения и тока, обеспечивая точный контроль системы.

2. Электромобиль инвертор

Инвертор электромобилей используется для преобразования постоянного тока батареи в переменный ток, питающий двигатель. Применение усовершенствованных мощных устройств и аналоговых IC повышает производительность и надежность инвертера:

— IGBT и MOSFET: IGBT применяется к высокочастотным переключателям, оптимизируя производительность инвертера.

– высокоскоростной сравнитель: используется для защиты тока и напряжения, обеспечивая безопасность системы.

– высокочастотный усилитель: используется для точного управления, повышает скорость и эффективность реакции электродвигателя.

• непрерывное питание (UPS)

Система UPS используется для обеспечения резервного питания при отключении электричества и обеспечения непрерывного функционирования ключевых устройств. Применение усовершенствованных мощных устройств и аналоговых IC повышает эффективность и надежность UPS:

– SiC-устройства: эффективные SiC-устройства повышают эффективность преобразования UPS и сокращают потери энергии.

– высокое разрешение ADC и DAC: используется для сбора и управления сигналами, обеспечивая точный контроль и ответ системы.

– операционный усилитель с низким энергопотреблением: уменьшает потребление энергии в системе и повышает эффективность UPS в целом.

вывод

Применение продвинутых мощных устройств и аналоговых IC значительно усилило производительность и эффективность нового инвертора. IGBT, MOSFET, SiC и GaN инструменты имеют преимущество в различных прикладных сценариях, удовлетворяя потребности в высоких, высокочастотных и эффективных инвертерах. Аналоговые IC, такие как PMIC, операционный усилитель, сравнитель, аналоговые переключатели и преобразователи данных сыграли ключевую роль в управлении энергией, обработке сигнала и цепи управления. Путем рационального отбора и оптимизации этих компонентов и IC новый инвертор демонстрирует превосходную производительность и надежность в таких областях, как солнечная энергия, электромобили и беспрерывная энергия. В будущем, с развитием технологий, продвинутые силовые устройства и аналоговая IC будут играть важную роль в более широком применении, стимулируя развитие технологии инвертера.

1C31234G01