Silikonun kaldırabileceği maksimum voltaj nedir?

Bugün, verimlilik yarışında, transformatörlerden güç kaynaklarına geçiş yaptık. Hemen hemen tüm PSU'lar tek fazlı düşük voltaj çalışması için tasarlanmıştır (ülkemde 220Vac / 310Vdc). Verimlilik ve düşük dalgalanma gürültüsüne rağmen PC'ler için 380V 3 fazlı 3+ kW ATX PSU'ları hiç görmedim. GPU yığınları için çok yararlı olacaktır. Ben esas olarak elektrolitik kapasitörler 660Vdc rektifiye hayatta kalamaz çünkü düşünüyorum.

Ve genellikle köy trafosuna geldiği için 10kV'luk bir orta gerilim hattını düzeltmek daha da iyi olabilir. Fakat voltaj sınırı silikon cihazları (MOSFET'ler) bozulmadan hayatta kalabilir mi?

HVDC dönüştürücülerde kullanmak için 8 kV dereceli (birkaç bin amperde) tristör alabilirsiniz. Kapı, bariz nedenlerden dolayı optik olarak bağlanmıştır ve ayrıca, HVDC bağlantılarında birlikte kullanıldığında, seri bağlı tristörler arasındaki kapı sürüş hızı farkları önemlidir ve optik biraz daha net kesme hızı açısından önemlidir: -

Güvenli bir şekilde (snubbers vb.) Kontrol etmeniz gereken çeşitli ekstralarla birlikte bir tepsi içinde birkaç tane istifleyin ve bunlardan birini elde edin: -

Sonra tepsileri şu şekilde istifleyerek Megavolt tanrılarına bir anıt inşa edersiniz: -

Alttaki küçük adama dikkat edin.

Güçle ilgili olarak 20 MW gücü kontrol etmenin 40 gram silikon aldığını ve bu tesislerin çoğunun kelimenin tam anlamıyla bin MW veya daha fazla olduğunu okudum .

Ve genellikle köy trafosuna geldiği için 10kV orta gerilim hattını düzeltmek daha da iyi olabilir.

Ah ama güvenilir olan güvenli bir izolasyon elde edemezsiniz - evinizin kablolamasında bir arıza ve 10 kV iyi değildir. Ayrıca, HVDC bağlantısındaki sıradan AC bağlantısına göre başabaş noktası çok, çok mil.

3 fazlı 380v - 12V PSU'lar nerede?

Peki "standart" 3 fazlı doğrultucu devresinde yıllarca kullanılan devreye doğal bir teknik engel var: -

Sorun, bunların nasıl değiştiği ve güç faktörü düzeltmesidir. Eski güzel günlerde kimse umursamadı ama bu günlerde PF ve tedarik temizliği birçok ülkede çok önemli. Ve bu standart 3 fazlı doğrultucu ile ilgili bir sorundur - PF düzeltilemez çünkü diyotlar diğer fazların ve diyotlarının bloke edici etkisi nedeniyle 0 volttan 0 volta kadar (bir buçuk döngü boyunca) iletemez. 3 fazlı beslemeden alınan darbe akımı gerçekten kötü.

Çözüm, üç adet tek fazlı (ve PF düzeltilmiş) kaynağı kullanmaktır ve tüm ortak bir DC veriyoluna güç sağlar. Yani, modern 3 fazlı anahtarlama kaynağı aslında üç tek fazlı kaynaktır.

HVDC tristörleri nasıl sorabilirsiniz? Üretilen harmonikleri söndürmek için küçük evler kadar büyük filtreler kullanırlar.

Tüm tristör "valflerinin" bulunduğu "valf holü" ile karşılaştırıldığında harmonik filtrelerin göreceli boyutuna dikkat edin. Her türlü çift ve tek ayarlı filtreler sadece bu harmonikleri çıkarmak için kullanılır ve aynı teknik daha sıradan standart 3 fazlı anahtarlama kaynaklarında (modern mevzuatı asla karşılamayacak olanlar) kullanıldıysa ne olduğunu tahmin edin; filtrelemenin maliyeti, yerleşik PF düzeltmesi ile ayrı sarf malzemelerinin ek maliyetinden daha fazladır.

Model adına bir bağlantı sağlayabilir misiniz, yoksa en azından ürün serisine bir ad verebilir misiniz?

8 kV ve 4800 ampere kadar nominal Infineon tristör diskleri .

Fakat voltaj sınırı silikon anahtarlar (mosfetler) kırılmadan hayatta kalabilir mi?

Neredeyse sınır yoktur; Voltajınız bir bileşenin arıza voltajını aşarsa, iki seriye koyun.

Yüksek voltajlı DC güç aktarımı için silikon yarı iletken tabanlı doğrultucular vardır. Bunlar yaklaşık 800 kV veya daha fazla çalışır.

Yine de, bir güç kaynağına giriş olarak birden fazla kV kullanmayı denemek aptalca pahalı olurdu. Ayrıca, ev kurulumlarında birden fazla kV'yi kullanmak imkansızdır (yalıtım kablo açıklıklarından daha kalın olabilir).

Aslında daha yüksek verimlilik ve kontrole sahip katı hal transformatörleri inşa ediyorlar, bunlar 7.2kV'de çalışıyor

Güç elektroniğinin beygir anahtarı, silikon bazlı yalıtımlı kapı iki kutuplu transistörü (IGBT) daha iyi bir uyum sağlar. Bu cihazlar Avrupa'daki demiryolu uygulamaları için SST oluşturmak için kullanılmıştır. Ve kesinlikle daha hızlılar. Ancak en titiz ticari cihazlar sadece yaklaşık 6.5 kilovolta kadar gerilimlere dayanabilir. Bu arıza voltajı bir dizi güç uygulaması için mükemmel derecede ince olmasına rağmen, dağıtım transformatörlerinden akan elektriği işlemek için yeterli değildir; Amerika Birleşik Devletleri'nde, spektrumun alt ucundaki tipik bir voltaj 7.2 kV'dir.

Daha büyük bir bant aralığına sahip olan ve ısıtma sorunlarına daha toleranslı olan silikon karbür kullanıyorlar:

Neyse ki, tek seçenek silikon değildir. Son 10 yılda, bileşik yarı iletkenlere (özellikle silikon karbür) dayalı anahtarların geliştirilmesinde büyük adımlar atıldı. Silikon karbür, geniş bant aralığından kaynaklanan bir dizi çekici özelliğe sahiptir - yalıtkandan kondüktöre geçmek için aşılması gereken enerji engeli. Silikon karbürün bant aralığı, silikonun 1.1 eV'sine 3.26 elektron volttur, bu da malzemenin bozulmadan silikondan daha yüksek elektrik alanlarına ve sıcaklıklara maruz kalabileceği anlamına gelir. Ve bu bileşik yarı iletken çok daha yüksek gerilimlere dayanabileceğinden, ondan inşa edilen güç transistörleri daha kompakt hale getirilebilir, bu da silikon bazlı muadillerinden çok daha hızlı geçiş yapmalarını sağlar.

Kaynaklar: https://spectrum.ieee.org/energy/renewables/smart-transformers-will-make-the-grid-cleaner-and-more-fLEX

FET girişli Mitsubishi IGBT hibritleri BJT çıkışları artık Megawatt ve çok yüksek voltaj 15kV'yi değiştirebiliyor ve ayrıca Huawei'nin 2000S 50kW üniteleri gibi daha küçük GTI'lara yedeklilik için akıllı güç invertörlerinde ve 600V GTI'larda yedek olarak kullanılıyor.

Aşağıda, olağanüstü yüksek anahtarlama enerjisi ve son derece düşük dahili sürücü ESL ve ESR için birçok patenti olan bir Mitsubishi hibrid IGBT bulunmaktadır. (endüktans ve direnç) Şimdi 8. nesilleri üzerinde çalıştıklarına inanıyorum.

TI ayrıca IGBT'lerinde harika tasarım bilgilerine sahip