世界には2種類の電気があります。

     

??一つは交流、その方向は現在はプラスであり、次にマイナスです。

     

??一つは直流、その方向性は決して変わりません。

   

我が家のコンセントの電気は交流です。

   

バッテリーで発電した電気直流です。

携帯電話の充電器など、交流を直流に変換する必要がある場合があります。

   

データセンターの無停電電源装置など、場合によっては直流を交流に変換する必要があります。

   

場合によっては直流電圧を上げたり下げたりする必要があり、携帯電話には多くの昇圧回路が搭載されています。

   

インバーターエアコンやインバーター冷蔵庫など、交流の周波数や振幅を変更する必要がある場合があります。

     

交流、交流、交流、交流、交流、のこれらの芸術パワーエレクトロニクスです。パワーエレクトロニクスの舞台でスレイ、それは私たちのパワーデバイス、ティアントゥアンです、これらには、ダイオード、MOSFET、IGBT、HEMT、IGCT、GTR などが含まれますが、これらに限定されません。

   

彼らの名前はあなたにとって馴染みがあるかもしれませんし、そうでないかもしれません。ただし、それらの機能は 1 つだけです。電流をオンまたはオフにします。

     

そう、電子スイッチです。我が家の壁のスイッチと変わりません。ダイオードなど、一部の電源デバイスには 2 つの端子があります。

   

パッケージダイオード

   

ダイオードの回路記号

一方通行車線です。

   

電流はアノードからカソードに流れます。流れは妨げられません。

   

カソードからアノードへの流れこの道が通行止めになっているということですか。ダイオードには端子が2つしかないため、オンとオフを単独で制御することはできません。電流が流れてきたらそれを回収する必要があり、流れ出たらそれを保持することはできません。また、パワーデバイスの中には端子が 3 つあるものもあります。これらは制御可能な電力デバイスであり、どれだけの電流に直面しても、大声で「要らない」と言うことができます。そして、天球上で制御可能なパワーデバイスの絶対的な能力、IGBTです。IGBT は超高電圧に耐えられる超電子スイッチです。我が家のコンセントの交流電圧は220Vですが、紙のように薄いIGBTチップは6500Vまで耐えられます。 通常、家庭内の家電製品の最大電流は 30A を超えませんが、指の爪ほどの大きさの IGBT チップには約 200A の電流が流れます。次の図は、基板上に実装された 4 つの IGBT チップと 4 つのダイオード チップを示しています。

   

ただし、このようなベアチップをそのまま使用することはできません。 チップを絶縁材が充填されたシェルに再パッケージし、チップの電極を外部端子に導いて、使用可能な IGBT 製品を形成する必要があります。

   

ケース内に IGBT チップが 1 個しか入っていないケースもあれば、数十個または 20 個のチップが入っているケースもあります。 このようにして、さまざまな IGBT 単管およびモジュールが形成されます。 シングルチューブパッケージの IGBT の最大電流は約 100A で、IGBT モジュールの最大定格電流は 3600A に達します。

   

単筒式

   

モジュール

回路図における IGBT は一般的に次の図で表され、G はコマンドを受信するために使用されるゲートを表します。 Cはコレクタコレクタ、eはエミッタエミッタを表し、コレクタとエミッタは電流を流すために使用されます。 通常、IGBT はオフになっており、ゲートがオン コマンドを受信すると、コレクタからエミッタに電流が継続的に流れます。

   

 

家の壁にあるスイッチと同じように、押すとスイッチが閉まり、電灯が点灯します。もう一度クリックするとライトが消えます。

   

もちろん、IGBT を操作するのは手ではなく、電子パルスです。ハイレベルになるとデバイスがオンになります。 ローレベルになるとデバイスはオフになります。

   

手動スイッチは 1 秒間に 1 ～ 2 回操作されますが、当社の電子スイッチは 1 秒間に数万回、数十万回開閉できます。これが私たちが必要とする電子スイッチです。つまりパワーデバイスです。複数のパワーデバイスを組み合わせるとデビューすることができます。これらの組み合わせの名前は「トポロジー」です。 すべてのトポロジには独自のスキルがあります。交流を直流に変換できる 4 個または 6 個のダイオードで構成されるトポロジ。

   

単相整流器ブリッジ

   

三相整流ブリッジ

4 個または 6 個の IGBT または MOSFET で構成されるトポロジーは、DC を AC に変換できます。

   

フルブリッジインバータ回路

   

三相ブリッジインバータ回路

また、IGBT ダイオードとその他の受動部品を組み合わせたトポロジーにより、DC 電圧を増減できます。

   

昇圧回路

   

降圧回路

トポロジーは少し複雑に思えますか?気にしないでください、私たちは彼らのためにロゴをデザインすることができます。

？？

   

整流回路

   

インバータ回路

   

昇圧/降圧回路

電気機器がどれほど複雑または巨大であっても、それはこれらの基本的なトポロジーとコンポーネントで構成されています。電気自動車の充電パイルなど、同じデバイス内で電気エネルギーが複数回変換されることがよくあります。

   

携帯電話の充電器の出力電圧は一般的に5Vですが、電気自動車のバッテリー電圧はどれくらいかご存知ですか？ 最大750Vまで！バッテリーは直流でのみ充電できますが、三相産業用電力網には 380V 交流が流れます (家庭用電力網の 220V 交流とは異なります)。では、充電パイルはどのようにして 380V の交流を 750V の直流に変えるのでしょうか?まずAC380Vが整流回路を通ってDC500V程度になります。 このとき、直流電圧が十分に高くなく、第二に、電圧を調整できないため、バッテリーに直接供給して充電することができない。整流された DC 電流は、前に紹介した IGBT または MOSFET で構成されたトポロジであるインバータ回路に入ります。 あるいは、IGBT MOSFET はゲート信号の制御下で高速にスイッチングし、極めて高い周波数で DC を AC に変換します。 この交流は方形波です。ハイレベルの割合を調整することで等価電圧を自由に調整できます。

   

高周波交流は整流回路に入り、最終的に250V～750Vの出力電圧となり車を充電します。電気エネルギー変換全体のトポロジーは次のとおりです。

   

見た目は少し複雑ですが、次のように整流回路+インバータ回路+整流回路というロゴに変えると簡単です。

パワー エレクトロニクス システムは、すべての機能を組み合わせるビルディング ブロックと同じくらい単純です。独自のシステムを構築することもできます。

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