本文追溯了電力電子的歷史，可追溯到硅MOSFET仍用于驅(qū)動強大的電子負載時。讓我們通過描述、應(yīng)用和模擬重新發(fā)現(xiàn)硅的世界，了解電子世界是如何在短短幾年內(nèi)發(fā)生巨大變化的，因為新的 SiC 和 GaN MOSFET 的發(fā)現(xiàn)和開發(fā)。
電動和混合動力汽車的設(shè)計人員致力于提高能量轉(zhuǎn)換效率，這些設(shè)備具有緊湊的封裝和高熱可靠性電力電子模塊的組裝，并降低了開關(guān)損耗。
硅和碳化硅中的 IGBT 和 MOSFET 以類似方式驅(qū)動。該器件在 10-20 V 的柵極驅(qū)動下開啟，通常關(guān)閉至 0 V 或負電壓以實現(xiàn)更高的功率水平。分立增強型 GaN 器件通常需要 5-7 V 的柵極驅(qū)動，并且可能還需要負電壓來關(guān)閉它們。如果沒有正確優(yōu)化，性能和可靠性都會受到影響。這是因為，雖然 GaN 是一種先進材料，但分立 GaN FET 確實有一個致命弱點：一個必須小心驅(qū)動的柵極節(jié)點。如果柵極上的電壓過低，則 FET 沒有完全導(dǎo)通，因此導(dǎo)通電阻和損耗都很高。如果電壓太高，可能會損壞柵極。
歐盟大約有 80 億臺電動機在使用，消耗了歐盟生產(chǎn)的近 50% 的電力。由于提高效率和減少碳足跡是政府和行業(yè)的主要目標，因此存在多項舉措來降低這些電機的耗電量。例如，許多家用電器能源標簽的全球標準通過降低能耗以及可聽和電氣噪聲等來影響電器的設(shè)計。另一個例子是歐洲引入了工業(yè)電機的效率等級，有效地切斷了低效率電機的市場。
與低功率同類產(chǎn)品不同，MOSFET、IGBT、功率二極管和晶閘管等功率器件會產(chǎn)生大量熱量。因此，有效的熱管理對于確保電力電子設(shè)備的可靠性和優(yōu)化的壽命性能至關(guān)重要，包括由更高工作溫度、寬帶隙 (WBG) 半導(dǎo)體材料制成的設(shè)備。
在過去的幾十年中，碳化硅和氮化鎵技術(shù)的進步一直以發(fā)展、行業(yè)接受度不斷提高和有望實現(xiàn)數(shù)十億美元收入為特征。第一個商用 SiC 器件于 2001 年以德國英飛凌的肖特基二極管的形式問世。隨之而來的是快速發(fā)展，到 2026 年，工業(yè)部門現(xiàn)在有望超過 40 億美元。
任何電子產(chǎn)品都必須通過適用的電磁兼容性 (EMC) 測試才能投放到預(yù)期市場。接受預(yù)防勝于治療，從開發(fā)的早期階段就設(shè)計合規(guī)性通常是理想的?？梢圆扇「鞣N方法，從應(yīng)用已知的最佳實踐到使用可用的 EMC 模擬器，以及在內(nèi)部或與專業(yè)合作伙伴進行 EMC 預(yù)測試。
設(shè)計人員經(jīng)常使用具有反激式拓撲結(jié)構(gòu)的充電器為儲能電容器快速充電。在反激式拓撲中，能量傳輸僅在充電器的功率 MOSFET 關(guān)閉時發(fā)生，從而有效地將功率開關(guān)與負載隔離，包括高能量存儲電容器組。因此，電路變壓器次級上的電壓水平可以從零變化到預(yù)定值和相應(yīng)的能量水平，而不會對變壓器初級側(cè)的組件產(chǎn)生任何明顯的壓力。
氣候變化和社會對環(huán)境問題日益敏感，需要為化石燃料動力車輛開發(fā)技術(shù)解決方案。逐步減少排放的監(jiān)管要求要求內(nèi)燃機的設(shè)計具有較小的容積、較高的發(fā)動機轉(zhuǎn)速，并且能夠以較不濃的燃料混合物運行。
如果問人們是什么決定了 PCB 走線溫度，最常見的回答可能是電流或 I 2 R 功耗。雖然這些答案不一定是錯誤的，但它們非常不完整。 I 2 R 的單位是焦耳/秒；它是向跡線提供能量的速率。如果我們無限期地將這種能量施加到跡線上，則跡線的溫度將無限期地繼續(xù)增加。它不會發(fā)生，因為有相應(yīng)的冷卻效果可以冷卻走線。這些影響包括通過電介質(zhì)的傳導(dǎo)、通過空氣的對流以及遠離走線的輻射。
USB-C是什么?USB-C是一種接口樣式。在已有的USB 3.1標準中，有三種接口樣式：一個是Type-A(即Standard-A，傳統(tǒng)計算機上最常見的USB接口樣式);一個是Type-B(既Micro-B，目前大部分Android智能手機使用的接口樣式);另外一個就是本文的主角Type-C了。
隨著世界不斷發(fā)展以保持萬物互聯(lián)，無線傳感器在物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 市場中變得越來越流行。物聯(lián)網(wǎng)存在多種定義，但其中一種只是簡單地將其定義為通過使用遠程傳感器測量環(huán)境來與我們的周圍環(huán)境保持同步。
運行模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 設(shè)備有什么大不了的?將傳感器輸出連接到 ADC 輸入并開始讀取讀數(shù)。正確的?畢竟，數(shù)字信號提供了強大的噪聲抑制能力，因此電平之間的切換很牢固，并且有足夠的內(nèi)置余量。盡管如此，模擬信號更容易受到噪聲的影響。
電機控制長期以來一直處于研發(fā)活動的前沿，旨在尋找有效和高效的微電子解決方案。電機控制器的目的是能夠手動或自動作用于電機(啟停、提前反轉(zhuǎn)、速度、扭轉(zhuǎn)和電壓過載保護)。用于電機控制的集成電路 (IC) 代表了創(chuàng)新的重要時刻，汽車行業(yè)和工業(yè)自動化無疑是最具代表性的行業(yè)。
如今，新的功率開關(guān)技術(shù)正被廣泛應(yīng)用于要求高功率密度、高開關(guān)頻率和小尺寸是關(guān)鍵要求的苛刻應(yīng)用中。這些新開關(guān)器件發(fā)揮作用的三個關(guān)鍵應(yīng)用
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