Electroneg Pwer a Rheoli Pwer

Ffurfiwyd electroneg pŵer yn y 1970au. Cyn hyn, roedd pobl yn ei galw'n dechnoleg gyfredol amrywiol, neu'n dechnoleg trosi pŵer. Fe'i datblygwyd o'r dechnoleg unioni yn y 1940au a'r 1950au. Yn gynnar yn y diwydiant hwn, mae Xi' Sefydliad Ymchwil Rectifier, ffatrïoedd unioni mawr ledled y wlad, y International Rectifier Company yn yr Unol Daleithiau, ac ati. Rhagflaenydd Xi' Sefydliad Ymchwil Rectifier, Labordy Ymchwil Lled-ddargludyddion Sefydliad Ymchwil Offer Trydanol y Weinyddiaeth Beiriannau yw'r uned gynharaf sy'n ymwneud â lled-ddargludyddion pŵer yn Tsieina. Mae'r International Rectifier Company, a sefydlwyd ym 1947, hefyd yn cael ei ystyried fel y cwmni lled-ddargludyddion cynharaf yn yr Unol Daleithiau. Pan fydd y thyristor yn datblygu i fod yn deulu mawr, pan fydd rhai dyfeisiau sydd ag amser diffodd byr neu'n hawdd eu diffodd yn cael eu datblygu'n raddol, mae'r cymhwysiad gwrthdröydd yn codi'n raddol i'r cymhwysiad dominyddol. Ar yr adeg hon, cynigiodd y gymuned academaidd y dylid cael disgyblaeth newydd i ddosbarthu'r datblygiad hwn. Felly mae electroneg pŵer o'i gymharu ag electroneg gwybodaeth. Mae'r cyntaf yn delio â gwybodaeth ac mae'r olaf yn delio â phŵer. Mae mwy o theori rheolaeth awtomatig a thechnoleg electronig newydd hefyd wedi'u cyflwyno i'r pwnc hwn. Bryd hynny, roedd cyfeiriad y cais yn canolbwyntio ar gymwysiadau diwydiannol, llusgo cerbydau a systemau pŵer, felly mae pobl yn poeni fwyaf am ddatblygu cyfeiriad pŵer uchel. Er enghraifft, er bod thyristorau dwyochrog wedi cael eu defnyddio'n helaeth mewn offer cartref, roedd Tsieina yn dal i gloi datblygiad thyristorau dwyochrog i gyfeiriad cymwysiadau diwydiannol yn y 1970au. Wedi hynny, ni ddatblygodd i fod yn thyristor dwyochrog ar gyfer offer cartref. O ran lled-ddargludyddion pŵer uchel, nid yw'r bwlch rhwng China a gwledydd tramor wedi bod yn fawr iawn. Oherwydd anghenion seilwaith enfawr Tsieina' s, o gymharu â gwledydd tramor, mae gan ddyfeisiau lled-ddargludyddion pŵer uchel fwy o ddefnydd ar hyn o bryd. Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, cyflwynwyd rhai prosiectau mawr, sydd wedi byrhau'r bwlch gyda gwledydd tramor ymhellach. Mae hon yn agwedd ar ddatblygiad electroneg pŵer. Efallai ei bod hefyd yn agwedd fawr y mae Cymdeithas Electroneg Pŵer fy ngwlad bob amser wedi rhoi pwys arni. Ar ôl cynnydd mewn dyfeisiau tebyg i MOS yn gynnar yn yr 1980au, ar ôl mwy na deng mlynedd o ddatblygiad, mae electroneg pŵer wedi ymdrin â mwy o feysydd eraill, megis y diwydiant 4C (Cyfathrebu, Cyfrifiadur, offer trydanol Defnyddwyr, ceir ceir). Ar yr adeg hon, mae datblygiad ei dechnoleg yn llai yn pwysleisio maint pŵer, ond mae'n canolbwyntio ar ddarparu ffynonellau pŵer mwy effeithlon, bach a golau i'r diwydiannau hyn. Os dywedwn fod electroneg pŵer pŵer uchel yn pwysleisio'r system weithredu, mae electroneg pŵer pŵer isel yn pwysleisio'r cyflenwad pŵer. Os yw microelectroneg yn cael ei gyffelybu i'r ymennydd, mae'r electroneg pŵer mawr yn pwysleisio rôl dwylo a thraed, tra bod yr electroneg pŵer bach yn pwysleisio rôl y galon. Yn naturiol, bydd Cymdeithas Cyflenwad Pwer ein gwlad yn talu mwy o sylw i rôl yr olaf. Ond mae'r ddau yn perthyn i electroneg pŵer. Credaf y bydd y ddwy gymdeithas yn poeni am ddatblygu electroneg pŵer mewn dwy agwedd. I grynhoi, mae'n ddatblygiad ugain mlynedd amrywiol thyristorau, sydd wedi gosod sylfaen gadarn ar gyfer datblygu electroneg pŵer mewn diwydiant, gyrru a systemau pŵer. Felly ffurfir electroneg pŵer. Ar ôl hynny, mae amryw ddyfeisiau tebyg i MOS wedi profi dau ddegawd o ddatblygiad, a oedd hefyd yn gosod sylfaen gadarn ar gyfer datblygu'r diwydiant 4C. Gwneud technoleg electroneg pŵer yn gam mawr ymlaen. Ar hyn o bryd, oherwydd integreiddio microelectroneg ac electroneg pŵer ymhellach, mae dyfeisiau lled-ddargludyddion pŵer yn cymryd y trydydd cam, y gellir ei amlygu yn y tair agwedd ganlynol: 1) Mae gweithgynhyrchu sglodion dyfeisiau lled-ddargludyddion pŵer newydd yn defnyddio sglodion cylched integredig yn gynyddol. Hynny yw, mae technoleg lled-ddargludyddion pŵer yn mabwysiadu technoleg is-ficron ac yn datblygu i gyfeiriad is-ficron dwfn. Dylid newid y cysyniad mai dim ond technoleg lefel isel yw dyfeisiau lled-ddargludyddion pŵer. Wrth gwrs, ni ddefnyddiodd gweithgynhyrchu dyfeisiau lled-ddargludyddion pŵer y dechnoleg broses IC fwyaf datblygedig y flwyddyn, ond roedd y gwahaniaethau hyn yn ei gwneud yn bosibl defnyddio offer rhatach, a thrwy hynny leihau costau gweithgynhyrchu, sy'n bwysig iawn ar gyfer datblygu dyfeisiau lled-ddargludyddion pŵer. 2) Nid yn unig technoleg sglodion, ond mae technoleg pecynnu dyfeisiau lled-ddargludyddion pŵer hefyd yn symud yn agosach at gylchedau integredig. Yn ystod yr ychydig flynyddoedd diwethaf, y mannau poeth ar gyfer pecynnu cylched integredig fu defnyddio technolegau BGA (Ball Grid Array) a MCM (Modiwl Aml-Sglodion), sydd wedi dod yn ddulliau pecynnu a fabwysiadwyd gan ddyfeisiau lled-ddargludyddion pŵer newydd yn raddol. Er enghraifft, mae IR' s FlipFET ac iPOWIR yn defnyddio technoleg BGA, ac iPOWIR hefyd yw'r dechnoleg MCM fwyaf nodweddiadol. Wrth gwrs, mae gan ddyfeisiau lled-ddargludyddion pŵer ofynion uwch ar gyfer afradu gwres na chylchedau integredig. Mae'r afradu gwres dwy ochr a oedd yn gyffredin mewn pecynnu thyristor yn y gorffennol bellach yn cael ei ddefnyddio mewn dyfeisiau MOS am y tro cyntaf, ac mae DirectFET yn un enghraifft. O ran DirectFET, bydd yr erthygl hon yn rhoi cyflwyniad byr iddi. 3) Tuedd newydd yw bod dyfeisiau lled-ddargludyddion pŵer a chylchedau integredig yn aml yn cael eu cyfuno yn yr un sglodyn neu'r un pecyn. Mewn geiriau eraill, mae'r rhan reoli fwy swyddogaethol a'r rhan pŵer, neu'r cylched amddiffyn yn cael eu cyfuno mewn un ddyfais. Yn y gorffennol, mae'r cylchedau integredig pŵer y mae pobl yn cyfeirio atynt yn cyfeirio'n bennaf at gylchedau gyriant foltedd uchel, hynny yw, cylchedau integredig a ddefnyddir i yrru MOSFETs neu IGBTs foltedd uwch. Fodd bynnag, mae dosbarth o gylchedau integredig a dyfeisiau pŵer cysylltiedig o'r enw rheoli pŵer wedi'u cynhyrchu ar hyn o bryd. Efallai na fydd y foltedd yn uchel, ond mae'r swyddogaeth reoli wedi'i gwella'n fawr. Y rhai mwyaf nodweddiadol yw rhai dyfeisiau mewn cymwysiadau DC-DC. Felly, mae'r cysyniad bod dyfeisiau pŵer yn cyfeirio at ddyfeisiau arwahanol yn unig wedi cael newid sylfaenol. Er enghraifft, mae dyfeisiau datblygedig sy'n gysylltiedig ag IC neu sydd â swyddogaethau arbennig a gynhyrchir gan IR wedi rhagori ar ddyfeisiau arwahanol confensiynol, ac maent yn datblygu ymhellach i gyfeiriad cynhyrchu"" Mae yna ddywediad y bydd cynhyrchu dyfeisiau datblygedig fel systemau ac ICs yn dod yn brif gynheiliad yn y dyfodol. Mewn proses ddatblygu o'r fath, mae'r term Rheoli Pwer wedi dod yn fwy a mwy cyffredin. Mae llunio rheolaeth pŵer dramor wedi dod yn eithaf poblogaidd, yn enwedig yn y diwydiant electroneg pŵer sy'n gysylltiedig â'r diwydiant 4C. Mae amlder ei ymddangosiad hyd yn oed yn uwch nag amlder yr electroneg pŵer gwreiddiol. Mae rhai gweithgynhyrchwyr tramor yn aml yn galw eu hunain yn arbenigwyr rheoli pŵer. Mewn gwirionedd, nid oes unrhyw wrthddywediad yn hyn o beth, oherwydd dim ond fformiwleiddiad newydd mewn rhai meysydd yng nghyfnod cyfredol datblygu electroneg pŵer yw rheoli pŵer. O'i gymharu ag electroneg pŵer, mae rheoli pŵer yn pwysleisio" rheolaeth." Yn pwysleisio'r swyddogaeth o reoli'r agwedd hon. Gall y gair Power olygu pŵer, trydan neu bŵer. Gellir deall rheolaeth hefyd fel rheolaeth neu brosesu. Felly, gall fod sawl math o gyfieithiadau Tsieineaidd. Fodd bynnag, mae'r pedwar cymeriad Tsieineaidd ar gyfer rheoli pŵer wedi ymddangos yn Tsieina lawer gwaith, a allai ychwanegu rhywfaint o drafferth i'r iaith safonol. Fodd bynnag, mae gan lawer o dermau tramor eu proses ddatblygu eu hunain, ac mae llawer o dermau newydd yn aml yn ymddangos. Dylai fod gennym ddealltwriaeth ddyfnach o ymddangosiad y termau newydd hyn o safbwynt technegol. Arferai Trosi Pwer (Trosi Pwer) fod bron yn gyfystyr ag electroneg pŵer. Newidiodd cylchgrawn tramor deitl Power Electronics i Power Conversion a Intelligent Motion (PCIM). Ond gall trosi pŵer' t oll gynnwys rheoli pŵer mewn electroneg pŵer. Megis addasiad ffactor pŵer * a rheolydd gollwng isel (LDO) ac ati. Defnyddir LDO yn helaeth mewn cyflenwad pŵer cyfrifiadurol fel addasiad a sefydlogi foltedd amrediad bach. Mae'n IC ac mae hefyd yn cynnwys dyfeisiau pŵer. Er enghraifft, mewn cyflenwad pŵer AC-DC, gall fod dyfais bŵer gyda PWM a throi ymlaen sero foltedd, sydd hefyd yn IC. Fe'i gelwir yn Switch Integredig yn IR. Mae'r rhain yn enghreifftiau nodweddiadol o'r cyfuniad o IC a dyfeisiau pŵer. Y gwanwyn hwn, yng nghyfarfod ac arddangosfa adroddiad cyntaf PCIM' a gynhaliwyd yn Tsieina, cyflwynais adroddiad ar DirectFET unwaith ar ran cydweithiwr IR. Mae hwn yn fan poeth newydd ar gyfer IR. Hoffwn roi cyflwyniad byr i'r ddyfais hon yma. Fel y gwyddoch i gyd, mae yna lawer o ddyfeisiau pŵer eisoes yn defnyddio mowntin wyneb. Ond mae'r ffurflenni pecynnu hynny yn gyffredinol yn dilyn pecynnu gwreiddiol cylchedau integredig. Felly, o safbwynt afradu gwres, nid yw o reidrwydd y mwyaf addas ar gyfer dyfeisiau pŵer. DirectFET yw'r tro cyntaf i afradu gwres dwy ochr dyfeisiau pŵer gael ei gyflwyno i ddyfeisiau mowntio wyneb. Mae maint y DirectFET yn cyfateb i'r achos SO-8, ond dim ond 0.1 miliohms yw gwrthiant yr achos ei hun, tra bod yr SO-8 yn 1.5 miliohms. Felly, mae dwysedd cyfredol y ddyfais yn cael ei ddyblu, ac mae arwynebedd y bwrdd cylched yn cael ei leihau 50% o'i gymharu â'r tai SO-8 gwreiddiol. Gall trawsnewidydd bwch cydamserol sy'n cynnwys pâr o DirectFETs (rheoli FET a FET cydamserol) ddarparu 30 amperes o gerrynt ar 1.3 folt. Mae'r system bŵer sy'n deillio o hyn yn cwrdd â gofynion rheoli pŵer prosesydd 64-did diweddaraf Intel, Itanium2. Cyfeiriwch at Ffigur 1 am ymddangosiad DirectFET. Mae'r ffigur yn dangos dwy ochr y ddyfais, gall un ochr weld giât a dwy ran arweiniol ffynhonnell, byddant yn cael eu sodro'n uniongyrchol ar y bwrdd cylched. Gorchudd copr yw'r ochr arall, sef y draen a'r ochr arall sy'n gallu afradu gwres. Mae Ffigur 2 yn dangos golwg trawsdoriadol o DirectFET, fel y gallwch ddeall ei strwythur yn gliriach. I'r rhai sy'n gyfarwydd â dyfeisiau pŵer uchel, bydd yn teimlo'n newydd iawn: dim ond 5x6.35x0.7mm yw DirectFET. Defnyddir y ddyfais hon mewn cyfrifiaduron llyfr nodiadau pen uchel, modiwlau modiwleiddio foltedd gweinyddwyr, gweithfannau a gwesteiwyr, a systemau cyfathrebu a data datblygedig. Hoffwn gyflwyno'n fyr y cyfuniad o ddyfeisiau IC a phwer mewn modiwlau pŵer ar ddiwedd yr erthygl hon. Gellir dweud bod hwn yn gyfuniad o ficro-electroneg ac electroneg pŵer ar gyfer pŵer uwch. Mae pawb yn gyfarwydd ag IPM, y modiwl IGBT gyda deallusrwydd a ddefnyddir yn gyffredin mewn cyflyrwyr aer. Modiwl IGBT ydyw mewn gwirionedd gydag IC gyrrwr. Ar hyn o bryd mae modiwlau wedi'u diweddaru yn dod i'r amlwg un ar ôl y llall, gan ffurfio teulu mawr yn ôl gwahanol anghenion. Er enghraifft, mae PI-IPM yn cyfeirio at IPM rhaglenadwy ac wedi'i inswleiddio. Defnyddir DSP yn y modiwl hwn, a gellir ysgrifennu meddalwedd. Rhoddaf gyflwyniad arbennig i'r teulu mawr hwn yn y dyfodol.