半導體器件的可靠性范文

導語：如何才能寫好一篇半導體器件的可靠性，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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【關鍵詞】塑封；器件；質量與可靠性

引言

塑封半導體器件特別是貼片塑封半導體器件以其體積小、重量輕的優勢，滿足了航天武器系統小型化的需求，逐漸被用來替代金屬或陶瓷封裝的分立半導體器件。受到封裝材料、禁運和進貨渠道的限制，裝機的塑封半導體器件（以下簡稱塑封器件）質量等級多為工業級。器件小型化和高集成度的飛速發展，受到質量保證能力的局限和滯后的影響，有許多器件在裝機之前還沒有手段進行相關的可靠性工作，其質量存在較大隱患。

近年來，國內元器件可靠性機構逐漸意識到塑封半導體器件的質量對整機的影響，開展了專題研究和試驗，結合試驗情況參考國際行業標準，對GJB4027-2000《軍用電子元器件破壞性物理分析方法》進行了修訂，在GJB4027A-2006中增加了貼片塑封電路的DPA，重要武器型號的質量保證大綱中都明確了對不能進行補充篩選的低等級器件（包括塑封器件）要制定相應的質量保證方案，通過一些可行的試驗項目來考核器件的可靠性，考核合格的器件才允許裝機使用，避免有質量隱患的器件使用到武器系統上，提高了武器系統的質量與可靠性。

1 塑封器件的供應質量水平

塑封器件從價格、體積與金屬和陶瓷封裝相比都存在巨大的優勢，但塑封器件的供應質量水平不能完全按照常規的質量等級來進行衡量。

在IPC-M-109中定義了潮濕敏感性元件，規定了由潮濕可透材料所制造的非氣密性包裝的分類程序，塑料器件為潮濕敏感器件。在IPC/JEDEC J-STD-033標準中，潮濕敏感器件從低到高共分為8級，分級、儲存環境和壽命如下：

1級：溫度≤30℃、濕度85%，無限；

2級：溫度≤30℃、濕度60%，1年；

2a級：溫度≤30℃、濕度60%，4周；

3級：溫度≤30℃、濕度60%，168h；

4級：溫度≤30℃、濕度60%，72h；

5級：溫度≤30℃、濕度60%，48h；

5a級：溫度≤30℃、濕度60%，24h；

6級：溫度≤30℃、濕度60%，時間在標簽上。

在一定的儲存環境條件下，潮濕敏感器件的潮濕敏感等級越低，可靠性就越有保障，所以塑封器件的供應質量水平用潮濕敏感等級來衡量更貼切。

2 塑封器件的失效模式

2.1 失效部位和失效原因

2.1.1 芯片和內互聯

（1）水汽和離子導致的化學腐蝕；生產過程控制不良導致的沾污；水汽、偏壓和暴露的金屬導致的枝晶生長；鋁金屬化層中的電流密度導致的金屬遷移；不同金屬間的界面反應導致的金屬間化合物；引腳暴露在氧氣中化學反應導致氧化；

（2）因引線鍵合不良、引線不良，熱沖擊、機械沖擊或振動過應力引起的芯片裂紋、分層，鍵合點偏離、腐蝕或電遷移使內互聯不良和注塑使引線鍵合損傷導致的開路；

（3）工藝過程控制不良產生的顆粒、多余的內互連線以及金屬化遷移和枝晶生長導致的短路；

（4）因過電應力、ESD、輻照和高溫環境導致的功能喪失或退化。

2.1.2 封裝和引線

（1）鹽和惡劣氣氛導致的腐蝕；封裝廠工藝不良導致的多孔/針孔；劣質鍍層、惡劣氣氛導致的可焊性差；

（2）高溫環境、惡劣氣氛、使用清潔劑導致標志不清；在熱沖擊或貯存過程中，水分子沿微孔滲透到封裝材料中導致芯片與模塑化合物間任何可測量的分層、引出端引線鍵合區的任何分層、大于引腳內部長度2/3的分層；

（3）焊接期間吸收的潮氣膨脹（灌封的封裝）、工藝控制不良、熱沖擊導致分層、裂開或“爆米花”效應；

（4）引線/封裝密封工藝控制不良和振動、溫度循環造成機械疲勞。

2.2 篩選中的失效情況

對17種塑封器件可靠性試驗后進行統計發現：35批共1265只器件在經歷了外觀、溫度沖擊、聲學掃描電子顯微鏡（SEM）（以下簡稱聲掃）、結構分析等試驗項目之后，有738只器件聲掃不合格，淘汰率為58.34%。其中584只為引出端引線鍵合區存在分層，132只為芯片與封裝材料之間存在分層，22只篩選合格后進行結構分析發現引線從塑封材料完全剝離。

2.3 使用中的失效情況

對使用中塑封器件失效統計發現：引線框架和封裝材料界面在外鍵合點處分層、使得金絲外鍵合點拉脫占失效總數的42.9%；內壓焊絲與外引出管腳之間壓焊點脫落占失效總數的28.6%；封裝破裂占失效總數的28.6%。

2.4 塑封器件的主要失效模式

封裝與引線分層、裂開或“爆米花”效應導致的參數退化和功能失效，失效機理為水汽滲透和焊接期間吸收的潮氣膨脹。

3 塑封器件的質量保證措施

（1）盡量選用潮濕敏感等級低的塑封器件。

（2）制定合適的質量保證方案，在質量保證方案中考慮對器件承受潮氣能力的試驗項目及試驗后不合格情況的判別，如：溫度沖擊試驗、聲掃試驗；關鍵部位的器件建議增加結構分析；因高溫貯存試驗可能導致器件引腳氧化或引起過多的金屬間增生而降低引腳的可焊性，建議取消。

（3）開展塑封器件質量保證能力建設，提高塑封器件的試驗能力并逐步開展塑封器件的補充篩選工作。

（4）改善器件的儲存環境，盡量采用器件的原包裝或抽真空防潮包裝儲存器件，避免器件長期暴露在大氣中吸附潮氣從而降低使用壽命和可靠性，同時在器件裝袋儲存之前進行適當烘干。

（5）回收退庫的器件要先進行烘干處理，再密封后在規定的環境中儲存，記錄密封日期。塑封器件密封在干燥袋內的存儲時間（庫存壽命）是從密封之日起12個月。庫存元器件發放后，對剩余的器件應重新抽真空密封包裝，庫存環境至少應滿足標準規定的I類環境要求。

（6）監控塑封器件裝機前開袋后在大氣環境中的暴露時間，不要超過該器件潮濕敏感分類等級規定的最長暴露時間。器件從庫房到烘干設備，再到被裝入密封袋內，整個過程都要采用嚴格的防靜電措施；在周轉過程中應避免器件的引腳受到損傷。

（7）塑封器件在焊裝之前應進行烘干處理，去除器件內部的潮氣，避免因內部潮氣導致焊接過程中出現熱效應蒸汽膨脹。

（8）做好器件焊裝之后的防護工作，避免器件焊裝后暴露在空氣之中的時間太長而受潮失效。

4 結束語

塑封器件的質量與可靠性受到國內外可靠性保障行業機構和專家的重視，逐步開展了專項的研究和試驗工作，取得了可喜的成果，國內已具備了進行塑封器件補充篩選和進行結構分析的能力和手段。但在塑封器件的質量與可靠性控制方面還沒有形成一個統一共識，希望通過共同努力，使塑封器件的質量與可靠性工作取得突破性進展。

參考文獻：

[1]NASA/TP-2003-212244.《塑封微電路（PEM）選擇、篩選和鑒定指南》.

[2]IPC/JEDECJ-STD-020B.塑料集成電路（IC）SMD的潮濕/回流敏感分類.

[3]IPC/JEDECJ-STD-033.潮濕/回流敏感性SMD的處理、包裝、裝運和使用標準.

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【關鍵詞】分立器件 半導體器件 失效 測試

半導體器件失效通常是指性能正常的器件，經過一定的使用或可靠性應力試驗后，其電參數或物理性能不再符合原設計制造規定的要求。理論上講，半導體器件壽命很長，但由于各種原因，使一些半導體器件早期失效。半導體器件的可靠性，不僅取決于器件本身固有的可靠性因素，而且取決于用戶電路的設計、裝配、操作、環境等，在測試篩選和老煉環節，也有很多因素對器件的可靠性造成影響，為了預防器件失效，采取必要的預防措施也至關重要。

1 分立器件的主要失效模式

分立器件的主要失效模式包括電參數漂移、短路、開路、間歇性失效四種，在測試當中，最為常見的失效模式為電參數漂移，即參數超差，主要表現有擊穿電壓下降、漏電流增大、飽和壓降增大、直流放大倍數退化、溝道漏電、表面漏電、歐姆接觸退化等。

2 分立器件的主要失效原因

引起分立器件失效的主要原因有兩類，一種是由于器件本身存在導致失效的缺陷，另一種是由于使用不當而造成的器件失效。其中第一類原因包括：表面沾污、材料缺陷、管殼質量差、封焊不良、工藝過程中靜電損傷、金屬化電遷移、氧化層缺陷、金屬化不良、表面劃傷等；第二類原因包括：電路設計不當造成的過流、過壓、過功率現象，機械應力導致的器件損傷、脫落、開裂等，焊接溫度過高、時間過長引起的失效，防靜電措施不到位引起的靜電損傷，人員缺乏足夠了解器件而超應力使用等。

3 測試中預防失效的措施

微電子器件的測試篩選是對其質量控制的一個重要環節，涉及到測試標準、測試原理、以及具體的實現方法，并充分考慮測試的真實性、準確性，對于在測試過程中表現出的失效現象進行分析是非常必要的，失效的原因是復雜和多樣的，如何確保器件在測試篩選過程中不會因為該環節的某些因素而導致失效，對此，我們提出以下預防措施：

（1）器件應在規定的環境條件下測試，GJB548B-2005《微電子器件試驗方法和程序》規定電測試環境溫度要求：（20～28）℃，其他試驗環境溫度要求：（15～35）℃，環境氣壓（86～106）KPa；GJB360B-2009《電子及電氣元件試驗方法》規定試驗環境溫度要求：（15～35）℃，相對濕度20%～80%，環境氣壓（86～106）KPa，另外，不同器件的資料手冊上詳細規定的測試條件，在測試時，確保環境達到器件資料和標準規定的要求，另外，對于一些特殊參數，在測試時需要注意其要求的特殊條件，如暗電流，是指光電二極管在無光照條件下的反向電流，該電流受光照影響大，在測試時應采取措施使測試環境中無光照。

（2）器件不應承受會產生器件最大額定的工作條件，避免引線誤接、反接、短路，在測試前，仔細閱讀資料明確器件管腳，確保對應管腳連接正確，在參數設置時，注意參數的測試順序，將可能產生大電流或高電壓的參數排在后面并設置測試失效退出模式。

（3）防止因儀器設備開啟和關斷時產生的浪涌電流加在器件上，在儀器開關電源時，確保適配器測試工位上沒有器件。

（4）用四線開爾文法消除附加電阻和附加壓降，對于一些低電阻或大電流回路中的微小電壓變化，都需要采用四線開爾文法確保排除測試接線上的電阻和壓降對測試帶來的誤差。

（5）測試截止電流小的器件時，要注意采取措施保證測試夾具與測試儀器連接電路的寄生電流或外部漏電流遠小于被測器件的截止電流。

（6）在測試過程中嚴格執行防靜電措施，定期測試防靜電手環等防靜電措施是否符合標準要求，確保器件不受到靜電的損傷。

（7）對器件進行功率老化時注意電流電壓要緩慢加減，不允許在帶電條件下插拔器件。對于高頻器件，尤其是在同一個老化板上多只器件相互影響，更容易產生自激和振蕩，試驗臺和老化板要有防振蕩措施，以避免由于振蕩產生大的浪涌電流或電壓造成器件瞬時過功率燒毀。

（8）在電測試和其他試驗中，保持規范操作，避免由于插拔或者轉接器件時造成器件的機械損傷，或者管腳斷裂。

（9）在測試中有的產品手冊編寫的不夠規范和詳細，在遇到判據不足的情況下，及時與客戶溝通確認判據，例如很多產品手冊只提供了25℃的參數判據，并沒有提供高低溫條件下的判據，而漏電流，傳輸比等參數受溫度影響較大，并不能依據常溫判據判定。

參考文獻

[1]孔學東，恩云飛.電子元器件失效分析與典型案例[M].北京：國防工業出版社，2006.

[2]吉田弘之.電子元器件的故障原因及其對策[M].北京：中國標準出版社，2004.

作者簡介

齊增亮（1981-），男，陜西省富平縣人。碩士研究生學歷?，F為陜西省電子信息產品監督檢驗院工程師，從事電子產品檢測工作。

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靜電。集成電路是一種微型電子器件或部件。采用一定的工藝，把一個電路中所需的晶體管、電阻、電容和電感等元件及布線互連一起，制作在一小塊或幾小塊半導體晶片或介質基片上，然后封裝在一個管殼內，成為具有所需電路功能的微型結構；其中所有元件在結構上已組成一個整體，使電子元件向著微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面邁進了一大步。它在電路中用字母“IC”表示。集成電路發明者為杰克·基爾比（基于鍺（Ge）的集成電路）和羅伯特-諾伊思（基于硅（Si）的集成電路）。當今半導體工業大多數應用的是基于硅的集成電路。

集成電路是20世紀50年代后期到60年展起來的一種新型半導體器件。它是經過氧化、光刻、擴散、外延、蒸鋁等半導體制造工藝，把構成具有一定功能的電路所需的半導體、電阻、電容等元件及它們之間的連接導線全部集成在一小塊硅片上，然后焊接封裝在一個管殼內的電子器件。其封裝外殼有圓殼式、扁平式或雙列直插式等多種形式。集成電路技術包括芯片制造技術與設計技術，主要體現在加工設備，加工工藝，封裝測試，批量生產及設計創新的能力上。

（來源：文章屋網 ）

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[關鍵詞]電力電子技術；逆變器；拓撲結構；軟開關；控制

前言

隨著科學技術的發展，電力電子技術又與現代控制理論、材料科學、電機工程、微電子技術等許多領域密切相關。隨著電力半導體器件的發展，DC-AC逆變技術廣泛的應用于航空、航天、航海等重要領域，特別是隨著石油、天然氣等主要能源日益緊張，新能源的開發和利用越來越受到人們的重視。因為DC-AC逆變器可以實現將蓄電池、太陽能和燃料電池等其他新能源轉化為交流能源，這對將直流轉變為交流的逆變技術更是起著至關重要的作用。電力半導體器件的發展對電力電子技術的發展有著極為重要的作用，因此，電力電子技術的發展史是以電力半導體器件的發展為基礎和主線的。

1、電力電子技術簡介

電力電子技術是一種高新技術，它是利用電力半導體器件對電力的電壓、電流、頻率、相位、相數等進行變換和控制的技術。是以電力為對象，以微電子技術、自動控制技術為手段，研究電力在產生、輸送、分配、變換、應用等過程中進行電力再加工的技術。

1、1電力電子技術與綠色能源

電力電子技術是高效節能技術，電動機調速節能和照明燈節能是兩大節能重點。發展并推廣應用電動汽車（綠色汽車），是改善大氣環境的重要手段。利用風能、太陽能、潮汐能、地熱能等綠色能源發電，可避免火力發電導致的嚴重污染。將電網交流電能變成直流電能儲存，然后將直流電能逆變成交流電能供負載使用，均與電力電子技術密切相關。電力電子技術提供了各種有源功率因數校正和有源濾波裝置、動態無功補償裝置等，在電網環境和電磁環境保護方面起到相當大的作用。

隨著信息電子技術、微型電子計算機、超大規模集成電路以及計算機輔助設計的廣泛應用，電力電子技術如虎添翼，得到了蓬勃的發展。目前，電力電子技術已成為工業化國家經濟領域中不可缺少的基礎技術和重要手段。由于環境、能源、社會高效化等要求，電力電子成套裝置正向著以下幾個方面發展：

⑴高性能化：電力電子成套裝置的高性能化內容十分廣泛。對于大容量裝置，采用多重化和多機并聯；降低裝置自身損耗；實現高效率化；采用損耗――功率密度考核裝置效率；裝置實現自動調諧或自動化、遙控和遠控。

⑵標準化：電力電子成套裝置的備品、備件將系列化、標準化。超大功率集成電路將簡化成套裝置的工作量。

⑶智能化：二十一世紀將誕生全智能化電力電子成套裝置。智能化包括兩個方面，即盡量減少硬件，實現硬件軟件化；另一方面，采用智能化電力電子器件和其它智能化部件，集成化是智能化的基礎。

⑷全數字化控制：90年代已經采用32位DSP，二十一世紀全數字控制的應用將更加廣泛深入，甚至取代摸控制。近幾年來，各種現代控制理論、專家系統、模糊控制及神經元控制等都是發展的熱點，將使電力電子控制技術發展到一個嶄新的階段。

⑸系統化：電力電子技術及其相關技術的發展，已經擺脫了局部環節的孤立發展，而注意到整體優勢，亦即將電網、整流器、逆變器、電動機、生產機械和控制系統等作為一個整體，從系統上進行考慮。這是二十一世紀必將實現的目標。

⑹綠色化：電力電子成套裝置所消耗的大量無功功率及所產生的諧波電流嚴重地污染了電網。這種污染類似現代工業對地球的污染?，F在將越來越引起人們的重視，治理電力電子成套裝置污染的方法是設法補償無功功率和諧波，即采用無功功率靜止補償裝置和電力有源濾波器。但更積極的方法是使電力電子成套裝置具有所需的功能，又不消耗無功功率，不產生諧波，為此采用自換相整流裝置，并對其進行PWM控制。

2、DC/AC逆變器用電力半導體器件的發展

DC-AC逆變技術能夠實現直流電能到交流電能的轉換，可以從蓄電池、太陽能電池等直流電能變換得到質量較高的、能滿足負載對電壓和頻率要求的交流電能。DC-AC逆變技術在交流電機的傳動、不間斷電源（UPS）、變頻電源、有源濾波器、電網無功補償器等許多場合得到了廣泛的應用。DC-AC逆變技術的基本原理是通過半導體功率開關器件（例如SCR，GTO，GTR，IGBT和功率MOSFET模塊等）的開通和關斷作用，把直流電能變換成交流電能，因此是一種電能變換裝置。由于是通過半導體功率開關器件的開通和關斷來實現電能轉換的，因此轉換效率比較高，但轉換輸出的波形卻很差，是含有相當多諧波成分的方波。而多數應用場合要求逆變器輸出的是理想的正弦波，因此如何利用半導體功率開關器件的開通和關斷的轉換，使逆變器輸出正弦波和準正弦波就成了DC-AC逆變器技術發展中的一個主要問題。今后，隨著工業和科學技術的發展，對電能質量的要求將越來越高，DC-AC逆變器在這種變換中的作用也會日益突顯出來。

3、逆變器的應用領域

1.以直流發電機、蓄電池、太陽能電池和燃料電池為主直流電源的場合，如航空靜止變流器（27V或270V DC/115V 400Hz AC）、通訊靜止變流器（48V DC/220V 50Hz AC）；

2.以變頻或恒頻交流電為主交流電源且采用交-直-交變換方案的場合，如飛機變速恒頻電源（變頻交流電/115V 400Hz AC）、新型風力發電電源（變頻交流電/220V 50Hz AC）和變頻電源（220V 50Hz DC/115V 400Hz AC或115V 400Hz AC/220V 50Hz AC）；

3.不間斷電源UPS中的核心環節-逆變器；

4.作為校表臺產品的電壓、電流標準源-電壓功率放大器、電流功率放大器。5）交流電機調速系統中的核心環節―逆變器。

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其它促進汽車電子發展的原因還有，技術：隨著半導體技術進步，元件的成本得以下降；市場競爭：汽車制造商越來越多地將電子器件作為其競爭的優勢或武器；性能：電子產品可用來優化汽油消耗和提高引擎性能；法規要求：法例規定在點火器和引擎控制系統中使用的電子器件必須有助于減少排放；安全性：安全功能如氣囊、ABS系統及應急呼叫系統等現已成為開拓市場的工具。

技術選擇

汽車工程師傳統以來一直依賴于微控制器 (MCU) 和定制 ASIC產品來實現和控制汽車上的電子系統，以及擴展每一代汽車電子的功能。但隨著部件數目越來越多、產品快速推出市場的壓力越來越大，以及對性能的要求越來越高，迫使工程師需要找尋另外的技術，如低成本、低功耗及高可靠性的FPGA。

與MCU相比，FPGA為汽車設計人員提供更高的性能和更多的功能 (如I/O、可編程邏輯等)。類似地，與ASIC產品相比，FPGA提供更低的成本和更高的靈活性。與ASIC不同，一旦完成了詳細的資格認證程序，FPGA還能用于多種程序或項目中，協助設計人員爭取與汽車資格認證相關最多的時間和資源運用?；谶@些及其它各種原因，Gartner Dataquest市場研究公司的分析專家認為FPGA將是汽車電子產業中增長最快的半導體環節，到2007年的年復合增長率超過70%。

設計人員已意識到采用指定的FPGA比ASIC享有更正面的優勢。例如，使用FPGA的設計人員可以在設計完成后進行更改。事實上，已經投入使用的產品也可以進行升級，并且不會導致嚴重的資格認證問題。在產品開發周期壓力越來越大的市場環境下，廠家都不愿意冒風險，因此FPGA是很理想的解決方案。

Actel 的目標解決方案

Actel FPGA背后獲公認的技術能夠針對世界上最惡劣的環境，實現要求最嚴格的高可靠性應用。作為軍品和航天市場知名的供應商，Actel現可為集成汽車系統設計人員帶來高可靠性的FPGA產品。Actel 的FPGA能為那些要求高可靠性、固件錯誤免疫力、低功耗、高結溫、單芯片、低成本及高設計安全性 (防設計篡改) 的汽車應用系統提供最佳的解決方案。Actel 備有廣泛的封裝品種，包括芯片級封裝 (CSP)、精密FBGA封裝及其它封裝器件，能夠將更多的邏輯封裝在更小的器件中，從而減少器件的占位空間、提高效率和降低成本。

Actel 目前已開發出豐富的FPGA解決方案，包括以下系列的特選器件：以Flash為基礎的ProASIC Plus 及以反熔絲為基礎的eX、SX-A和 MX系列。Actel 還在汽車市場推出以 Flash 為基礎的ProASIC 3 及最新的Fusion PSC (可編程系統芯片)。Actel并同時提供廣泛系列的IP以支持大多數汽車標準。

Actel 的汽車電子解決方案非常適用于實現車載信息通信系統、信息娛樂系統和各種車體控制功能，以及引擎倉內的驅動控制和安全系統。典型的應用包括音視頻、多媒體、導航、安全系統管理、引擎控制、汽車診斷和監視系統，以及緊急響應總臺。由于 Actel 所有 FPGA 都采用單芯片技術，因此特別適合于各種汽車子系統之間靈活的互連。Actel 的汽車電子解決方案具備卓越的可靠性和一致的性能，是實現系統內部以及延伸到車轎和引擎罩下的點對點連接的最理想方案。

Actel FPGA為汽車市場帶來優勢

汽車市場一直都很注重電子器件的可靠性、成本及知識產權 (IP) 安全性。Actel 在這些領域具有市場領先的優勢，并且一直與主要的汽車系統設計公司合作，充分發揮這方面的優勢。

可靠性

市場對高可靠性部件的需求是確保當今汽車系統各個功能都操作正常的關鍵。盡管該領域已有顯著的進步，但仍然存在許多工程上的權衡問題未有深入了解，這些都應列入先進數字電路的選擇考慮之中。在選擇FPGA時，對其根基技術作出評估非常重要，因為器件的技術根基對于汽車應用中FPGA的可靠性和適應性影響重大。

例如，以 Flash和反熔絲為基礎的非易失性FPGA就比以SRAM為基礎的FPGA有兩大根本性的質量優勢。前者的功耗非常低，有助于減少以SRAM為基礎FPGA器件的電子漂移和熱散引起的可靠性問題。此外，SRAM FPGA器件的功耗和熱散大，會大幅縮短亞微米級半導體器件的壽命。

非易失性FPGA也不會出現因中子和阿爾法離子誘發的 SRAM擾亂問題，即固件錯誤。這些擾亂會導致FIT故障率 (109小時內出現的失效次數)，而這個量級的故障率已超出業界的規范標準。如果能夠使用像Actel 這樣以提供任務關鍵產品見稱的FPGA供貨商的器件，其優勢當然不言而喻，Actel且已致力于保證器件在極端環境條件下運行的高性能和高可靠性。

安全性

隨著汽車電子越來越復雜，以及FPGA的使用越來越廣泛，FPGA的設計價值也越來越高。盜取知識產權 (IP) 和篡改FPGA設計已對汽車產業構成了重大的威脅。正當SRAM FPGA一般被認為很容易被篡改，所需的專業技術和設備要求也很低時，非易失性FPGA (如由Actel提供) 卻甚至比它們想要取代的ASIC技術更加安全、抵御力更強。設計篡改可能包括更改引擎控制設置，這會對汽車的安全性及保修構成嚴重的后果。因此，設計人員在選擇FPGA時應考慮器件對整體系統成本的影響，同時又能提供更高的整體設計安全性。

與此同時，如果車載信息通信系統要被用作面向某種付費服務 (如衛星無線電和定位服務) 的經授權裝置，那么這個系統也極可能受到攻擊，而這也是系統設計人員特別擔心的問題。管理網關訪問控制和用戶身份認證的系統一旦在簽權功能上失效，將成為昂貴的衛星網絡或其它成本不菲的無線通信基礎設施的一個巨大漏洞。這是高智能黑客攻擊低價器件而導致通信網絡簽權失守的情況。更重要的是，那些以付費服務作為收入來源的系統將徹底失效，導致收入損失，甚至最終企業倒閉。

結 語

技術的進步、法規的制定和消費電子產品需求的增加不斷推動汽車電子市場發展。面向汽車半導體的高增長應用領域包括汽車安全系統 (如安全氣囊、定速巡航控制、防碰撞和防死鎖剎車系統) 和駕駛臺電子設備 (如娛樂系統、信息通信系統、儀表和付費服務系統)。由于汽車市場一向都很注重電子器件的可靠性、成本和安全性問題，因此目前已開始認識到非易失性FPGA技術所帶來的優勢。

Actel 擁有豐富的以 Flash 和反熔絲為基礎的FPGA產品，能為那些要求高可靠性、固件錯誤免疫力、低功耗、高結溫、單芯片、低成本及高設計安全性的汽車應用系統提供最佳的解決方案。Actel 的汽車電子解決方案具備卓越的可靠性和一致的性能，使其成為汽車內外應用的理想器件，包括車載信息通信系統、信息娛樂系統、車體控制功能、引擎罩下的驅動控制、導航、引擎診斷系統、緊急響應總臺及其它等，以執行當中的操作、維護、監視及通信系統等功能。

其它資料

根據主要從事半導體及電子市行業市場調研的機構Databeans調查，電氣和電子元件占一般汽車總成本約20%。該公司估計一輛2004年生產的低價位汽車上有150～180 個電子元件，而現在生產的高價位汽車上則最少包含400個電子元件。

此外，Databeans還估計全球汽車半導體市場的規模目前已達155億美元，預測2006年將出現更多增長，使到市場規模接近174億美元。該公司并預計在預測期間的市場增長率平均為每年9%。

據Datebeans預測

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論文摘要：在電機漏感上減小的情況下，可以相應地降低功率半導體器件的耐壓要求，為了減小換流時間以提高逆變器的運行頻率，也要求降低電動機的總漏感上。

下述問題涉及電流型逆變器內部結構，以串聯二極管式電流型逆變器為討論對象。對異步電動機的從逆變器元件的選擇對電機參數的要求。

串聯二極管式電流型逆變器的品閘管和隔離二極管可以確定耐壓值?？梢钥吹剑陔姍C漏感上減小的情況下，可以相應地降低功率半導體器件的耐壓要求。另外，二極管換流階段的持續時間可確定。為了減小換流時間以提高逆變器的運行頻率，也要求降低電動機的總漏感上。因而，電流型逆變器要求異步電動機有盡可能小的漏感上。這一點正好與電壓型逆變器對異步電動機的要求相反。在功率半導體器件耐壓已知的情況下，應合理地選擇電動機，以減小換流電容器的電容量。

從電動機運行的安全可靠性對電動機材料的要求，電動機在電流型逆變器供電的運行過程中，由干每次換流在電壓波形中產生尖峰。這個尖峰在數值上等于I，差加千正線電勢波形之上。因此，電動機在運行過程中實際承受的最高電壓，于電動機額定線電壓的峰值。為了電動機安全地運行，應適當加強其絕緣。由于電流矩形波對電動機供電在電動機內造成諧波損耗，逆變器在高于50赫的情況下運行時，電動機的損壞也有所增加。為了不致因電機效率過低和溫升過高造電動機過熱而損壞，應適當降低電動機銅鐵材料的電負荷。在運行頻率較高的情況下，應注意降低電動機的機械損耗和鐵耗。

起動轉矩和避免機振對電動機結構的要求。電動機低頻起動時，起動轉矩的平均值和轉矩的波動率。起動轉矩在某頻率時具有最大值。它取決于電動機參數。當頻率低于出現最大起動轉矩的數值時，轉矩的波動率急劇增加。因此，應根據運行要求和特性等決定最佳起動頻率或電動機參數。此外，即使在逆變器對電動機供電的正常運行情況下，轉矩波形中也含有六倍于逆變器輸出頻率的脈動轉矩。為了避免這種脈動轉矩造成的機械系統諧振，應使機械系統的諧振頻率與逆變器運行頻率范圍的六倍相互錯開。

對于功率半導體器件的要求。在串聯二極管式電流型逆變器中，在觸發一個晶閘管，用電容電壓關斷另一晶閘管以后爭由恒流對電容器反向充電。由于電容電壓過零需要一段時間，這就保證被關斷晶閘管有較長的承受反壓的時間。如果說，電壓型逆變器對于晶閘管元件的關斷時間有較高的要求(郎要求使用快速晶閘管)，那末電流型逆變器由于承受反壓的時間較長，因而可以使用普通晶閘管元件。在換流過程中以諧振造成了電壓尖峰，因此要求晶閘管元件和隔離二雌有較高的耐壓值。

換流浪涌電壓吸收回路。在正弦電勢波形上迭加的尖峰電壓，是由于換流過程中電動機釋放漏感貯能所產生的。特別是在運行頻率較高的場合，在為了縮短換流時間而選擇較小的換流電容值的情況下，換流浪涌過電壓就更加嚴重。浪涌電壓將直接威脅功率半導體器件和電動機的安全運行。為了減小這種影響，可以在逆變器輸出端，與負載電動機并聯一個換流浪涌電壓吸收回路(也稱為電壓箝位器)，如采用電壓箝位器以后，逆變器的輸出電壓和輸出電流波形如逆變器輸出電壓的尖峰可以限制在正弦電勢峰值的(11~12)倍以內。有源逆變器型式，可以使箝位電壓保持一定。

逆變器運行的可靠性問題。在逆變器的直流側設有乎波大電感上，在電流閉環的作用下，可以有效地限制故障電流，即使在逆變器換流失敗或短路的情況下，也不會造成大電流而損壞元件，因此，電流型逆變器的衛作是可靠的。

能夠實現電能再生。在電動機降頻減速時，系統能自動地運行于再生狀態，可把機械能有效地轉變為電能，并縮短電動機的減速時間。此時，逆變器與整流器直流側電壓的極性反號，而電流的流向保持不變，功率由電動機經逆變器和整流器流向交流電源，實現再生制動。因此，電流型逆變器能夠方便地實現四象限運行，其動態特性好，容易滿足快速及可逆系統的要求。

使用電流型逆變器除了用于要求電變頻調速的系統以外，近年來在下述兩個方面受到較大的關注。(1)用于泵、風機、增壓機等機械的節能。過去這些機械常用恒頻的交流電機拖動，在流量、壓力要求變化時，用調節閥門的蘐蕓方法以滿足要求。這樣，就白白地浪費了大量的電能。電流型逆變器因有許多使用上的優點，并且采用變頻調速，可以減小這些機械低速時的電能消耗，以達到節電的目的。(2)作為電動機的起動器。交流電動機采用直接投入電網(電力電源)的起動方法，不僅對于電網的沖擊很大，可能造成與電網聯接的其它用電設備的不正常運行，因而不適用于經常要求起動的設備。而且直接投入電網的起動方法對于交流電動機和生產機械也產生較大的沖擊，因而容易損壞設備。采用電流型逆變器向交流電動機供電，可以用低頻起動，逐步增高逆變器輸出頻率和電機的轉速，最后向步切換到電力電源上。因此，可以減輕對電網的沖擊，以及減小電機和機械的應方口作為起動器，特別在生產機械無載起動的情況下，逆變器的設計容量可大為減小。

參考文獻

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關鍵詞: 電力電子技術; 高頻開關電源; 功率半導體器件; 功率變換

中圖分類號：F407.61 文獻標識碼：A 文章編號：

1 電力電子技術概述

電力電子技術以功率處理為對象，以實現高效率用電和高品質用電為目標，通過采用電力半導體器件，并綜合自動控制計算機(微處理器)技術和電磁技術，實現電能的獲取、傳輸、變換和利用。電力電子技術包括功率半導體器件與IC技術、功率變換技術及控制技術等幾個方面。

電力電子技術起始于20世紀50年代末60年代初的硅整流器件，其發展先后經歷了整流器時代、逆變器時代和變頻器時代，并促進了電力電子技術在許多新領域的應用。70年代后期以門極可關斷晶閘管（GTO），電力雙極型晶體管（BJT），電力場效應管（P-MOSFET）為代表的全控型器件全速發展，使電力電子技術的面貌煥然一新進入了新的發展階段。80年代末期和90年代初期發展起來的、以絕緣柵極雙極型晶體管（IGBT）為代表的復合型器件集驅動功率小，開關速度快，通泰壓降小，載流能力大于一身，性能優越使之成為現代電力電子技術的主導器件。

2高頻開關電源概述

高頻開關電源是交流輸入直流整流，然后經過功率開關器件（功率晶體管、MOS管、IGBT等）構成放入逆變電路，將高壓直流（單相整流約300V，三相整流約500V）變換成方波（頻率為20kHz）。高頻方波經高頻變壓器降壓得到低壓的高頻方波，再經整流濾波得到穩定電壓的直流輸出。

高頻開關電源的特點[1]：

1、重量輕，體積小

由于采用高頻技術，去掉了工頻（50Hz）變壓器，與相控整流器相比較，在輸出同等功率的情況下，開關電源的體積只是相控整流器的1/10，重量也接近1/10。

2、功率因數高

相控整流器的功率因數隨可控硅導通角的變化而變化，一般在全導通時，可接近0.7，以上，而小負裁時，但為0.3左右。經過校正的開關電源功率因數一般在0.93以上，并且基本不受負載變化的影響。

3、可聞噪聲低

在相控整流設備中，工頻變壓器及濾波電感作時產生的可聞噪聲大，一般大于60db，而開關電源在無風扇的情況下可聞噪聲僅為45db左右。

4、效率高

開關電源采用的功率器件一般功耗較小，帶功率因數補償的開關電源其整機效率可達88%以上，較好的可以做到92%以上。

5、沖擊電流小

開機沖擊電流可限制在額定輸入電流的水平。

6、?？焓浇Y構

由于體積小，重量輕，可設計為模塊式結構。

3電力電子技術在大功率開關電源中的應用

3.1功率半導體器件

功率半導體器件的發展是高頻開關電源技術的重要支撐。功率MOSFET和IGB的出現，使開關電源高頻化的實現成為可能；超快恢復功率二極管和MOSFET同步整流技術的開發，為研制高效率或低電壓輸出的開關電源創造了條件；功率半導體器件的額定電壓和額定電流不斷增大，為實現單機電源模塊的大電流和高率提供了保證。

（1）功率MOSFET

功率MOSFET是一種單極型（只有電子或空穴作但單一導電機構）電壓控制半導體元件[8]，其特點是控制極（柵極）靜態內阻極高，驅動功率很小，開關速度高，無二次擊穿，安全區寬等。開關頻率可高達500kHz,特別適合高頻化的電力電子裝置。

（2）絕緣柵雙極晶體管IGBT

絕緣柵雙極晶體管IGBT是一種雙（導通）機制復合器件，它的輸入控制部分為MOSFET，輸出極為GTR，集中了MOSFET及GTR分別具有的優點[2]：高輸入阻抗，可采用邏輯電平來直接驅動，實現電壓控制，開關速度高，飽和壓降低，電阻及損耗小，電流、電壓容量大，抗浪涌電流能力強，沒有二次擊穿現象，安全區寬等。

3.2軟開關技術

傳統大功率開關電源逆變主電路結構多采用PWM硬開關控制的全橋電路結構，功率開關器件在開關瞬間承受很大的電流和電壓應力，產生很大的開關損耗，且隨著頻率的提高而損耗增大。工作頻率在20kHz，采用IGBT功率器件的PWM硬開關控制的電源，功率器件開關損耗占總損耗的60%~70%，甚至更大[3]。為了消除或抑制電路的電壓尖峰和浪涌電流，一般增加緩沖電路，不僅使電路更加復雜，還將功率器件的開關損耗轉移到緩沖電路，而且緩沖電路的損耗隨著工作頻率的提高而增大。

軟開關技術利用諧振原理，使開關器件兩端的電壓或流過的電流呈區間性正弦變化，而且電壓、電流波形錯開，使開關器件實現接近零損耗。諧振參數中吸收了高頻變壓器的漏抗、電路中寄生電感和功率器件的寄生電容，可以消除高頻條件下的電壓尖峰和浪涌電流，極大地降低器件的開關應力，從而大大提高開關電源的效率和可靠性。

3.3同步整流技術

對于輸出低電壓、大電流的開關電源來講，進一步提高其效率的措施是在應用軟開關技術的基礎上，以功率MOS管反接作為整流用開關二極管，這種技術稱為同步整流（SR），用SR管代替肖特基二極管（SBD）可以降低整流管壓降，提高開關電源的效率。

現在的同步整流技術都在努力地實現ZVS及ZCS方式的同步整流。自從2002年美國銀河公司發表了ZVS同步整流技術之后，現在已經得到了廣泛應用[4]。這種方式的同步整流技術巧妙地將副邊驅動同步整流的脈沖信號與原邊PWM脈沖信號聯動起來，其上升沿超前于原邊PWM脈沖信號的上升沿，而降沿滯后的方法實現了同步整流MOSFET的ZVS方式工作。最新問世的雙輸出式P聯M控制IC幾乎都在控制邏輯內增加了對副邊實現ZVS同步整流的控制端子。這些IC不僅解決好初級側功率MOSFET的軟開關, 而且重點解決好副邊的ZVS方式的同步整流。用這幾款IC制作的DC/DC變換器, 總的轉換效率都達到了94%以上。

3.4控制技術

開關變換器具有強非線性、離散性、變結構的特點，負載性質也是多變的，因此主電路的性能必須滿足負載大范圍的變化，這使開關電源的控制方法和控制器的設計變得比較復雜。

電流型控制及多環控制在開關電源中得到了較廣泛的應用；電荷控制、單周期控制等技術使開關電源的動態性能有了很大的提高。一些新的方法，如自適應控制、模糊控制、神經網絡控制及各種調制方式在開關電源中的應用，已經引起關注。

隨著微電子技術的發展，微控制器的處理速度越來越快，集成度越來越高，將微控制器或者DSP應用到大功率開關電源的數字控制模塊已經成為現實。開關電源的高性能數字控制芯片的出現，推動了電源數字化的進程[5]。

數字控制可以實現精細的非線性算法，監控多部件的分布電源系統，減少產品測試的調整時間，使產品生產率更高。實時數字控制可以實現快速、靈活的控制設計，改善電路的瞬態響應性能，使之速度更快、精度更高、可靠性更強。

4 結束語

高頻開關電源作為電子設備中不可或缺的組成部分也在不斷地改進，高頻化、模塊、數字化、綠色化是其發展趨勢。高頻開關電源上述各技術的實現，將標志著開關電源技術的成熟。電力電子技術的不斷創新，將使開關電源產業有著廣闊的發展前景。

參考文獻

[1] 莫慧芳. 高頻開關電源發展概述. 電源世界, 2007（5）

[2] 賀益康, 潘再平. 電力電子技術. 科學出版社, 2010年第2版

[3]倪倩, 齊鉑金, 趙晶等. 軟開關全橋PWM主電路拓撲結構在逆變焊接電源中的應用. 自動化與儀表, 2002（1）

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關鍵詞：電力電子技術 逆變器 拓撲結構 軟開關

前言：隨著電力半導體器件的發展，DC-AC逆變技術廣泛的應用于航空、航天、航海等重要領域，特別是隨著石油、天然氣等主要能源日益緊張，新能源的開發和利用越來越受到人們的重視。因為DC-AC逆變器可以實現將蓄電池、太陽能和燃料電池等其他新能源轉化為交流能源，這對將直流轉變為交流的逆變技術更是起著至關重要的作用。電力半導體器件的發展對電力電子技術的發展有著極為重要的作用，

DC-AC逆變器是將直流電能變換成交流電能的交流裝置，供交流負載用電或交流電網并網發電，逆變器的發展決定著逆變技術的改進。

1、電力電子技術

電力電子技術是一種高新技術，它是利用電力半導體器件對電力的電壓、電流、頻率、相位、相數等進行變換和控制的技術。是以電力為對象，以微電子技術、自動控制技術為手段，研究電力（電能）在產生、輸送、分配、變換、應用等過程中進行電力再加工的技術。

1.1電力電子技術與綠色能源

電力電子技術是一門多學科技術，它主要由電力半導體器件、電力變流電路和控制技術構成。電力電子技術是電力變換及控制的電子技術，電力電子技術是以半導體器件為基礎，所以又稱其為電力半導體器件及其應用技術。

電力電子技術是高效節能技術，電動機調速節能和照明燈節能是兩大節能重點。發展并推廣應用電動汽車（綠色汽車），是改善大氣環境的重要手段。利用風能、太陽能、潮汐能、地熱能等綠色能源發電，可避免火力發電導致的嚴重污染。將電網交流電能變成直流電能儲存，然后將直流電能逆變成交流電能供負載使用，均與電力電子技術密切相關。電力電子技術提供了各種有源功率因數校正和有源濾波裝置、動態無功補償裝置等，在電網環境和電磁環境保護方面起到相當大的作用。

1.2 電力電子技術成套裝置

隨著信息電子技術、微型電子計算機、超大規模集成電路以及計算機輔助設計的廣泛應用，電力電子技術如虎添翼，得到了蓬勃的發展。電力電子成套裝置已成為工業化國家經濟領域中不可缺少的基礎技術和重要手段。

電力電子成套裝置日益完善，數字控制等技術廣泛應用，不僅使電力電子技術在傳統的工業、交通、電力、冶金等方面的應用得到了進一步發展，而且還擴展到信息、通訊、宇宙、家電等一切領域。由于環境、能源、社會高效化等要求，電力電子成套裝置正向著以下幾個方面發展：

⑴ 高性能化：對于大容量裝置，采用多重化和多機并聯；降低裝置自身損耗；實現高效率化；采用損耗——功率密度考核裝置效率；裝置實現自動調諧或自動化、遙控和遠控；更加面向用戶，進一步提高可使用性和維修性；裝置向著小型、輕量發展，以及降低成本等。

⑵ 標準化：電力電子成套裝置的備品、備件將系列化、標準化。

⑶ 智能化：二十一世紀將誕生全智能化電力電子成套裝置。智能化包括兩個方面，即盡量減少硬件，實現硬件軟件化；另一方面，采用智能化電力電子器件和其它智能化部件，集成化是智能化的基礎。

⑷ 全數字化控制：近幾年來，各種現代控制理論、專家系統、模糊控制及神經元控制等都是發展的熱點，將使電力電子控制技術發展到一個嶄新的階段。

⑸ 系統化：電力電子技術及其相關技術的發展，已經擺脫了局部環節的孤立發展，而注意到整體優勢，亦即將電網、整流器、逆變器、電動機、生產機械和控制系統等作為一個整體，從系統上進行考慮。這是二十一世紀必將實現的目標。

⑹ 綠色化：電力電子成套裝置所消耗的大量無功功率及所產生的諧波電流嚴重地污染了電網。這種污染類似現代工業對地球的污染。現在將越來越引起人們的重視，二十一世紀這個問題必須得到解決。治理電力電子成套裝置污染的方法有兩種：一種是設法補償無功功率和諧波，即采用無功功率靜止補償裝置和電力有源濾波器。但更積極的方法是使電力電子成套裝置具有所需的功能，又不消耗無功功率，不產生諧波，為此采用自換相整流裝置，并對其進行PWM控制。這樣既可使輸入電流無諧波，又可使功率因數為1，實現了電力電子成套裝置的綠色化。

2、DC/AC逆變器用電力半導體器件的發展

DC-AC逆變技術能夠實現直流電能到交流電能的轉換，可以從蓄電池、太陽能電池等直流電能變換得到質量較高的、能滿足負載對電壓和頻率要求的交流電能。DC-AC逆變技術在交流電機的傳動、不間斷電源（UPS）、變頻電源、有源濾波器、電網無功補償器等許多場合得到了廣泛的應用。

DC-AC逆變技術的基本原理是通過半導體功率開關器件（例如SCR，GTO，GTR，IGBT和功率MOSFET模塊等）的開通和關斷作用，把直流電能變換成交流電能，因此是一種電能變換裝置。由于是通過半導體功率開關器件的開通和關斷來實現電能轉換的，因此轉換效率比較高，但轉換輸出的波形卻很差，是含有相當多諧波成分的方波。而多數應用場合要求逆變器輸出的是理想的正弦波，因此如何利用半導體功率開關器件的開通和關斷的轉換，使逆變器輸出正弦波和準正弦波就成了DC-AC逆變器技術發展中的一個主要問題。

今后，隨著工業和科學技術的發展，對電能質量的要求

將越來越高， DC-AC逆變器在這種變換中的作用也會日益突顯出來。

3、逆變器的應用領域

3.1以直流發電機、蓄電池、太陽能電池和燃料電池為主直流電源的場合，如航空靜止變流器（27V或270V DC/115V 400Hz AC）、通訊靜止變流器（48V DC/220V 50Hz AC）；

3.2以變頻或恒頻交流電為主交流電源且采用交-直-交變換方案的場合，如飛機變速恒頻電源（變頻交流電/115V 400Hz AC）、新型風力發電電源（變頻交流電/220V 50Hz AC）和變頻電源（220V 50Hz DC/115V 400Hz AC或115V 400Hz AC/220V 50Hz AC）；

3.3不間斷電源UPS中的核心環節-逆變器；

3.4作為校表臺產品的電壓、電流標準源-電壓功率放大器、電流功率放大器。

4、結 論

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當前,電力電子作為節能、節才、自動化、智能化、機電一體化的基礎,正朝著應用技術高頻化、硬件結構模塊化、產品性能綠色化的方向發展。在不遠的將來,電力電子技術將使電源技術更加成熟、經濟、實用,實現高效率和高品質用電相結合。

1.電力電子技術的發展

現代電力電子技術的發展方向,是從以低頻技術處理問題為主的傳統電力電子學,向以高頻技術處理問題為主的現代電力電子學方向轉變。電力電子技術起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其發展先后經歷了整流器時代、逆變器時代和變頻器時代,并促進了電力電子技術在許多新領域的應用。八十年代末期和九十年代初期發展起來的、以功率MOSFET和IGBT為代表的、集高頻、高壓和大電流于一身的功率半導體復合器件,表明傳統電力電子技術已經進入現代電力電子時代。

1.1整流器時代

大功率的工業用電由工頻(50Hz)交流發電機提供,但是大約20%的電能是以直流形式消費的,其中最典型的是電解(有色金屬和化工原料需要直流電解)、牽引(電氣機車、電傳動的內燃機車、地鐵機車、城市無軌電車等)和直流傳動(軋鋼、造紙等)三大領域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉變為直流電,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶閘管的開發與應用得以很大發展。當時國內曾經掀起了-股各地大辦硅整流器廠的熱潮,目前全國大大小小的制造硅整流器的半導體廠家就是那時的產物。

1.2逆變器時代

七十年代出現了世界范圍的能源危機,交流電機變頻惆速因節能效果顯著而迅速發展。變頻調速的關鍵技術是將直流電逆變為0~100Hz的交流電。在七十年代到八十年代,隨著變頻調速裝置的普及,大功率逆變用的晶閘管、巨型功率晶體管(GTR)和門極可關斷晶閘管(GT0)成為當時電力電子器件的主角。類似的應用還包括高壓直流輸出,靜止式無功功率動態補償等。這時的電力電子技術已經能夠實現整流和逆變,但工作頻率較低,僅局限在中低頻范圍內。

1.3變頻器時代

進入八十年代,大規模和超大規模集成電路技術的迅猛發展,為現代電力電子技術的發展奠定了基礎。將集成電路技術的精細加工技術和高壓大電流技術有機結合,出現了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的問世,導致了中小功率電源向高頻化發展,而后絕緣門極雙極晶體管(IGBT)的出現,又為大中型功率電源向高頻發展帶來機遇。MOSFET和IGBT的相繼問世,是傳統的電力電子向現代電力電子轉化的標志。據統計,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半導體器件市場上已達到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在電力電子領域巳成定論。新型器件的發展不僅為交流電機變頻調速提供了較高的頻率,使其性能更加完善可靠,而且使現代電子技術不斷向高頻化發展,為用電設備的高效節材節能,實現小型輕量化,機電一體化和智能化提供了重要的技術基礎。

2.現代電力電子的應用領域

2.1計算機高效率綠色電源

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華為mate30最高支持有線充電40W，無線充電是27W，無線充電器需單獨購買。華為mate30電池容量是4200mAh，電池額定容量為4100mAh，電池內置不可拆卸。

充電器（Charger）是一種為其他電器進行充電的設備。該設備采用高頻電源技術，運用智能動態調整充電技術，利用電力電子半導體器件，把電壓和頻率固定不變的交流電變換為直流電，一般由柔性線路板、電子元器件等組成，其按設計電路工作頻率可分為工頻機和高頻機，在各個領都域被廣泛應用，特別是在生活領域，被廣泛用于手機、相機等常見電器。充電器按設計電路工作頻率來分，可分為工頻機和高頻機。工頻機是以傳統的模擬電路原理來設計，機器內部電力器件(如變壓器、電感、電容器等)都較大，一般在帶載較大運行時存在較小噪聲，但該機型在惡劣的電網環境條件中耐抗性能較強，可靠性及穩定性均比高頻機強。而高頻機是以微處理器(CPU蕊片)作為處理控制中心，是把繁雜的硬件模擬電路燒錄于微處理器中，以軟件程序的方式來控制UPS的運行。

（來源：文章屋網 ）