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[讨论] 大电流能量收集

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    [LV.2]偶尔看看I

    发表于 2016-9-29 10:59:47 |显示全部楼层
    而太阳能和风力发电场承诺在清洁和可再生的方式提供大量的能量,很少是由发电机的电力用户关闭。相反,输电线路和开关电路需要在地方的路线和条件的原始能量转化为可用的形式在一个实际的位置。

    当接触器和继电器做交换和路由能力不错,他们的身体运动部件不穿和年龄,在较高的接触电阻,氧化时间的结果。在大多数情况下,它太昂贵,使用镀金触点,特别是大电流的设备,需要很多的截面积,无需加热过的原始电流。

    一种解决方案是使用非常低的电阻功率晶体管,坚固的足以应付,风力涡轮机或大容量的太阳能电池板阵列可以把高电流。这些固态设备必须处理非常高的电流量(高达1900A 在某些情况下)和高电压(例如1000 V)。

    本文着眼于大功率场效应管,具有较低的正向通态电阻(RDS(上))。而各种各样的零部件存在,我们将限制那些额定在1 / 10Ω或更少的讨论。本文将研究P沟道和N沟道器件,这可以从几百瓦到5000瓦的功率。这些都是非常适合的风力涡轮机的操作阶段以及大容量的太阳能安装,开关电源,逆变电源。

    低电压应用

    最年长的太阳能电池板和系统基于12 V的倍数如12、24、36、48,在这种情况下,最低的RDS(上)规格是可取的和更高的额定电流是必要的。电压越低,高的达到相同的功率额定电流。此外,电流越大,越亏损线,红外加热电缆和接触。

    低电压应用,通常高达36 V,600个部分像IXYS ixtn600n04t2有现成的,并将处理高达40 V最大。你可能认为4 V是没有太大的余地,过压条件和风力涡轮机,可以得到阵风可以翻译成潮,你是正确的。然而,太阳能电池板,只有那些会引起过电压可以是电磁脉冲或一个巨大的太阳耀斑。在任何情况下,我们会有更大的问题是这些事件,可炒电子(甚至是那些在盒子里还是新的和未使用的)。

    1.jpg
      
    图1:归一化RDS(on)电阻对温度敏感,但非常稳定,在整个电流范围。

    IXTN600也不例外(图2)。

    2.jpg

    图2:随着温度的降低所有FET。在这种情况下,在额定175°C,性能下降很快在162°。

    需要注意的是,如前所述,热是这些零件的任何敌人。即使有1.6mΩ阻力,1.376 V的电压降会在漏极和源极是目前导致。在860A,转化成近1200 W的功率,这部分需求消散。连接器的阻力是至关重要的因为接触的1 / 10Ω阻力将下降86 V在860 A 时。

    改进

    3.jpg
      
    图3:相对小的SOT - 227提供良好的热连接的散热和冷却的同时,在小范围内处理相当的功率。

    概要

    固态替代机械电极可用于更高功率的能量收集设备和更低的成本。固体部分的好处是,他们有效地支持非常高的电流流动而不采用金或银触点保持低电阻的需要。


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