高功率密度应用的I类陶瓷技术详细介绍

2512837 2020-11-19 | pdf | 0.40 MB | 次下载 | 1积分

资料介绍

　　无论是对通信、为大量数据提供安全可靠的存储，还是对电动和混合动力电动汽车运输来说，我们的社会都越来越依赖于电力。因此，供电保障对于享受现代生活至关重要。其中一个最紧迫的议题就是能源效率——部分原因在于电力成本不断上升，以及我们希望保护发电用的自然资源。当转用太阳能、风能等新能源，或考虑电子电路的冷却要求时，效率是最重要的一个考虑因素。全世界的工程师都在不断寻求提高设备效率的方法，这些方法包括高级电路拓扑结构，例如谐振转换器、智能电源管理和新材料的采用。在功率半导体领域，宽带隙（WBG）器件正开始受到欢迎，它可以让电源转换器件在更高频率、更高温度和更高电压下工作。随着开关速度的增加，电容器和磁性器件等关键元器件的尺寸可以减小，从而可在更高的电源转换效率下提供更大的功率密度。对提高效率和功率密度来说，由于开关半导体器件对任何电源系统中的静态和动态损耗都大有裨益，因此人们把大部分眼光都集中在了这类器件上。然而，在现有基础上要想实现小小改进却越来越困难并且成本也越来越高，因此工程师们正在寻找其他方法来提高效率。虽然许多工程师都认为电容器对于电源设计来说只是支持性器件，但越来越多的人却认识到必须要提高它们的效率，进而提高功率密度。在电源设计中，电容器在三个方面会对系统效率产生积极影响，每个方面对电容器的要求略有不同。首先，缓冲器可能需要高dV/dT、高纹波电流、高电压、高温以及低电感。其次，直流链路需要高纹波电流、电压、温度和频率。第三，谐振转换器需要高纹波电流、宽工作电压范围，以及随温度和交直流电压变化的电容稳定性。考虑到上述应用的综合要求，电容器应具有极低的损耗、高纹波电流处理能力、能够承受高电压并接受更高的工作温度，同时具有稳定的电容和高机械稳定性。为了使用宽带隙半导体实现高密度、高效率的电源，必须使采用这些封装的电容器具有高温度和机械稳定性。