高壓大功率電源技術的案例
三相中大功率UPS電源的五大新技術
三相中大功率UPS電源滲透入生活的每一重要單元，目前主要運行在數據中心與關鍵電源兩種場景，在IDC、Colo、金融、電信、醫療、半導體、石油石化、機場、軌道交通、電力等各行業得到廣泛應用。經過近三十年的市場推廣與實際使用，用戶對工頻機、高頻機、固定功率一體機、模塊化UPS等概念已經有了深刻的理解。
近十年來，在大型及超大型數據中心、半導體等行業需求的推動下，三相大功率UPS電源出現了很多新的理念與創新。本文對其中重要的五大新技術做簡單介紹。
1.電氣變換技術的三種運行模式
逆變器優先
旁路優先
超級旁路優先
三相UPS走到今天，我們需要問自己一個問題：一定要采用雙變換電氣變換技術由逆變器提供1%精度交流電給負載供電嗎？1%的精度對負載很重要嗎？答案是否定的，業內目前已經發展出三種運行模式供用戶選擇使用。
逆變器優先運行模式（雙變換）。如下圖示，從電氣變換技術角度來看，工頻機高頻機都是采用的雙變換在線式技術，即能量經過整流器逆變器兩次能量變換后，由逆變器提供電壓精度為1%、諧波含量小于5%的正弦波交流電給負載供電。這種運行模式也可以稱為：逆變器優先運行模式（雙變換）。
逆變器優先運行模式的優勢是輸出電壓精度高達1%。劣勢是由于能量的兩次100%轉換，在正常15-60%負荷下，UPS整機效率較低僅88-95%。同時電流每秒鐘都流經整流器、逆變器、電容等功率器件，元器件疲勞老化嚴重，壽命降低，導致UPS可用性降低。而可用性才是用戶對UPS的最重要需求。
回過頭來看，逆變器優先模式（雙變換）本身就是一種低可用性的運行模式。這是這么多年以后大家才痛苦認識到的一個事實。
有沒有新的思路？500VA的小功率的后備式UPS和5KVA的在線互動式UPS正常情況下是旁路市電輸出供電，不是也保護了IT負荷嗎？
展開 下一代高壓大功率電驅總成技術路線的探討
下一代高壓大功率電驅總成技術路線的探討
距離電源750米，終端功率3KW選多大電纜?220V電源
設備功耗計算
已知電器功率是3kw，如果是阻性負載，比如電飯煲、電水壺、電熱水器等加熱設備，那么每千瓦是4.5A，則3kw的電器額定電流是13.5A。
假設是感性負載，比如電磁爐、水泵、空調、微波爐等電器，那么每千瓦大概在6A左右，則3kw的電器額定電流大約18A。
由于我們不知道所用負載的特性，或者有可能是混合使用，因此我們取電器總功率使用的電流中間數，則18+13.5/2≈15A。
電壓降計算
首先我們要了解，國家關于供電的標準規定，民用最低電壓是220V50HZ《中華人民共和國國家標準 GB/T 12325—2008 供電電壓偏差》(2008-06-18發布 2009-05-01實施 ）規定用戶受電端供電電壓的允許偏差為：民用的220V單相供電時，電壓偏差范圍是+7%，-10%。即198v～235v(注意純感應負載不能低于5%的電壓降)，在這之間都是可以正常給電氣設備供電。并由此可知，最低電壓降不能低于220-198=22v。
根據歐姆定律U=IR，則R=22/15=1.46Ω，不管是單相電還是三相電，它們都是需要往返回路工作的，所以電壓降是△U=2IR，則電阻是0.73歐姆。
在正常溫度20度時，銅的電阻率是0.0178Ω/米，鋁的電阻率是0.028Ω/米，用符號ρ表示。
電纜截面積的計算公式是S=ρ*l/R，則截面積S=0.0178×750/0.73=18m㎡的銅電線
可以測量起始端電壓，變壓器的供電半徑是500米，離的越近電壓越高，相反在半徑邊緣電壓則相對較低。提問者可以考慮架線施工，這樣線徑可以適當的放低。
展開 距離電源750米，終端功率3KW選多大電纜?220V電源
設備功耗計算
已知電器功率是3kw，如果是阻性負載，比如電飯煲、電水壺、電熱水器等加熱設備，那么每千瓦是4.5A，則3kw的電器額定電流是13.5A。
假設是感性負載，比如電磁爐、水泵、空調、微波爐等電器，那么每千瓦大概在6A左右，則3kw的電器額定電流大約18A。
由于我們不知道所用負載的特性，或者有可能是混合使用，因此我們取電器總功率使用的電流中間數，則18+13.5/2≈15A。
電壓降計算
首先我們要了解，國家關于供電的標準規定，民用最低電壓是220V50HZ《中華人民共和國國家標準 GB/T 12325—2008 供電電壓偏差》(2008-06-18發布 2009-05-01實施 ）規定用戶受電端供電電壓的允許偏差為：民用的220V單相供電時，電壓偏差范圍是+7%，-10%。即198v～235v(注意純感應負載不能低于5%的電壓降)，在這之間都是可以正常給電氣設備供電。并由此可知，最低電壓降不能低于220-198=22v。
根據歐姆定律U=IR，則R=22/15=1.46Ω，不管是單相電還是三相電，它們都是需要往返回路工作的，所以電壓降是△U=2IR，則電阻是0.73歐姆。
在正常溫度20度時，銅的電阻率是0.0178Ω/米，鋁的電阻率是0.028Ω/米，用符號ρ表示。
江城，市中心，紫薇小區某單身公寓內。當清晨的第一縷陽光，透過玻璃照進臥室時，蕭陽迷迷糊糊的睜開了眼，發現自己正躺在一個陌生的房間內。“這是哪？” 他四處打量了下。這是一套面積并不大的單身公寓，房子裝修的倒也算精致，床頭擺了一個大大的棕熊玩偶。自己怎么會在這里？蕭陽揉了揉有些刺痛的腦袋，依稀想起了昨天傍晚發生的事情。昨天傍晚時分，他騎著電動車替店里去送外賣，在路上被一輛忽然出現的紅色轎車撞倒，隨后便失去了意識。
展開 
RS瑞森半導體-大功率開關電源的應用
另外上千瓦的大功率開關電源，要求其高效、功率密度高、體積小、重量輕、成本低，PFC線路上采用瑞森半導體碳化硅（SiC）二極管可以提升大功率開關電源的功率密度和效率，有效降低了開關損耗。
五、大功率開關電源應用產品推薦
根據大功率開關電源對MOS管的需求，推薦瑞森半導體以下產品系列：
REASUNOS瑞森半導體碳化硅二極管在大功率電源上的應用
一、前言
大功率電源通常由一個變壓器、整流電路、濾波電路、功率半導體器件和開啟電路等多個部分組成。變壓器主要用于將市電的交流電壓轉換為設備所需要的直流電壓。整流電路將輸出的交流電壓轉化為直流電壓。濾波電路可對直流電壓進行過濾，使其更加穩定。功率半導體器件則用于放大輸出信號功率，實現高功率輸出功能。開啟電路在電源啟動時，會產生一個非常短暫的電壓降低，來避免高壓損壞電源的部件。
二、產品應用
大功率電源廣泛應用于各個領域，如：電子類、電力類、汽車類、航空與航天類、醫療和海洋工程類、軍事類等。在航天航空領域，大功率電源提供飛機飛行所需的全部電量。在軍事領域，大功率電源作為保證通訊的中心設備，以確保作戰的順利進行。在醫療設備領域，大功率電源用于供電給CT機、超聲波、心電圖等不同的醫療器械。
三、典型應用拓撲圖
因大功率電源要求其高效、功率密度高、體積小、重量輕、成本低等需求，大功率電源PFC電路推薦采用碳化硅二極管，可提升大功率電源的功率密度和效率，減少體積和降低成本，同時實現更高的環保效率。
展開 1平方的電源線最大能過多少安電流？實際上是多大的功率？
其實我們每個做過弱電監控工程的人都會面臨一個問題，甲方總會問一句話："監控室配電，你這一共有多少功率，我需要給你配多大平方的電源線呢？"
有的時候這是很懵逼的一件事，為啥？總功率自己通過設備能簡單算出來，不就是個加法嘛。而機房需要引入多大平方的電源線，則真的一時說不上來。
于是乎就引出了今天的主題：
一平方的電源線最大能過多少安的電流？實際上是多大的功率？我知道總功率，需要配置多大的引入電纜呢？如果監控機房里配置了2.5平方的電線，又能帶起多大功率的監控系統呢？總之一句話：監控工程施工中怎樣算要用多大的電線電纜。
其實這有一個專業的算法，根據環境不同，稍微有所出入。一般如下：
工作溫度30℃，長期連續90%負載下的載流量如下：
1.5平方毫米――14A,
2.5平方毫米――26A,
4平方毫米――32A，
6平方毫米――47A
16平方毫米――92A
25平方毫米――120A 電流換算功率：
1A=220W， 10A=2200W，依此類推。
如果載流量是14A的銅線，就是：220W×14=3080W, 那么1.5平方銅線功率是3.08千瓦。
銅芯電線允許長期電流
2.5 平方毫米(16A～25A)
4平方毫米(25A～32A)
6平方毫米(32A～40A)
鋁芯電線允許長期電流
2.5 平方毫米(13A～20A)
4平方毫米( 20A～25A)
6平方毫米( 25A～32A)
實際項目說明
1、每臺計算機耗電約為200～300W(約1～1.5A)，那么10臺計算機就需要一條2.5 平方毫米的銅芯電線供電，否則可能發生火災。
2、每臺拼接屏耗電約為200～300W(約1～1.5A)，那么12臺計算機就需要一條3平方毫米的銅芯電線供電。
展開 1平方的電源線最大能過多少安電流？實際上是多大的功率？
其實我們每個做過弱電監控工程的人都會面臨一個問題，甲方總會問一句話："監控室配電，你這一共有多少功率，我需要給你配多大平方的電源線呢？"
有的時候這是很懵逼的一件事，為啥？總功率自己通過設備能簡單算出來，不就是個加法嘛。而機房需要引入多大平方的電源線，則真的一時說不上來。
于是乎就引出了今天的主題：
一平方的電源線最大能過多少安的電流？實際上是多大的功率？我知道總功率，需要配置多大的引入電纜呢？如果監控機房里配置了2.5平方的電線，又能帶起多大功率的監控系統呢？總之一句話：監控工程施工中怎樣算要用多大的電線電纜。
其實這有一個專業的算法，根據環境不同，稍微有所出入。一般如下：
工作溫度30℃，長期連續90%負載下的載流量如下：
1.5平方毫米――14A,
2.5平方毫米――26A,
4平方毫米――32A，
6平方毫米――47A
16平方毫米――92A
25平方毫米――120A 電流換算功率：
1A=220W， 10A=2200W，依此類推。
如果載流量是14A的銅線，就是：220W×14=3080W, 那么1.5平方銅線功率是3.08千瓦。
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于是乎就引出了今天的主題：
一平方的電源線最大能過多少安的電流？實際上是多大的功率？我知道總功率，需要配置多大的引入電纜呢？如果監控機房里配置了2.5平方的電線，又能帶起多大功率的監控系統呢？總之一句話：監控工程施工中怎樣算要用多大的電線電纜。
其實這有一個專業的算法，根據環境不同，稍微有所出入。一般如下：
工作溫度30℃，長期連續90%負載下的載流量如下：
1.5平方毫米――14A,
2.5平方毫米――26A,
4平方毫米――32A，
6平方毫米――47A
16平方毫米――92A
25平方毫米――120A 電流換算功率：
1A=220W， 10A=2200W，依此類推。
如果載流量是14A的銅線，就是：220W×14=3080W, 那么1.5平方銅線功率是3.08千瓦。
銅芯電線允許長期電流
2.5 平方毫米(16A～25A)
4平方毫米(25A～32A)
6平方毫米(32A～40A)
鋁芯電線允許長期電流
2.5 平方毫米(13A～20A)
4平方毫米( 20A～25A)
6平方毫米( 25A～32A)
實際項目說明
1、每臺計算機耗電約為200～300W(約1～1.5A)，那么10臺計算機就需要一條2.5 平方毫米的銅芯電線供電，否則可能發生火災。
2、每臺拼接屏耗電約為200～300W(約1～1.5A)，那么12臺計算機就需要一條3平方毫米的銅芯電線供電。
3、每臺硬盤錄像機、矩陣耗電約為150-200w(約1A)，那么5臺硬盤錄像機及矩陣加顯示器，算下來也要2平方毫米的銅纜供電才行。
展開 1平方的電源線最大能過多少安電流？實際上是多大的功率？
于是乎就引出了今天的主題：
一平方的電源線最大能過多少安的電流？實際上是多大的功率？我知道總功率，需要配置多大的引入電纜呢？如果監控機房里配置了2.5平方的電線，又能帶起多大功率的監控系統呢？總之一句話：監控工程施工中怎樣算要用多大的電線電纜。
其實這有一個專業的算法，根據環境不同，稍微有所出入。一般如下：
工作溫度30℃，長期連續90%負載下的載流量如下：
1.5平方毫米――14A,
2.5平方毫米――26A,
4平方毫米――32A，
6平方毫米――47A
16平方毫米――92A
25平方毫米――120A 電流換算功率：
1A=220W， 10A=2200W，依此類推。
如果載流量是14A的銅線，就是：220W×14=3080W, 那么1.5平方銅線功率是3.08千瓦。
銅芯電線允許長期電流
2.5 平方毫米(16A～25A)
4平方毫米(25A～32A)
6平方毫米(32A～40A)
鋁芯電線允許長期電流
2.5 平方毫米(13A～20A)
4平方毫米( 20A～25A)
6平方毫米( 25A～32A)
實際項目說明
1、每臺計算機耗電約為200～300W(約1～1.5A)，那么10臺計算機就需要一條2.5 平方毫米的銅芯電線供電，否則可能發生火災。
2、每臺拼接屏耗電約為200～300W(約1～1.5A)，那么12臺計算機就需要一條3平方毫米的銅芯電線供電。
3、每臺硬盤錄像機、矩陣耗電約為150-200w(約1A)，那么5臺硬盤錄像機及矩陣加顯示器，算下來也要2平方毫米的銅纜供電才行。
展開 1平方的電源線最大能過多少安電流？實際上是多大的功率？
其實我們每個做過弱電監控工程的人都會面臨一個問題，甲方總會問一句話："監控室配電，你這一共有多少功率，我需要給你配多大平方的電源線呢？"
有的時候這是很懵逼的一件事，為啥？總功率自己通過設備能簡單算出來，不就是個加法嘛。而機房需要引入多大平方的電源線，則真的一時說不上來。
于是乎就引出了今天的主題：
一平方的電源線最大能過多少安的電流？實際上是多大的功率？我知道總功率，需要配置多大的引入電纜呢？如果監控機房里配置了2.5平方的電線，又能帶起多大功率的監控系統呢？總之一句話：監控工程施工中怎樣算要用多大的電線電纜。
其實這有一個專業的算法，根據環境不同，稍微有所出入。一般如下：
工作溫度30℃，長期連續90%負載下的載流量如下：
1.5平方毫米――14A,
2.5平方毫米――26A,
4平方毫米――32A，
6平方毫米――47A
16平方毫米――92A
25平方毫米――120A
電流換算功率：
1A=220W， 10A=2200W，依此類推。
如果載流量是14A的銅線，就是：220W×14=3080W, 那么1.5平方銅線功率是3.08千瓦。
銅芯電線允許長期電流
2.5 平方毫米(16A～25A)
4平方毫米(25A～32A)
6平方毫米(32A～40A)
鋁芯電線允許長期電流
2.5 平方毫米(13A～20A)
4平方毫米( 20A～25A)
6平方毫米( 25A～32A)
實際項目說明
1、每臺計算機耗電約為200～300W(約1～1.5A)，那么10臺計算機就需要一條2.5 平方毫米的銅芯電線供電，否則可能發生火災。
展開 
技術 | 碳化硅功率器件的三大關鍵技術！
混合SiC功率模塊與同等額定電流的SiIGBT模塊產品相比，可顯著提高工作頻率，大幅度降低開關損耗。
全SiC功率模塊是在優化工藝條件及器件結構，改善了晶體質量后才實現了SiCSBD與SiCMOSFET一體化封裝，解決了高壓級別SiIGBT模塊功率轉換損耗較大的問題，可在高頻范圍中實現外圍部件小型化，但成本較高。
封裝技術
封裝過程中需要涉及的電、熱和熱機械問題，取決于器件的電壓等級和電流水平，傳統的功率封裝方法是實現SiC功率器件性能優勢的限制因素。SiC功率器件的封裝材料應滿足以下要求：
(1)具有良好的導熱性；
(2)具有優良的絕緣特性；
(3)熱膨脹系數小，與SiC半導體材料的熱膨脹系數相匹配；
(4)耐高溫，在空氣氛圍300℃以上高溫環境中保持穩定。
隨著SiC功率器件產業鏈中各項技術的進一步完善，未來各種SiC功率器件會在成品率、可靠性和成本方面取得很大改善，從而進入全面推廣應用的階段，將引發電力電子技術的新革命。
參考來源：
[1]閆美存.碳化硅功率器件的關鍵技術及標準化研究
[2]葛海波等.碳化硅功率器件的關鍵技術及標準化研究
文稿來源：中國粉體網
展開 淺談大功率充電技術
大功率是相對而言的，功率是由電壓和電流決定的，所以大功率基本上可以理解為這2個指標的提升；目前還沒有一個明確的定義來說明大功率的功率范圍，我們可以看見歐美普遍是定義在350KW(1000v,350A) 而特斯拉也把其大功率充電定義在350KW甚至更高的范圍;我們未來的標準有可能定義為：1500V*600A/900KW(max power),按照2015版的標準，目前充電口最大的電壓為750/1000V，電流最大也只有250A;而我們的大功率充從未來有可能會和日本聯合開發；
功率充電系統的兩側
我們把充電系統分成車輛端（EV）和充電設施端（EVSE)來看，這個里面涉及到的關聯企業比較多，比如在EVSE端，有電網、充電設施廠家、充電運營商等，這里面的任何一個企業都可以單獨拿出來和歐美做比較寫點東西，因內容太多，暫不展開敘述；大功率的充電對電網的挑戰，很多人有很多的擔擾，例如電網負荷不夠、利用率不夠高等，其實我認為對電網的挑戰沒有說的那么夸張，而且不管怎么樣，提前預研總是好的，不要等歐美國家都把技術做完了，我們又得追趕。
展開 大功率半導體技術現狀及其進展
但由于這類超寬禁帶半導體的生產工藝復雜和成本過高，限制了其市場規模，目前主要用于超高壓器件和高敏傳感器等特殊應用領域 [19] 。
伴隨著全球半導體產業的技術革命與進步，大功率半導體器件發展 60 多年，圍繞器件的功率容量、工作頻率和轉換效率經歷了 3 次大的技術跨越：① 從半控型晶閘管到全控型 GTO，促進了傳動技術從直流傳動向交流傳動的進步。② 從電流驅動 GTO 到電壓驅動IGBT，實現了數字控制，應用更簡單和智能。③ 從硅基 IGBT 到寬禁帶器件，系統更加緊湊和輕量化、損耗更低、開關速度更快。
2 國內大功率半導體器件技術研究與應用
國內大功率半導體器件開發始于 20 世紀 60 年代初，從硅整流二極管和晶閘管起步，經過近 60 年的發展，已經具備大功率晶閘管、IGCT、IGBT 和寬禁帶器件的設計、開發與制造能力，滿足了工業、能源和交通等各個領域的應用需求。功率半導體器件伴隨我國鐵道電氣化事業的發展而成長壯大，見證了我國高壓直流輸電技術的發展，可支撐“雙碳”愿景下交通與能源領域的應用需求。
2.1 軌道交通牽引
中國鐵道電氣化的發展史也是國內功率半導體技術創新與產業進步史。
展開 一文了解大功率半導體技術歷史進程與現狀
隨著工藝技術的發展，GaN 器件在 5G 通信、數據中心、不間斷電源（UPS）和快速充電等領域也得到了廣泛關注。目前，主流GaN 器件是在硅襯底上生長的，從而能夠與硅器件共用工藝平臺，硅基 GaN 在成本上占據顯著優勢。
此外，以氮化鋁（AlN）、氧化鎵（Ga
2
O
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）和金剛石為代表的禁帶寬度超過 4 eV 的超寬禁帶半導體材料也受到了人們的關注。但由于這類超寬禁帶半導體的生產工藝復雜和成本過高，限制了其市場規模，目前主要用于超高壓器件和高敏傳感器等特殊應用領域。
伴隨著全球半導體產業的技術革命與進步，大功率半導體器件發展 60 多年，圍繞器件的功率容量、工作頻率和轉換效率經歷了 3 次大的技術跨越：① 從半控型晶閘管到全控型 GTO，促進了傳動技術從直流傳動向交流傳動的進步。② 從電流驅動 GTO 到電壓驅動IGBT，實現了數字控制，應用更簡單和智能。③ 從硅基 IGBT 到寬禁帶器件，系統更加緊湊和輕量化、損耗更低、開關速度更快。
02
國內大功率半導體器件技術研究與應用
國內大功率半導體器件開發始于 20 世紀 60 年代初，從硅整流二極管和晶閘管起步，經過近 60 年的發展，已經具備大功率晶閘管、IGCT、IGBT 和寬禁帶器件的設計、開發與制造能力，滿足了工業、能源和交通等各個領域的應用需求。功率半導體器件伴隨我國鐵道電氣化事業的發展而成長壯大，見證了我國高壓直流輸電技術的發展，可支撐“雙碳”愿景下交通與能源領域的應用需求。
2.1 軌道交通牽引
中國鐵道電氣化的發展史也是國內功率半導體技術創新與產業進步史。
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