История развития электронной компонентной базы силовой электроники
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время происходит бурное развитие силовой электроники вместе с совершенствованием и пополнением ее элементной базы. Прогресс в современной силовой электронике напрямую влияет на темпы технологического развития промышленных обществ.Концепция силовой электроники включает в себя преобразование электрической энергии из одной формы в другую, например, из постоянного тока в переменный или наоборот. Это имеет решающее значение во многих современных технологиях.Актуальность исследования истории развития электронной компонентной базы силовой электроники обусловлена тем, что в настоящее время силовая электроника, развивающаяся уже более века, является перспективной и востребованной областью в таких отраслях как: возобновляемые источники энергии, электромобили и аэрокосмическая промышленность и др. Развитие силовой электроники позволило добиться значительных успехов в этих отраслях, сделав их более эффективными, надежными.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение ................................................................................................................ 3
Глава 1. История развития компонентой базы силовой электроники..... 4
1.1. Первый этап. Ламповые вентили (1901–1958 гг.)....................................... 5
1.2. Второй этап. Тиристоры и биполярные транзисторы (1958–1985 гг.)...... 9
1.3. Третий этап. Мощные тиристоры, IGBT и MOSFET (с 1985 г. по настоящее время)................................................................................................. 12
Глава 2. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ КОМПОНЕНТОВ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СИЛОВОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ................................................................................................ 16
2.1. Интеллектуальные силовые схемы (Smart Power Circuits)….…...............16
2.2. Интеллектуальные силовые ключи (Intelligent Power Switches)……….18
2.3. Интеллектуальные силовые модули (Intelligent Power Module)…………19
Заключение ......................................................................................................... 22
Источники ........................................................................................................... 23
Список литературы
1. МЭК 551-11-01 [Электронный ресурс] URL: https://docs.cntd.ru/document/1200192625 (дата обращения: 25.03.23).
2. Баранов М.И., Шерстюкова Т.Д. Электротехническая "война" постоянного и переменного токов: краткая история и области их современного применения [Электронный ресурс] URL: https://cyberleninka.ru/article/n/elektrotehnicheskaya-voyna-postoyannogo-i-peremennogo-tokov-kratkaya-istoriya-i-oblasti-ih-sovremennogo-primeneniya/viewer, (дата обращения: 25.03.23).
3. Б.М. Малашевич. Очерки истории российской электроники. 50 лет отечественной микроэлектронике. Краткие основы и история развития. – М.: Техносфера, 2013. – 800 с.
4. Микеров А.Г. Изобретение электровакуумного диода [Электронный ресурс] // Control Engineering Россия. – 2019. – № 1(79). – С. 96–99. URL: https://www.researchgate.net/publication/331301945_Mikerov_AG_Izobretenie_elektrovakuumnogo_dioda_Control_Engineering_Rossia_2019_No179_Str_96_-_99 (дата обращения: 26.03.23).
5. Думаневич А.Н., Евсеев Ю.А. Патент 0843040 от 22.06.1963. Симметричный тиристор [Электронный ресурс] URL: https://patents.su/3-349356-simmetrichnyjj-tiristor.html (дата обращения: 26.03.23).
6. Сивцев С.С., В.А. Шалимов. Генераторы импульсов наносекундной длительности в современных технологических процессах [Электронный ресурс] // Доклады ТУСУРа. – 2006. – № 6. – С. 103–105. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/generatory-impulsov-nanosekundnoy-dlitelnosti-v-sovremennyh-tehnologicheskih-protsessah/viewer (дата обращения: 24.03.23).
7. Воронин П.А. Силовые полупроводниковые ключи. Семейства, характеристики, применение. Изд. 2-е, перераб. и доп. – М.: Издательсткий дом «Додэка-XXI». – 2005. – 384 с.
8. Лебедев А., Сбруев С.. SiC-электроника: прошлое, настоящее, будущее [Электронный ресурс] // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. – 2006. – № 5. – С. 28–41. URL: https://www.electronics.ru/journal/article/754 (дата обращения: 27.03.23).
9. Lee H., Smet V., Tummala R. A Review of SiC Power Module Packaging Technologies: Challenges, Advances, and Emerging Issues [Электронный ресурс] // IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics. – 2020. – Vol. 8. – Iss. 1. – P. 239–255. URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/8892493 (дата обращения: 28.03.23).
10. Ланцов В., С. Эраносян. Интеллектуальная силовая электроника: вчера, сегодня, завтра // Силовая электроника. – 2006. – № 1. – С. 4–7. URL: https://power-e.ru/wp-content/uploads/2006_01_4.pdf (дата обращения: 27.03.23).
В 1904 г. Джон Флеминг открыл широкие возможности применения двухэлектродного вакуумного прибора для детектирования высокочастотных электромагнитных волн и назвал его «пустотным клапаном». Это привело к тому, что радио стало доступным миллионам жителей планеты. Устройство «пустотного клапана» похоже на лампу Эдисна: вентиль содержал баллон с нитью накала (катод), но при этом отличался формой цилиндрического дополнительного электрода (анода), который подключался к гальванометру с помощью антенны радиоприемника с трансформатором. Так как гальванометр был соединен с отрицательным выводом батареи, анодный ток наблюдался только при положительном полупериоде принимаемого антенной сигнала. К этому времени Дж. Флеминг, опираясь на электронную теорию, смог не только правильно объяснить эффект Эдисона потоком электронов между катодом и анодом, но также найти своему устройству практическое применение в качестве детектора . Дж. Флеминг официально закрепил патентом создание вакуумного диода в 1916 г.Американскому инженеру Ли де Форесту в 1906 г. пришла идея расположить между анодом и катодом еще один электрод, который он назвал «сетка». Он был выполнен в виде редкой сетки, которая располагалась близко к катоду, благодаря чему через нее могли легко электроны. Подавая на сетку положительное напряжение, Ли де Форест наблюдал ускорение электронов и то, что большее их число достигали анода. При изменении полярности напряжения наблюдалось отталкивание части или всех электронов к катоду. Таким образом, в результате управления напряжением на сетке, так лампы заметно изменялся, то есть лампа работает как усилитель тока.