シリコンが処理できる最大電圧はいくつですか？

今日、私たちは効率を求める競争の中で、変圧器からスイッチング電源に移行しました。ほとんどすべてのPSUは、単相低電圧動作（私の国では220Vac / 310Vdc）向けに設計されています。PC用の380V 3フェーズ3+ kW ATX PSUは、効率とリップルノイズが低いにもかかわらず、今まで見たことがありません。これらは、GPUのスタックに非常に役立ちます。それは主に電解コンデンサが整流された660Vdcに耐えられないためだと思います。

そして、それは通常村の変圧器に来るので、10kVの中電圧ラインを整流することはさらに良いかもしれません。しかし、破壊せずに生き残ることができる電圧制限シリコンデバイス（MOSFET）は何ですか？

HVDCコンバータで使用する8 kV定格（数千アンペア）のサイリスタを入手できます。ゲートは、明らかな理由で光学的に結合されています。また、HVDCリンクでタンデムで使用される場合、直列に接続されたサイリスタ間のゲート駆動速度の違いが重要であり、光学的には速度に関してもう少し明確です。

安全に制御するために必要なさまざまな追加機能（スナバーなど）をトレイにいくつか積み上げ、次のいずれかを取得します。-

次に、次のようにトレイを積み重ねて、メガボルトの神々の記念碑を建てます。

一番下の小さな男に注目してください。

電力に関しては、20 MWの電力を制御するには40グラムのシリコンが必要であり、これらの設備の多くは文字通り1000 MW以上であると読みました。

そしてそれは通常村の変圧器に来るので、10kVの中電圧ラインを整流することはさらに良いかもしれません。

ああ、でも信頼できる安全な絶縁は得られません-家の配線の1つの故障と10 kVは良くありません。さらに、HVDCリンクと通常のACリンクの損益分岐点は何マイルも離れています。

三相380v〜12V PSUはどこにありますか？

「標準」の3相整流回路で長年使用されている回路に固有の技術的な問題があります。

問題は、それらがどのように切り替わり、力率が修正されるかです。古き良き時代には誰も気にしませんでしたが、今日では多くの国でPFと清潔さを保つことが最重要事項です。これは、標準の3相整流器の問題です。他の相とそのダイオードのブロッキング効果により、ダイオードは0ボルトから0ボルト（1/2サイクル全体）まで導通できないため、PF補正できません。三相電源から取られるパルス電流は本当に悪いです。

解決策は、共通のDCバスにすべての寄与電力を供給する3つの単相（およびPF補正済み）を使用することです。したがって、最新の3相スイッチング電源は、実際には3つの単相電源です。

HVDCサイリスタはどのようにそれを行うのですか？彼らは、小さな家と同じ大きさのフィルターを使用して、生成された高調波を抑制します。

すべてのサイリスタの「バルブ」が存在する「バルブホール」と比較した、高調波フィルターの相対的なサイズに注意してください。あらゆる種類のダブルおよびシングルチューンドフィルターは、これらの高調波を除去するためだけに使用され、同じ技術がより一般的な標準3相スイッチング電源（現代の法律に適合しないもの）で使用された場合は、何を推測します。フィルタリングのコストは、PF補正が組み込まれた個別の電源の追加コストよりも高くなります。

モデル名へのリンクを提供できますか、少なくとも製品シリーズに名前を付けられますか？

最大8 kVおよび4800アンペアの定格のインフィニオンサイリスタディスク。

しかし、電圧制限シリコンキー（MOSFET）は何を突破せずに生き残ることができるのでしょうか。

実質的に制限はありません。電圧がコンポーネントのブレークダウン電圧を超える場合は、2つを直列に接続します。

高電圧DC電力伝送用のシリコン半導体ベースの整流器があります。これらは800 kV以上で動作します。

それでも、最終的に3桁小さい電圧を生成する電源への入力として複数のkVを使用しようとすると、途方もなく高価になります。また、家庭内で複数のkVを処理することは非常に危険です。

彼らは実際にはより高い効率と制御を備えたソリッドステート変圧器を構築しており、これらは7.2kVで動作します

パワーエレクトロニクスの主力スイッチであるシリコンベースの絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（IGBT）が適しています。これらのデバイスは、ヨーロッパの鉄道アプリケーション用のSSTの構築に使用されています。そして、それらは確かに高速です。しかし、最も厳密な商用デバイスは、約6.5キロボルトまでの電圧に耐えることができます。この降伏電圧は、さまざまな電力アプリケーションにとって完全に適切ですが、配電用変圧器を流れる電気を処理するには不十分です。米国では、スペクトルの下限の標準的な電圧は7.2 kVです。

彼らはより大きなバンドギャップがあり、加熱の問題に対してより耐性のある炭化ケイ素を使用しています：

幸いなことに、シリコンだけが選択肢ではありません。過去10年間、化合物半導体、特に炭化ケイ素に基づくスイッチの開発に大きな進歩がありました。炭化ケイ素には、その大きなバンドギャップ（絶縁体から導体に切り替えるために克服しなければならないエネルギーのハードル）に起因する魅力的な特性の範囲があります。炭化ケイ素のバンドギャップは3.26電子ボルトからシリコンの1.1 eVです。これは、材料が破壊することなく、シリコンよりも大幅に高い電界と温度にさらされることを意味します。また、この化合物半導体ははるかに高い電圧に耐えることができるため、それから構築されたパワートランジスタをよりコンパクトにでき、その結果、シリコンベースの対応物よりもはるかに高速にスイッチングできます。

出典：https : //spectrum.ieee.org/energy/renewables/smart-transformers-will-make-the-grid-cleaner-and-more-flexible

FET入力BJT出力を備えた三菱IGBTハイブリッドは、メガワットと非常に高電圧をスイッチングできるようになりました 15kVを、スマートパワーインバーターやアレイの600V GTIでも使用され、Huaweiの2000S 50kWユニットなどの小型GTIに冗長性を提供します。

以下は、非常に高いスイッチングエネルギーと非常に低い内部ドライバーのESLおよびESRに関する多くの特許を持つ三菱ハイブリッドIGBTです。（インダクタンスと抵抗）彼らは今彼らの第8世代に取り組んでいると思います。

TIには、IGBTに関する優れた設計情報もあります。