IGBTsとX-Rayマシン

高圧電力スイッチングが必要な場合にIGBTが使われます。 非常に高い速度でスイッチオンとオフするそれらの能力とそれらの小さいサイズはそれらが芸術レントゲン撮影機やＸ線装置技術の状態に組み込まれることを意味しました、そこで、スペースは常にプレミアムです。新しいIGBT技術は、初期の構成要素の4分の1の表面積だけを占めるチップを提供することができます。 

最新のＸ線機械で使われるIGBTパワーモジュールは、出力とリップルを管理するだけでなく、スイッチング損失を減らすのを手伝うロジック回路、ドライバとアイソレータを含んでいる統合化構成に取り込まれます。　　　　

4つのパワーモジュールの各々は、2つの抗並列ダイオードと2つの並列IGBTsを一般的に含みます。コンポーネントは、通常、200〜400ボルトACに何もすることができ、入力電圧に依存して設定されたプッシュプルまたはハーフブリッジに配置されている。48kWの共振コンバータで最大電力で作動して、電流は50kHzの周波数のおよそ550Aでありそうです。出力電圧は、DSPベースであるコントローラで制御されます。 それは、通常共振負荷kVと電流に関してデュアルフィードバックループでインストールされます。

Ｘ線装置のコンパクトなサイズの必要で、また、サイズが原因だけでなく、論理回路、ドライバと隔離機構が統合されている方法のため、サイズは、使われるIGBTsとFREDコンポーネントのため、減らされました。コントローラの設置面積を縮小することのさらなる利点は、制御信号に旅行のためにはるかに少ない距離があるということです。この大幅な改善は、機械的完全性だけでなく、ノイズ耐性が、両方強化されることを意味します。

コンパクトなサイズは、将来のIGBTデザインによって対処されている副作用があります。主要な欠点は、コンパクトなサイズと熱損失との間のトレードオフである。熱の管理はＸ線装置の問題で、実質的なヒートシンクが機械のパワーコントローラに取り込まれることを意味します。この問題を解決して、比較的低い50oCをヒートシンクに維持することができる1つの方法は、かなり大規模な金属空冷式の押し出しを使うことです。同様にＸ線装置コンバータにとって可能である他の選択肢が、あります。

この種類のテクノロジーで、念頭に置いてX線装置で設計される特定アプリケーションコンバータは、最も低い可能性があるフットプリントを持ちます、そして、それらのアプリケーションに理想的です。

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IGBTsとエレベーター修理

IGBTsは、低い伝導損失を一般に持つ高いスイッチング・スピード構成要素で、高電圧が使われるどんなアプリケーションにでも、非常にふさわしいです。エレベーターのコントローラはこれらの種類のアプリケーションの例です、そして、IGBTsは、AC to DCコンバータに一般的に用いられます、そして、それはエレベーターをドライブするモーターをパワー /電力を供給し、メカニズムを制御します。IGBTsには、非常に高いスイッチング・スピードを提供する能力があります、何百から何千回秒にどこでも。典型的なIGBT用ターンオン時間未満400ナノ秒と500ナノ秒でわずかによりゆっくりターンオフ時間することができます。

これらの特性は、エレベーターを操作し、制御するために使用するアプリケーションの種類に望ましいが、対処する必要があり、それらの使用における潜在的な問題があります。実際、それ以外は予想外の修理を必要としている若干のエレベーター・コントローラ問題は、IGBTs自体の特性に起因する場合があります。

使われる周波数が十分に可聴範囲外であるとしてIGBTの典型的な高周波数を迷惑な可聴ノイズを排除するが、それらは無線周波数スペクトルをオーバーラップし、従って、無線周波数干渉の潜在的な問題を提示します。若干の状況では、この無線周波数干渉はエレベーター・コントローラを途絶するかもしれなくて、エレベーターが故障する原因になるかもしれません。 これらの問題は、通常エレベーターに電力供給において配線システムに対する注意によってトレースすることができて、調整することができます。

たとえRF干渉問題があるとしても選択肢を探す必要がないように、IGBTsは非常に高度なコンポーネントで、効率的なエレベーター電力制御システムの主要部分です。うまく設計された電源とコンバータシステムが適切に引用されたり、重要な機械の潜在的故障を防ぐために、敏感な機器から保護されることができます。

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IGBTsは、どのように大量輸送機関市場に革命をもたらしていますか

人々は携帯により依存しているようになっています、それでも、現在時代遅れの化石燃料で動く輸送機関システムになっていることの使用に対する重大な懸念があります。ますます今後は、世界は高度な電子機器で制御された電力により電力供給される大量輸送機関を見ます。IGBTsは、彼らの能力で効率的に電力方法をオンやオフに切り替える［スイッチングする］コントロールするために、大量輸送機関と鉱業/産業市場にあります。

世界中で、電気、ディーゼル電気や高い速度電気輸送機関システムの増加している使用は、それらをコントロールするために使用される方法での並列成長を見ました。特に過去10年に、これは、1つの形またはもう一つのIGBTsが1980年代から方々を見ているが、GTOsからIGBTsへの転換が目立ったところです。半導体技術のスイッチは、大量輸送機関システムがよりクリーン、より効果的サービスを提供するのを許可します。近代的な、効率的な電子制御システムによって制御される電気で動く車は、より速く、環境に、より持続可能な方法で、さらに人や物の両方を輸送することができます。

大量輸送はバス、電車、路面電車や公共交通機関の他の形態を意味するだけでなく。産業のおよび鉱業アプリケーションで使われる大型トラックと車両は、ACとDC車両に変わっています。電圧が500ボルト以上に上がるとき、IGBTsはアプリケーションで電力をコントロールする彼らの能力のため、ますます選ばれています。 それらが公共交通機関で使われるバスと他の車両で使われるちょうどその時、これらのIGBTsは電力が電気駆動鉱業トラックでスイッチオン及びオフされる方法の必須の要素になっています。 

それらのまさしくその性格によって、IGBTsは多くの余剰熱をもたらす傾向があります、そして、これらの半導体装置の使用を効率的な冷却装置とぴったり適合させる必要があります。 多くの熱を発生させる他の装置は、インバーター、チャージャとパワーコンバータだけでなくリチウムイオン・バッテリーの広範囲にわたる使用を含みます。 すべてのこれらの装置は、効率的な冷却システムを必要とします。

新しいコンポーネントと電池セルの効果的な冷却の必要性が冷却技術で並行開発を見ました。新しいヒートパイプ技術（高性能空冷式解決だけでなく）は技術に加わっているいくつかの金属と共に開発されました。そして、それは余剰熱が将来の大量輸送機関と産業の電気駆動輸送機関システムで出される方法を強化します。

IGBTとサイリスタ市場の増大と大量輸送機関のその使用は、それが一体どこで必要かについて、発電とその伝達へのより大きな投資の必要条件を意味します。 増加している傾向が必要とされるエネルギー量を供給するために近隣諸国の間に電力トレーディングのためにあることが、そして、IGBT技術の発展と有効性がその結果大きな成長を示す準備ができていることは、ありそうです。

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IGBTsと電気自動車

今まで、従来の燃料駆動車両には高電圧アプリケーションの必要がありませんでした、そして、電圧が典型的に100ボルト以上である効率的なスイッチング装置としてそれらの主要なアプリケーションがある、IGBTsの使用を求める少し要求がありました。　

ちょうどハイブリッド電気自動車（HEV）と本格的な電気駆動車両の出現だけではなく、それらのより高い電圧システムに適しているより効率的なテクノロジーを要求するそれ以外は従来の手段の照明とインジェクション・システムの革新のため、この状況は、速く変わっています。

高輝度放電ヘッドランプのようなデバイスの電気ドライブは、ならびに、はるかにより精密な直接的な燃料インジェクションポンプは一般に100ボルトを超える電圧で動作し、そして、これらのコンポーネントが高電圧の必要条件をより効率的に取り扱うことができて、現在自動車IGBTsを取り入れています。

約1000ボルトのレベルとより多くのハイブリッドならびに完全に電気自動車の開発のまわりに電圧を供給することがこれらの必要条件を取り扱うことができるIGBTsの発展を引き起こすとき、ハイブリッド電気自動車は効果的な電力制御を必要とします。

IGBT技術は、常にスイッチング・スピードと伝導損失の間の妥協です。IGBTsは、電気自動車産業でいろいろなアプリケーションのために伝導損失とスイッチング・スピードの間の最適なバランスを提供するために最適化されることができます。どんなアプリケーションでは、IGBTsがとても、将来に持続可能で環境に優しい交通機関の提供の重要な一部となることは確かです。

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IGBTsは、どのように太陽発電を助けることができますか

代替エネルギーシステムは、一般的に太陽光、風力、地熱、潮力源の混合物を含む。ほとんどの場合、特に世界的な気候に関して、これらの選択肢の大規模使用は、消費者の位置のため、とてもより実際的である場合があるか、エネルギー源として、または、環境影響に対する懸念のため、化石燃料の長期生存能力に対する懸念を増やすため選ばれるかもしれません。
理由がどうであれ、大規模太陽エネルギー・アプリケーションは、ますますグリッドシステムに接続していて、効果的低いエネルギー損失変換技術を必要とする。IGBTsは、高いロード状況の下で電気的な電力スイッチングをコントロールするそれらの能力のため、ますます選ばれています。

効率的な切換部品の必要はDCを変える必要性の結果です。そして、ナショナルグリッドにより用いられるA.C.に太陽電池パネルによって典型的に生み出されます。 これは、電圧を進める能力だけでなく、ほぼ恒常的な40～50Hzの率へのエネルギー供給その他特定の国のグリッドシステムにより用いられる率を振動させる方法も意味します。

IGBTsは、代わりの電子装置（例えばバイポーラトランジスタとMOSFET）に勝るいくつかの鍵となるメリットがあると認められました。それらの優れた伝導率変調は、ずっと減少した電圧低下ならびに非常に改善された電流密度を意味します。上質のIGBTsのメーカーは、全経費の重要な引き下げによる選択肢よりよく実行する、高品質であるが、より小さなチップを対応して生じることができます。

IGBTsも、非常に効果的フォワードと逆のブロッキング特性があると認められます。IGBTsは、比較的バイポーラトランジスタのように制御されて電流しているそれらの装置と比較して支配しやすいです。 彼らは、低駆動パワーと単純さをユニークなMOS門構造に負っています。 高電圧で高い流れの組合せの必要がある場合はいつでも、IGBTsははっきりした利点があることが示されました。   

現在、太陽エネルギー・セクターのためIGBTテクノロジーの改善がまだ電圧降下とスイッチング・スピードの間で特定のトレードオフを経験している。 これは、より速いスイッチング・スピードによるIGBTsが対応してより高い電圧降下を経験することを基本的に意味します。 これらの特性は、太陽エネルギーシステムで使用するためにIGBT選択に関しては慎重に分析される必要があります。

適切なIGBTsの選択は、マッチする太陽のエネルギー源（一般的に余分の電気エネルギーが直接ナショナルグリッドに接続することができるようにDC）に関しては重要です。電源DC/ACインバータシステムの正しい正弦波特性は、供給が効率的にマッチされることを確実とするために重要です。コンポーネントの間違った選択は、インバータに深刻な問題を引き起こす可能性があります。　

IGBTデザイナーは、上記のアプリケーションで使われる太陽エネルギーインバータの必要条件に、完全に気づいています。 使われた1つのアプローチは、主電源への接続のために必要とされる50Hzの出力が達成されるように、20kHzを上回ってIGBTsを調整することです。 デザイナーにとって重要な問題は、変調条件に対処している間、IGBT回路で比較的低い電力の損失を維持することです。

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CNC機械は、IGBT技術でより効果的になります！

CNCや「computer numerical control」、テクノロジーは産業カッティング・マシーナリーや機械で広く使われています。 それが旋盤、ルータ、工場、グラインダーまたはレーザー装置であるかどうかにかかわらず、カッティングマシンはCADまたはcomputer aided designソフトウェアと呼ばれているソフトウェアによって制御されます。テクノロジーは、切削工具が動く方法を組織的に制御する数値的にベースのグリッドシステムで、基本的に機能します。

CNC機械が、金属とプラスチックカッティングアプリケーションで使われます。CNCマシニングやCNC工作には、マニュアルカッティングテクノロジーに比べて多くのメリットがあります。CNC制御切断機を伴う精度は、はるかにより複雑なデザインが手動で運営された選択肢と比較して切られることができることを意味します。 複雑な三次元形に関しては、例えば、CNC機械は、その手動の対応する物よりはるかに優れています。 どこで非常に反復的な仕事が含まれても、CNCマシニングはほとんど一般的になりました、または、高い精度を必要としているそれらは必要とされます。

メーカーとCNC切断機械の他のユーザーは絶えず彼らの機械の速度と効率を改善しようとしています、そして、これは最新のIGBTコンポーネントを取り入れるCNC機械がますます選択肢に勝るはっきりした利点であるところです。　

IGBTsは、切換高い電気的負荷アプリケーション（どんなタイプのカッティング・マシーナリーを使ってでも典型的なようであるもの）の必要がある場合はいつでも、使われることができる半導体部品です。それらのMOSゲート技術のために非常に低い電力の損失を維持している間、IGBTsの美しさは効率的に電力をオン／オフするそれらの能力です。

IGBTデザインの最近の進歩は、CNC機械でIGBTsのために市場に大きな成長を意味しました。IGBTsは今はほぼ30年間テクノロジーとして明らかに使われました、しかし、すべてのテクノロジーと同様に、デザインは大きな改善を示しました。相当する部品がバイポーラトランジスタとMOSFETsを好むより、それらの優れた電力の損失特性にもかかわらず、以前のIGBTsは遅かったです。これらの2つの特性に関するデザインに関しては、特定のトレードであることがまだそこに離れて現われますが、現在低電力損失と共に非常により速いオン／オフ動作の時間の組合せを持っているCNC機械で使われる現代のIGBTsで、速度問題はうまく解決されました。

CNCカッティング・マシーナリーは、シンプルPCのコントロールであるようにファーストサイトで見えます。 しかし、機械の優れたパフォーマンスは、ソフトウェアと制御コンソールによります。 コンピュータは、変更とカットを定期的に受けるアイテムに合うようにプログラムされます。G-codeと呼ばれている特別に調合されたマシニング言語は、機械のパフォーマンスのすべての面をコントロールすることです。これは、調整、場所、供給率/送り速度と速度のようなものを含みます。 CNCプログラムは、機械の動きの正確な位置と速度をコントロールします。

CNC機械でIGBT技術の増加している使用は、今これらの半導体装置がどれくらい広くなったかについて示します。 誰が、どんなテクノロジーが彼らの優れたデザイン特徴の次の受益者であるかについてわかっていますか？参照：http://www.thomasnet.com/about/cnc-machining-45330503.html　

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超薄型半導体は、パフォーマンスと値段の手ごろさをすぐに増やす！

ネブラスカリンカーンとスタンフォード大学からの研究者は、透明で、より手頃な価格が、より高性能ディスプレイの基礎となる可能性がある超薄型半導体を作製するために協力しました。

2つの研究チームはなんとかこれまでに最速の有機超薄膜トランジスターを作製するために協力することができました。そして、それはそのような実験的なテクノロジーには高解像度ならびに他の電子装置に展示するテレビ画面のために必要とされるパフォーマンスに達する可能性があるということを証明しました。

ネイチャー·コミュニケーションズの先月号では、スタンフォードとネブラスカリンカーン大学のエンジニアは、彼らがこのテクノロジーの以前の例の率の5倍の以上速度で動作することができる有機薄膜トランジスタの作成については行っていた方法を説明しました。

現在のところ、このオフセンタースピンコーティングは他のどの有機半導体よりも非常に速い様々な速度をカバーしているトランジスタを生産しました、そして、より高いエンドエレクトロニクスで使われるポリシリコン材料と比較されるとき、それらのパフォーマンスは重要です。　

より多くの改善は、ガラスで柔軟で透明なプラスチックのように透明であるサブストレートの上で構成されるより高価でないが、高パフォーマンスのエレクトロニクスの出現を意味することができました。 これまで、研究者は、彼らが高パフォーマンスで、90%透明である有機エレクトロニクスを作製することができることをハイライトしました。

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