硅可以承受的最大电压是多少？

今天，为了提高效率，我们已经从变压器转向了开关电源。几乎所有PSU都设计用于单相低压操作（在我国为220Vac / 310Vdc）。我从未见过用于PC的380V三相3+ kW ATX PSU，尽管它们具有高效率和较低的纹波噪声。它们对于GPU堆栈非常有用。我认为这主要是因为电解电容器无法承受660Vdc整流电压。

整流一条10kV中压线通常会更好，因为它通常连接到乡村变压器。但是，没有崩溃的硅器件（MOSFET）可以承受的电压极限是多少？

您可以获得用于HVDC转换器的8 kV额定（数千安培）晶闸管。由于明显的原因，栅极是光耦合的，而且还因为当在HVDC链路上串联使用时，串联晶闸管之间的栅极驱动速度差异很重要，而光速方面则更加清晰：-

将一些与其他需要安全控制的附加物品（弹片等）堆叠在一个托盘中，您将获得以下其中一项：-

然后，您可以像这样堆叠托盘，以建立兆伏伏特神的纪念碑：-

注意底部的小家伙。

关于功率，我已经读到，控制20兆瓦的功率需要40克硅，而其中许多装置的功率实际上是一千兆瓦或更高。

整流10kV中压线通常会更好，因为它通常会出现在乡村变压器中。

嗯，但是您没有得到可靠的安全隔离-房屋布线中的一次击穿和10 kV不好。另外，HVDC链路与常规AC链路的收支平衡点很多很多。

三相380v至12V PSU在哪里？

那么，在“标准”三相整流器电路中使用多年的电路固有的技术缺陷：-

问题在于它们如何切换和功率因数校正。在过去的好日子里，没人在意，但如今，在许多国家，PF和供应清洁度至关重要。这是标准的三相整流器的问题-无法进行PF校正，因为由于其他相及其二极管的阻塞效应，二极管无法从0伏到0伏（整个半个周期）导通。从三相电源获得的脉冲电流确实很差。

解决方案是使用三个单相电源（并经过PF校正），所有电源都提供给公共DC总线。因此，现代的三相开关电源实际上是三个单相电源。

您可能会问，HVDC晶闸管如何处理？他们使用像小房子一样大的滤波器来消除产生的谐波。

请注意，与所有晶闸管“阀门”所在的“阀门大厅”相比，谐波滤波器的相对尺寸。各种形式的双调谐和单调谐滤波器仅用于消除谐波，如果在更普通的标准三相开关电源（永远无法满足现代法规的电源）上使用了相同的技术，则可以猜测一下；滤波的成本超过内置PF校正的单个电源的附加成本。

您能否提供型号名称的链接，或者至少提供产品系列的名称？

英飞凌晶闸管盘的额定电压高达8 kV，4800A。

但是什么电压极限硅键（mosfets）可以生存而不突破？

几乎没有限制。如果您的电压超过某个组件的击穿电压，那么请串联两个。

有基于硅半导体的整流器，用于高压直流功率传输。它们的工作电压约为800 kV或更高。

但是，尝试使用多个kV作为电源的输入却非常昂贵，最终产生的电压要小三个数量级。同样，在家庭设施中处理多个kV也是极其危险的，这是绝对不可能的（绝缘容易比电缆开口更厚）。

他们实际上正在以更高的效率和控制力来制造固态变压器，这些变压器的工作电压为7.2kV

电力电子的主力开关，硅基绝缘栅双极晶体管（IGBT）更适合。这些设备已用于构建欧洲铁路应用的SST。而且它们肯定更快。但是最严格的商用设备只能承受高达6.5千伏的电压。尽管此击穿电压对于各种电源应用来说都非常好，但它不足以处理流经配电变压器的电流。在美国，频谱低端的典型电压为7.2 kV。

他们使用的碳化硅具有更大的带隙并且更能耐受加热问题：

幸运的是，硅不是唯一的选择。在过去的十年中，基于化合物半导体（特别是碳化硅）的开关的开发取得了长足的进步。碳化硅具有一系列吸引人的特性，这归因于其较大的带隙（从绝缘体转换为导体必须克服的能量障碍）。碳化硅的带隙是硅的1.1 eV的3.26电子伏特，这意味着该材料可以承受比硅高得多的电场和温度而不会击穿。而且，由于这种化合物半导体可以承受更高的电压，因此可以使由其构成的功率晶体管更紧凑，从而使它们的开关速度比硅基半导体更快。

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

具有FET输入BJT输出的三菱IGBT混合动力现在可以开关兆瓦和15kV的极高电压，还用于智能功率逆变器和阵列中的600V GTI，以冗余化至较小的GTI，例如华为的2000S 50kW单元。

以下是三菱混合IGBT，该开关具有许多专利，具有超高的开关能量和极低的内部驱动器ESL和ESR。（电感和电阻）我相信他们现在正在研究他们的第8代产品。

TI还提供了有关其IGBT的出色设计信息