半导体器件的可靠性范文

导语：如何才能写好一篇半导体器件的可靠性，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

【关键词】塑封；器件；质量与可靠性

引言

塑封半导体器件特别是贴片塑封半导体器件以其体积小、重量轻的优势，满足了航天武器系统小型化的需求，逐渐被用来替代金属或陶瓷封装的分立半导体器件。受到封装材料、禁运和进货渠道的限制，装机的塑封半导体器件（以下简称塑封器件）质量等级多为工业级。器件小型化和高集成度的飞速发展，受到质量保证能力的局限和滞后的影响，有许多器件在装机之前还没有手段进行相关的可靠性工作，其质量存在较大隐患。

近年来，国内元器件可靠性机构逐渐意识到塑封半导体器件的质量对整机的影响，开展了专题研究和试验，结合试验情况参考国际行业标准，对GJB4027-2000《军用电子元器件破坏性物理分析方法》进行了修订，在GJB4027A-2006中增加了贴片塑封电路的DPA，重要武器型号的质量保证大纲中都明确了对不能进行补充筛选的低等级器件（包括塑封器件）要制定相应的质量保证方案，通过一些可行的试验项目来考核器件的可靠性，考核合格的器件才允许装机使用，避免有质量隐患的器件使用到武器系统上，提高了武器系统的质量与可靠性。

1 塑封器件的供应质量水平

塑封器件从价格、体积与金属和陶瓷封装相比都存在巨大的优势，但塑封器件的供应质量水平不能完全按照常规的质量等级来进行衡量。

在IPC-M-109中定义了潮湿敏感性元件，规定了由潮湿可透材料所制造的非气密性包装的分类程序，塑料器件为潮湿敏感器件。在IPC/JEDEC J-STD-033标准中，潮湿敏感器件从低到高共分为8级，分级、储存环境和寿命如下：

1级：温度≤30℃、湿度85%，无限；

2级：温度≤30℃、湿度60%，1年；

2a级：温度≤30℃、湿度60%，4周；

3级：温度≤30℃、湿度60%，168h；

4级：温度≤30℃、湿度60%，72h；

5级：温度≤30℃、湿度60%，48h；

5a级：温度≤30℃、湿度60%，24h；

6级：温度≤30℃、湿度60%，时间在标签上。

在一定的储存环境条件下，潮湿敏感器件的潮湿敏感等级越低，可靠性就越有保障，所以塑封器件的供应质量水平用潮湿敏感等级来衡量更贴切。

2 塑封器件的失效模式

2.1 失效部位和失效原因

2.1.1 芯片和内互联

（1）水汽和离子导致的化学腐蚀；生产过程控制不良导致的沾污；水汽、偏压和暴露的金属导致的枝晶生长；铝金属化层中的电流密度导致的金属迁移；不同金属间的界面反应导致的金属间化合物；引脚暴露在氧气中化学反应导致氧化；

（2）因引线键合不良、引线不良，热冲击、机械冲击或振动过应力引起的芯片裂纹、分层，键合点偏离、腐蚀或电迁移使内互联不良和注塑使引线键合损伤导致的开路；

（3）工艺过程控制不良产生的颗粒、多余的内互连线以及金属化迁移和枝晶生长导致的短路；

（4）因过电应力、ESD、辐照和高温环境导致的功能丧失或退化。

2.1.2 封装和引线

（1）盐和恶劣气氛导致的腐蚀；封装厂工艺不良导致的多孔/针孔；劣质镀层、恶劣气氛导致的可焊性差；

（2）高温环境、恶劣气氛、使用清洁剂导致标志不清；在热冲击或贮存过程中，水分子沿微孔渗透到封装材料中导致芯片与模塑化合物间任何可测量的分层、引出端引线键合区的任何分层、大于引脚内部长度2/3的分层；

（3）焊接期间吸收的潮气膨胀（灌封的封装）、工艺控制不良、热冲击导致分层、裂开或“爆米花”效应；

（4）引线/封装密封工艺控制不良和振动、温度循环造成机械疲劳。

2.2 筛选中的失效情况

对17种塑封器件可靠性试验后进行统计发现：35批共1265只器件在经历了外观、温度冲击、声学扫描电子显微镜（SEM）（以下简称声扫）、结构分析等试验项目之后，有738只器件声扫不合格，淘汰率为58.34%。其中584只为引出端引线键合区存在分层，132只为芯片与封装材料之间存在分层，22只筛选合格后进行结构分析发现引线从塑封材料完全剥离。

2.3 使用中的失效情况

对使用中塑封器件失效统计发现：引线框架和封装材料界面在外键合点处分层、使得金丝外键合点拉脱占失效总数的42.9%；内压焊丝与外引出管脚之间压焊点脱落占失效总数的28.6%；封装破裂占失效总数的28.6%。

2.4 塑封器件的主要失效模式

封装与引线分层、裂开或“爆米花”效应导致的参数退化和功能失效，失效机理为水汽渗透和焊接期间吸收的潮气膨胀。

3 塑封器件的质量保证措施

（1）尽量选用潮湿敏感等级低的塑封器件。

（2）制定合适的质量保证方案，在质量保证方案中考虑对器件承受潮气能力的试验项目及试验后不合格情况的判别，如：温度冲击试验、声扫试验；关键部位的器件建议增加结构分析；因高温贮存试验可能导致器件引脚氧化或引起过多的金属间增生而降低引脚的可焊性，建议取消。

（3）开展塑封器件质量保证能力建设，提高塑封器件的试验能力并逐步开展塑封器件的补充筛选工作。

（4）改善器件的储存环境，尽量采用器件的原包装或抽真空防潮包装储存器件，避免器件长期暴露在大气中吸附潮气从而降低使用寿命和可靠性，同时在器件装袋储存之前进行适当烘干。

（5）回收退库的器件要先进行烘干处理，再密封后在规定的环境中储存，记录密封日期。塑封器件密封在干燥袋内的存储时间（库存寿命）是从密封之日起12个月。库存元器件发放后，对剩余的器件应重新抽真空密封包装，库存环境至少应满足标准规定的I类环境要求。

（6）监控塑封器件装机前开袋后在大气环境中的暴露时间，不要超过该器件潮湿敏感分类等级规定的最长暴露时间。器件从库房到烘干设备，再到被装入密封袋内，整个过程都要采用严格的防静电措施；在周转过程中应避免器件的引脚受到损伤。

（7）塑封器件在焊装之前应进行烘干处理，去除器件内部的潮气，避免因内部潮气导致焊接过程中出现热效应蒸汽膨胀。

（8）做好器件焊装之后的防护工作，避免器件焊装后暴露在空气之中的时间太长而受潮失效。

4 结束语

塑封器件的质量与可靠性受到国内外可靠性保障行业机构和专家的重视，逐步开展了专项的研究和试验工作，取得了可喜的成果，国内已具备了进行塑封器件补充筛选和进行结构分析的能力和手段。但在塑封器件的质量与可靠性控制方面还没有形成一个统一共识，希望通过共同努力，使塑封器件的质量与可靠性工作取得突破性进展。

参考文献：

[1]NASA/TP-2003-212244.《塑封微电路（PEM）选择、筛选和鉴定指南》.

[2]IPC/JEDECJ-STD-020B.塑料集成电路（IC）SMD的潮湿/回流敏感分类.

[3]IPC/JEDECJ-STD-033.潮湿/回流敏感性SMD的处理、包装、装运和使用标准.

篇2

【关键词】分立器件 半导体器件 失效 测试

半导体器件失效通常是指性能正常的器件，经过一定的使用或可靠性应力试验后，其电参数或物理性能不再符合原设计制造规定的要求。理论上讲，半导体器件寿命很长，但由于各种原因，使一些半导体器件早期失效。半导体器件的可靠性，不仅取决于器件本身固有的可靠性因素，而且取决于用户电路的设计、装配、操作、环境等，在测试筛选和老炼环节，也有很多因素对器件的可靠性造成影响，为了预防器件失效，采取必要的预防措施也至关重要。

1 分立器件的主要失效模式

分立器件的主要失效模式包括电参数漂移、短路、开路、间歇性失效四种，在测试当中，最为常见的失效模式为电参数漂移，即参数超差，主要表现有击穿电压下降、漏电流增大、饱和压降增大、直流放大倍数退化、沟道漏电、表面漏电、欧姆接触退化等。

2 分立器件的主要失效原因

引起分立器件失效的主要原因有两类，一种是由于器件本身存在导致失效的缺陷，另一种是由于使用不当而造成的器件失效。其中第一类原因包括：表面沾污、材料缺陷、管壳质量差、封焊不良、工艺过程中静电损伤、金属化电迁移、氧化层缺陷、金属化不良、表面划伤等；第二类原因包括：电路设计不当造成的过流、过压、过功率现象，机械应力导致的器件损伤、脱落、开裂等，焊接温度过高、时间过长引起的失效，防静电措施不到位引起的静电损伤，人员缺乏足够了解器件而超应力使用等。

3 测试中预防失效的措施

微电子器件的测试筛选是对其质量控制的一个重要环节，涉及到测试标准、测试原理、以及具体的实现方法，并充分考虑测试的真实性、准确性，对于在测试过程中表现出的失效现象进行分析是非常必要的，失效的原因是复杂和多样的，如何确保器件在测试筛选过程中不会因为该环节的某些因素而导致失效，对此，我们提出以下预防措施：

（1）器件应在规定的环境条件下测试，GJB548B-2005《微电子器件试验方法和程序》规定电测试环境温度要求：（20～28）℃，其他试验环境温度要求：（15～35）℃，环境气压（86～106）KPa；GJB360B-2009《电子及电气元件试验方法》规定试验环境温度要求：（15～35）℃，相对湿度20%～80%，环境气压（86～106）KPa，另外，不同器件的资料手册上详细规定的测试条件，在测试时，确保环境达到器件资料和标准规定的要求，另外，对于一些特殊参数，在测试时需要注意其要求的特殊条件，如暗电流，是指光电二极管在无光照条件下的反向电流，该电流受光照影响大，在测试时应采取措施使测试环境中无光照。

（2）器件不应承受会产生器件最大额定的工作条件，避免引线误接、反接、短路，在测试前，仔细阅读资料明确器件管脚，确保对应管脚连接正确，在参数设置时，注意参数的测试顺序，将可能产生大电流或高电压的参数排在后面并设置测试失效退出模式。

（3）防止因仪器设备开启和关断时产生的浪涌电流加在器件上，在仪器开关电源时，确保适配器测试工位上没有器件。

（4）用四线开尔文法消除附加电阻和附加压降，对于一些低电阻或大电流回路中的微小电压变化，都需要采用四线开尔文法确保排除测试接线上的电阻和压降对测试带来的误差。

（5）测试截止电流小的器件时，要注意采取措施保证测试夹具与测试仪器连接电路的寄生电流或外部漏电流远小于被测器件的截止电流。

（6）在测试过程中严格执行防静电措施，定期测试防静电手环等防静电措施是否符合标准要求，确保器件不受到静电的损伤。

（7）对器件进行功率老化时注意电流电压要缓慢加减，不允许在带电条件下插拔器件。对于高频器件，尤其是在同一个老化板上多只器件相互影响，更容易产生自激和振荡，试验台和老化板要有防振荡措施，以避免由于振荡产生大的浪涌电流或电压造成器件瞬时过功率烧毁。

（8）在电测试和其他试验中，保持规范操作，避免由于插拔或者转接器件时造成器件的机械损伤，或者管脚断裂。

（9）在测试中有的产品手册编写的不够规范和详细，在遇到判据不足的情况下，及时与客户沟通确认判据，例如很多产品手册只提供了25℃的参数判据，并没有提供高低温条件下的判据，而漏电流，传输比等参数受温度影响较大，并不能依据常温判据判定。

参考文献

[1]孔学东，恩云飞.电子元器件失效分析与典型案例[M].北京：国防工业出版社，2006.

[2]吉田弘之.电子元器件的故障原因及其对策[M].北京：中国标准出版社，2004.

作者简介

齐增亮（1981-），男，陕西省富平县人。硕士研究生学历。现为陕西省电子信息产品监督检验院工程师，从事电子产品检测工作。

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静电。集成电路是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构；其中所有元件在结构上已组成一个整体，使电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面迈进了一大步。它在电路中用字母“IC”表示。集成电路发明者为杰克·基尔比（基于锗（Ge）的集成电路）和罗伯特-诺伊思（基于硅（Si）的集成电路）。当今半导体工业大多数应用的是基于硅的集成电路。

集成电路是20世纪50年代后期到60年展起来的一种新型半导体器件。它是经过氧化、光刻、扩散、外延、蒸铝等半导体制造工艺，把构成具有一定功能的电路所需的半导体、电阻、电容等元件及它们之间的连接导线全部集成在一小块硅片上，然后焊接封装在一个管壳内的电子器件。其封装外壳有圆壳式、扁平式或双列直插式等多种形式。集成电路技术包括芯片制造技术与设计技术，主要体现在加工设备，加工工艺，封装测试，批量生产及设计创新的能力上。

（来源：文章屋网 ）

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[关键词]电力电子技术；逆变器；拓扑结构；软开关；控制

前言

随着科学技术的发展，电力电子技术又与现代控制理论、材料科学、电机工程、微电子技术等许多领域密切相关。随着电力半导体器件的发展，DC-AC逆变技术广泛的应用于航空、航天、航海等重要领域，特别是随着石油、天然气等主要能源日益紧张，新能源的开发和利用越来越受到人们的重视。因为DC-AC逆变器可以实现将蓄电池、太阳能和燃料电池等其他新能源转化为交流能源，这对将直流转变为交流的逆变技术更是起着至关重要的作用。电力半导体器件的发展对电力电子技术的发展有着极为重要的作用，因此，电力电子技术的发展史是以电力半导体器件的发展为基础和主线的。

1、电力电子技术简介

电力电子技术是一种高新技术，它是利用电力半导体器件对电力的电压、电流、频率、相位、相数等进行变换和控制的技术。是以电力为对象，以微电子技术、自动控制技术为手段，研究电力在产生、输送、分配、变换、应用等过程中进行电力再加工的技术。

1、1电力电子技术与绿色能源

电力电子技术是高效节能技术，电动机调速节能和照明灯节能是两大节能重点。发展并推广应用电动汽车（绿色汽车），是改善大气环境的重要手段。利用风能、太阳能、潮汐能、地热能等绿色能源发电，可避免火力发电导致的严重污染。将电网交流电能变成直流电能储存，然后将直流电能逆变成交流电能供负载使用，均与电力电子技术密切相关。电力电子技术提供了各种有源功率因数校正和有源滤波装置、动态无功补偿装置等，在电网环境和电磁环境保护方面起到相当大的作用。

随着信息电子技术、微型电子计算机、超大规模集成电路以及计算机辅助设计的广泛应用，电力电子技术如虎添翼，得到了蓬勃的发展。目前，电力电子技术已成为工业化国家经济领域中不可缺少的基础技术和重要手段。由于环境、能源、社会高效化等要求，电力电子成套装置正向着以下几个方面发展：

⑴高性能化：电力电子成套装置的高性能化内容十分广泛。对于大容量装置，采用多重化和多机并联；降低装置自身损耗；实现高效率化；采用损耗――功率密度考核装置效率；装置实现自动调谐或自动化、遥控和远控。

⑵标准化：电力电子成套装置的备品、备件将系列化、标准化。超大功率集成电路将简化成套装置的工作量。

⑶智能化：二十一世纪将诞生全智能化电力电子成套装置。智能化包括两个方面，即尽量减少硬件，实现硬件软件化；另一方面，采用智能化电力电子器件和其它智能化部件，集成化是智能化的基础。

⑷全数字化控制：90年代已经采用32位DSP，二十一世纪全数字控制的应用将更加广泛深入，甚至取代摸控制。近几年来，各种现代控制理论、专家系统、模糊控制及神经元控制等都是发展的热点，将使电力电子控制技术发展到一个崭新的阶段。

⑸系统化：电力电子技术及其相关技术的发展，已经摆脱了局部环节的孤立发展，而注意到整体优势，亦即将电网、整流器、逆变器、电动机、生产机械和控制系统等作为一个整体，从系统上进行考虑。这是二十一世纪必将实现的目标。

⑹绿色化：电力电子成套装置所消耗的大量无功功率及所产生的谐波电流严重地污染了电网。这种污染类似现代工业对地球的污染。现在将越来越引起人们的重视，治理电力电子成套装置污染的方法是设法补偿无功功率和谐波，即采用无功功率静止补偿装置和电力有源滤波器。但更积极的方法是使电力电子成套装置具有所需的功能，又不消耗无功功率，不产生谐波，为此采用自换相整流装置，并对其进行PWM控制。

2、DC/AC逆变器用电力半导体器件的发展

DC-AC逆变技术能够实现直流电能到交流电能的转换，可以从蓄电池、太阳能电池等直流电能变换得到质量较高的、能满足负载对电压和频率要求的交流电能。DC-AC逆变技术在交流电机的传动、不间断电源（UPS）、变频电源、有源滤波器、电网无功补偿器等许多场合得到了广泛的应用。DC-AC逆变技术的基本原理是通过半导体功率开关器件（例如SCR，GTO，GTR，IGBT和功率MOSFET模块等）的开通和关断作用，把直流电能变换成交流电能，因此是一种电能变换装置。由于是通过半导体功率开关器件的开通和关断来实现电能转换的，因此转换效率比较高，但转换输出的波形却很差，是含有相当多谐波成分的方波。而多数应用场合要求逆变器输出的是理想的正弦波，因此如何利用半导体功率开关器件的开通和关断的转换，使逆变器输出正弦波和准正弦波就成了DC-AC逆变器技术发展中的一个主要问题。今后，随着工业和科学技术的发展，对电能质量的要求将越来越高，DC-AC逆变器在这种变换中的作用也会日益突显出来。

3、逆变器的应用领域

1.以直流发电机、蓄电池、太阳能电池和燃料电池为主直流电源的场合，如航空静止变流器（27V或270V DC/115V 400Hz AC）、通讯静止变流器（48V DC/220V 50Hz AC）；

2.以变频或恒频交流电为主交流电源且采用交-直-交变换方案的场合，如飞机变速恒频电源（变频交流电/115V 400Hz AC）、新型风力发电电源（变频交流电/220V 50Hz AC）和变频电源（220V 50Hz DC/115V 400Hz AC或115V 400Hz AC/220V 50Hz AC）；

3.不间断电源UPS中的核心环节-逆变器；

4.作为校表台产品的电压、电流标准源-电压功率放大器、电流功率放大器。5）交流电机调速系统中的核心环节―逆变器。

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其它促进汽车电子发展的原因还有，技术：随着半导体技术进步，元件的成本得以下降；市场竞争：汽车制造商越来越多地将电子器件作为其竞争的优势或武器；性能：电子产品可用来优化汽油消耗和提高引擎性能；法规要求：法例规定在点火器和引擎控制系统中使用的电子器件必须有助于减少排放；安全性：安全功能如气囊、ABS系统及应急呼叫系统等现已成为开拓市场的工具。

技术选择

汽车工程师传统以来一直依赖于微控制器 (MCU) 和定制 ASIC产品来实现和控制汽车上的电子系统，以及扩展每一代汽车电子的功能。但随着部件数目越来越多、产品快速推出市场的压力越来越大，以及对性能的要求越来越高，迫使工程师需要找寻另外的技术，如低成本、低功耗及高可靠性的FPGA。

与MCU相比，FPGA为汽车设计人员提供更高的性能和更多的功能 (如I/O、可编程逻辑等)。类似地，与ASIC产品相比，FPGA提供更低的成本和更高的灵活性。与ASIC不同，一旦完成了详细的资格认证程序，FPGA还能用于多种程序或项目中，协助设计人员争取与汽车资格认证相关最多的时间和资源运用。基于这些及其它各种原因，Gartner Dataquest市场研究公司的分析专家认为FPGA将是汽车电子产业中增长最快的半导体环节，到2007年的年复合增长率超过70%。

设计人员已意识到采用指定的FPGA比ASIC享有更正面的优势。例如，使用FPGA的设计人员可以在设计完成后进行更改。事实上，已经投入使用的产品也可以进行升级，并且不会导致严重的资格认证问题。在产品开发周期压力越来越大的市场环境下，厂家都不愿意冒风险，因此FPGA是很理想的解决方案。

Actel 的目标解决方案

Actel FPGA背后获公认的技术能够针对世界上最恶劣的环境，实现要求最严格的高可靠性应用。作为军品和航天市场知名的供应商，Actel现可为集成汽车系统设计人员带来高可靠性的FPGA产品。Actel 的FPGA能为那些要求高可靠性、固件错误免疫力、低功耗、高结温、单芯片、低成本及高设计安全性 (防设计篡改) 的汽车应用系统提供最佳的解决方案。Actel 备有广泛的封装品种，包括芯片级封装 (CSP)、精密FBGA封装及其它封装器件，能够将更多的逻辑封装在更小的器件中，从而减少器件的占位空间、提高效率和降低成本。

Actel 目前已开发出丰富的FPGA解决方案，包括以下系列的特选器件：以Flash为基础的ProASIC Plus 及以反熔丝为基础的eX、SX-A和 MX系列。Actel 还在汽车市场推出以 Flash 为基础的ProASIC 3 及最新的Fusion PSC (可编程系统芯片)。Actel并同时提供广泛系列的IP以支持大多数汽车标准。

Actel 的汽车电子解决方案非常适用于实现车载信息通信系统、信息娱乐系统和各种车体控制功能，以及引擎仓内的驱动控制和安全系统。典型的应用包括音视频、多媒体、导航、安全系统管理、引擎控制、汽车诊断和监视系统，以及紧急响应总台。由于 Actel 所有 FPGA 都采用单芯片技术，因此特别适合于各种汽车子系统之间灵活的互连。Actel 的汽车电子解决方案具备卓越的可靠性和一致的性能，是实现系统内部以及延伸到车轿和引擎罩下的点对点连接的最理想方案。

Actel FPGA为汽车市场带来优势

汽车市场一直都很注重电子器件的可靠性、成本及知识产权 (IP) 安全性。Actel 在这些领域具有市场领先的优势，并且一直与主要的汽车系统设计公司合作，充分发挥这方面的优势。

可靠性

市场对高可靠性部件的需求是确保当今汽车系统各个功能都操作正常的关键。尽管该领域已有显著的进步，但仍然存在许多工程上的权衡问题未有深入了解，这些都应列入先进数字电路的选择考虑之中。在选择FPGA时，对其根基技术作出评估非常重要，因为器件的技术根基对于汽车应用中FPGA的可靠性和适应性影响重大。

例如，以 Flash和反熔丝为基础的非易失性FPGA就比以SRAM为基础的FPGA有两大根本性的质量优势。前者的功耗非常低，有助于减少以SRAM为基础FPGA器件的电子漂移和热散引起的可靠性问题。此外，SRAM FPGA器件的功耗和热散大，会大幅缩短亚微米级半导体器件的寿命。

非易失性FPGA也不会出现因中子和阿尔法离子诱发的 SRAM扰乱问题，即固件错误。这些扰乱会导致FIT故障率 (109小时内出现的失效次数)，而这个量级的故障率已超出业界的规范标准。如果能够使用像Actel 这样以提供任务关键产品见称的FPGA供货商的器件，其优势当然不言而喻，Actel且已致力于保证器件在极端环境条件下运行的高性能和高可靠性。

安全性

随着汽车电子越来越复杂，以及FPGA的使用越来越广泛，FPGA的设计价值也越来越高。盗取知识产权 (IP) 和篡改FPGA设计已对汽车产业构成了重大的威胁。正当SRAM FPGA一般被认为很容易被篡改，所需的专业技术和设备要求也很低时，非易失性FPGA (如由Actel提供) 却甚至比它们想要取代的ASIC技术更加安全、抵御力更强。设计篡改可能包括更改引擎控制设置，这会对汽车的安全性及保修构成严重的后果。因此，设计人员在选择FPGA时应考虑器件对整体系统成本的影响，同时又能提供更高的整体设计安全性。

与此同时，如果车载信息通信系统要被用作面向某种付费服务 (如卫星无线电和定位服务) 的经授权装置，那么这个系统也极可能受到攻击，而这也是系统设计人员特别担心的问题。管理网关访问控制和用户身份认证的系统一旦在签权功能上失效，将成为昂贵的卫星网络或其它成本不菲的无线通信基础设施的一个巨大漏洞。这是高智能黑客攻击低价器件而导致通信网络签权失守的情况。更重要的是，那些以付费服务作为收入来源的系统将彻底失效，导致收入损失，甚至最终企业倒闭。

结 语

技术的进步、法规的制定和消费电子产品需求的增加不断推动汽车电子市场发展。面向汽车半导体的高增长应用领域包括汽车安全系统 (如安全气囊、定速巡航控制、防碰撞和防死锁刹车系统) 和驾驶台电子设备 (如娱乐系统、信息通信系统、仪表和付费服务系统)。由于汽车市场一向都很注重电子器件的可靠性、成本和安全性问题，因此目前已开始认识到非易失性FPGA技术所带来的优势。

Actel 拥有丰富的以 Flash 和反熔丝为基础的FPGA产品，能为那些要求高可靠性、固件错误免疫力、低功耗、高结温、单芯片、低成本及高设计安全性的汽车应用系统提供最佳的解决方案。Actel 的汽车电子解决方案具备卓越的可靠性和一致的性能，使其成为汽车内外应用的理想器件，包括车载信息通信系统、信息娱乐系统、车体控制功能、引擎罩下的驱动控制、导航、引擎诊断系统、紧急响应总台及其它等，以执行当中的操作、维护、监视及通信系统等功能。

其它资料

根据主要从事半导体及电子市行业市场调研的机构Databeans调查，电气和电子元件占一般汽车总成本约20%。该公司估计一辆2004年生产的低价位汽车上有150～180 个电子元件，而现在生产的高价位汽车上则最少包含400个电子元件。

此外，Databeans还估计全球汽车半导体市场的规模目前已达155亿美元，预测2006年将出现更多增长，使到市场规模接近174亿美元。该公司并预计在预测期间的市场增长率平均为每年9%。

据Datebeans预测

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论文摘要：在电机漏感上减小的情况下，可以相应地降低功率半导体器件的耐压要求，为了减小换流时间以提高逆变器的运行频率，也要求降低电动机的总漏感上。

下述问题涉及电流型逆变器内部结构，以串联二极管式电流型逆变器为讨论对象。对异步电动机的从逆变器元件的选择对电机参数的要求。

串联二极管式电流型逆变器的品闸管和隔离二极管可以确定耐压值。可以看到，在电机漏感上减小的情况下，可以相应地降低功率半导体器件的耐压要求。另外，二极管换流阶段的持续时间可确定。为了减小换流时间以提高逆变器的运行频率，也要求降低电动机的总漏感上。因而，电流型逆变器要求异步电动机有尽可能小的漏感上。这一点正好与电压型逆变器对异步电动机的要求相反。在功率半导体器件耐压已知的情况下，应合理地选择电动机，以减小换流电容器的电容量。

从电动机运行的安全可靠性对电动机材料的要求，电动机在电流型逆变器供电的运行过程中，由干每次换流在电压波形中产生尖峰。这个尖峰在数值上等于I，差加千正线电势波形之上。因此，电动机在运行过程中实际承受的最高电压，于电动机额定线电压的峰值。为了电动机安全地运行，应适当加强其绝缘。由于电流矩形波对电动机供电在电动机内造成谐波损耗，逆变器在高于50赫的情况下运行时，电动机的损坏也有所增加。为了不致因电机效率过低和温升过高造电动机过热而损坏，应适当降低电动机铜铁材料的电负荷。在运行频率较高的情况下，应注意降低电动机的机械损耗和铁耗。

起动转矩和避免机振对电动机结构的要求。电动机低频起动时，起动转矩的平均值和转矩的波动率。起动转矩在某频率时具有最大值。它取决于电动机参数。当频率低于出现最大起动转矩的数值时，转矩的波动率急剧增加。因此，应根据运行要求和特性等决定最佳起动频率或电动机参数。此外，即使在逆变器对电动机供电的正常运行情况下，转矩波形中也含有六倍于逆变器输出频率的脉动转矩。为了避免这种脉动转矩造成的机械系统谐振，应使机械系统的谐振频率与逆变器运行频率范围的六倍相互错开。

对于功率半导体器件的要求。在串联二极管式电流型逆变器中，在触发一个晶闸管，用电容电压关断另一晶闸管以后争由恒流对电容器反向充电。由于电容电压过零需要一段时间，这就保证被关断晶闸管有较长的承受反压的时间。如果说，电压型逆变器对于晶闸管元件的关断时间有较高的要求(郎要求使用快速晶闸管)，那末电流型逆变器由于承受反压的时间较长，因而可以使用普通晶闸管元件。在换流过程中以谐振造成了电压尖峰，因此要求晶闸管元件和隔离二雌有较高的耐压值。

换流浪涌电压吸收回路。在正弦电势波形上迭加的尖峰电压，是由于换流过程中电动机释放漏感贮能所产生的。特别是在运行频率较高的场合，在为了缩短换流时间而选择较小的换流电容值的情况下，换流浪涌过电压就更加严重。浪涌电压将直接威胁功率半导体器件和电动机的安全运行。为了减小这种影响，可以在逆变器输出端，与负载电动机并联一个换流浪涌电压吸收回路(也称为电压箝位器)，如采用电压箝位器以后，逆变器的输出电压和输出电流波形如逆变器输出电压的尖峰可以限制在正弦电势峰值的(11~12)倍以内。有源逆变器型式，可以使箝位电压保持一定。

逆变器运行的可靠性问题。在逆变器的直流侧设有乎波大电感上，在电流闭环的作用下，可以有效地限制故障电流，即使在逆变器换流失败或短路的情况下，也不会造成大电流而损坏元件，因此，电流型逆变器的卫作是可靠的。

能够实现电能再生。在电动机降频减速时，系统能自动地运行于再生状态，可把机械能有效地转变为电能，并缩短电动机的减速时间。此时，逆变器与整流器直流侧电压的极性反号，而电流的流向保持不变，功率由电动机经逆变器和整流器流向交流电源，实现再生制动。因此，电流型逆变器能够方便地实现四象限运行，其动态特性好，容易满足快速及可逆系统的要求。

使用电流型逆变器除了用于要求电变频调速的系统以外，近年来在下述两个方面受到较大的关注。(1)用于泵、风机、增压机等机械的节能。过去这些机械常用恒频的交流电机拖动，在流量、压力要求变化时，用调节阀门的蘐芸方法以满足要求。这样，就白白地浪费了大量的电能。电流型逆变器因有许多使用上的优点，并且采用变频调速，可以减小这些机械低速时的电能消耗，以达到节电的目的。(2)作为电动机的起动器。交流电动机采用直接投入电网(电力电源)的起动方法，不仅对于电网的冲击很大，可能造成与电网联接的其它用电设备的不正常运行，因而不适用于经常要求起动的设备。而且直接投入电网的起动方法对于交流电动机和生产机械也产生较大的冲击，因而容易损坏设备。采用电流型逆变器向交流电动机供电，可以用低频起动，逐步增高逆变器输出频率和电机的转速，最后向步切换到电力电源上。因此，可以减轻对电网的冲击，以及减小电机和机械的应方口作为起动器，特别在生产机械无载起动的情况下，逆变器的设计容量可大为减小。

参考文献

[1] 邓隐北， 吴佑曾. 对节能电机的几种错误看法[J]. 电机技术 ， 1995，(04)

[2] 邓隐北，吴佑曾. 对节能电机几种错误观点的分析[J]. 节能 ， 1995，(11)

[3] Stephen Williamson， 冯丽亚，虞绍锦， 张晶. 高效节能电机及其发展趋势[J]. 中小型电机 ， 1999，(04)

[4] 新型高效节能电机[J]. 起重运输机械 ， 2005，(11)

[5] 杨奎林， 温嘉斌， 王元柱， 谢先平. 油田用节能电机阈值的确定及动态仿真[J]. 哈尔滨理工大学学报 ， 2004，(06)

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[7] 张树德， 周长敬. 大转矩电机与其它几种节能电机的对比[J]. 节能 ， 2001，(09)

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关键词: 电力电子技术; 高频开关电源; 功率半导体器件; 功率变换

中图分类号：F407.61 文献标识码：A 文章编号：

1 电力电子技术概述

电力电子技术以功率处理为对象，以实现高效率用电和高品质用电为目标，通过采用电力半导体器件，并综合自动控制计算机(微处理器)技术和电磁技术，实现电能的获取、传输、变换和利用。电力电子技术包括功率半导体器件与IC技术、功率变换技术及控制技术等几个方面。

电力电子技术起始于20世纪50年代末60年代初的硅整流器件，其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代，并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。70年代后期以门极可关断晶闸管（GTO），电力双极型晶体管（BJT），电力场效应管（P-MOSFET）为代表的全控型器件全速发展，使电力电子技术的面貌焕然一新进入了新的发展阶段。80年代末期和90年代初期发展起来的、以绝缘栅极双极型晶体管（IGBT）为代表的复合型器件集驱动功率小，开关速度快，通泰压降小，载流能力大于一身，性能优越使之成为现代电力电子技术的主导器件。

2高频开关电源概述

高频开关电源是交流输入直流整流，然后经过功率开关器件（功率晶体管、MOS管、IGBT等）构成放入逆变电路，将高压直流（单相整流约300V，三相整流约500V）变换成方波（频率为20kHz）。高频方波经高频变压器降压得到低压的高频方波，再经整流滤波得到稳定电压的直流输出。

高频开关电源的特点[1]：

1、重量轻，体积小

由于采用高频技术，去掉了工频（50Hz）变压器，与相控整流器相比较，在输出同等功率的情况下，开关电源的体积只是相控整流器的1/10，重量也接近1/10。

2、功率因数高

相控整流器的功率因数随可控硅导通角的变化而变化，一般在全导通时，可接近0.7，以上，而小负裁时，但为0.3左右。经过校正的开关电源功率因数一般在0.93以上，并且基本不受负载变化的影响。

3、可闻噪声低

在相控整流设备中，工频变压器及滤波电感作时产生的可闻噪声大，一般大于60db，而开关电源在无风扇的情况下可闻噪声仅为45db左右。

4、效率高

开关电源采用的功率器件一般功耗较小，带功率因数补偿的开关电源其整机效率可达88%以上，较好的可以做到92%以上。

5、冲击电流小

开机冲击电流可限制在额定输入电流的水平。

6、模快式结构

由于体积小，重量轻，可设计为模块式结构。

3电力电子技术在大功率开关电源中的应用

3.1功率半导体器件

功率半导体器件的发展是高频开关电源技术的重要支撑。功率MOSFET和IGB的出现，使开关电源高频化的实现成为可能；超快恢复功率二极管和MOSFET同步整流技术的开发，为研制高效率或低电压输出的开关电源创造了条件；功率半导体器件的额定电压和额定电流不断增大，为实现单机电源模块的大电流和高率提供了保证。

（1）功率MOSFET

功率MOSFET是一种单极型（只有电子或空穴作但单一导电机构）电压控制半导体元件[8]，其特点是控制极（栅极）静态内阻极高，驱动功率很小，开关速度高，无二次击穿，安全区宽等。开关频率可高达500kHz,特别适合高频化的电力电子装置。

（2）绝缘栅双极晶体管IGBT

绝缘栅双极晶体管IGBT是一种双（导通）机制复合器件，它的输入控制部分为MOSFET，输出极为GTR，集中了MOSFET及GTR分别具有的优点[2]：高输入阻抗，可采用逻辑电平来直接驱动，实现电压控制，开关速度高，饱和压降低，电阻及损耗小，电流、电压容量大，抗浪涌电流能力强，没有二次击穿现象，安全区宽等。

3.2软开关技术

传统大功率开关电源逆变主电路结构多采用PWM硬开关控制的全桥电路结构，功率开关器件在开关瞬间承受很大的电流和电压应力，产生很大的开关损耗，且随着频率的提高而损耗增大。工作频率在20kHz，采用IGBT功率器件的PWM硬开关控制的电源，功率器件开关损耗占总损耗的60%~70%，甚至更大[3]。为了消除或抑制电路的电压尖峰和浪涌电流，一般增加缓冲电路，不仅使电路更加复杂，还将功率器件的开关损耗转移到缓冲电路，而且缓冲电路的损耗随着工作频率的提高而增大。

软开关技术利用谐振原理，使开关器件两端的电压或流过的电流呈区间性正弦变化，而且电压、电流波形错开，使开关器件实现接近零损耗。谐振参数中吸收了高频变压器的漏抗、电路中寄生电感和功率器件的寄生电容，可以消除高频条件下的电压尖峰和浪涌电流，极大地降低器件的开关应力，从而大大提高开关电源的效率和可靠性。

3.3同步整流技术

对于输出低电压、大电流的开关电源来讲，进一步提高其效率的措施是在应用软开关技术的基础上，以功率MOS管反接作为整流用开关二极管，这种技术称为同步整流（SR），用SR管代替肖特基二极管（SBD）可以降低整流管压降，提高开关电源的效率。

现在的同步整流技术都在努力地实现ZVS及ZCS方式的同步整流。自从2002年美国银河公司发表了ZVS同步整流技术之后，现在已经得到了广泛应用[4]。这种方式的同步整流技术巧妙地将副边驱动同步整流的脉冲信号与原边PWM脉冲信号联动起来，其上升沿超前于原边PWM脉冲信号的上升沿，而降沿滞后的方法实现了同步整流MOSFET的ZVS方式工作。最新问世的双输出式P联M控制IC几乎都在控制逻辑内增加了对副边实现ZVS同步整流的控制端子。这些IC不仅解决好初级侧功率MOSFET的软开关, 而且重点解决好副边的ZVS方式的同步整流。用这几款IC制作的DC/DC变换器, 总的转换效率都达到了94%以上。

3.4控制技术

开关变换器具有强非线性、离散性、变结构的特点，负载性质也是多变的，因此主电路的性能必须满足负载大范围的变化，这使开关电源的控制方法和控制器的设计变得比较复杂。

电流型控制及多环控制在开关电源中得到了较广泛的应用；电荷控制、单周期控制等技术使开关电源的动态性能有了很大的提高。一些新的方法，如自适应控制、模糊控制、神经网络控制及各种调制方式在开关电源中的应用，已经引起关注。

随着微电子技术的发展，微控制器的处理速度越来越快，集成度越来越高，将微控制器或者DSP应用到大功率开关电源的数字控制模块已经成为现实。开关电源的高性能数字控制芯片的出现，推动了电源数字化的进程[5]。

数字控制可以实现精细的非线性算法，监控多部件的分布电源系统，减少产品测试的调整时间，使产品生产率更高。实时数字控制可以实现快速、灵活的控制设计，改善电路的瞬态响应性能，使之速度更快、精度更高、可靠性更强。

4 结束语

高频开关电源作为电子设备中不可或缺的组成部分也在不断地改进，高频化、模块、数字化、绿色化是其发展趋势。高频开关电源上述各技术的实现，将标志着开关电源技术的成熟。电力电子技术的不断创新，将使开关电源产业有着广阔的发展前景。

参考文献

[1] 莫慧芳. 高频开关电源发展概述. 电源世界, 2007（5）

[2] 贺益康, 潘再平. 电力电子技术. 科学出版社, 2010年第2版

[3]倪倩, 齐铂金, 赵晶等. 软开关全桥PWM主电路拓扑结构在逆变焊接电源中的应用. 自动化与仪表, 2002（1）

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关键词：电力电子技术 逆变器 拓扑结构 软开关

前言：随着电力半导体器件的发展，DC-AC逆变技术广泛的应用于航空、航天、航海等重要领域，特别是随着石油、天然气等主要能源日益紧张，新能源的开发和利用越来越受到人们的重视。因为DC-AC逆变器可以实现将蓄电池、太阳能和燃料电池等其他新能源转化为交流能源，这对将直流转变为交流的逆变技术更是起着至关重要的作用。电力半导体器件的发展对电力电子技术的发展有着极为重要的作用，

DC-AC逆变器是将直流电能变换成交流电能的交流装置，供交流负载用电或交流电网并网发电，逆变器的发展决定着逆变技术的改进。

1、电力电子技术

电力电子技术是一种高新技术，它是利用电力半导体器件对电力的电压、电流、频率、相位、相数等进行变换和控制的技术。是以电力为对象，以微电子技术、自动控制技术为手段，研究电力（电能）在产生、输送、分配、变换、应用等过程中进行电力再加工的技术。

1.1电力电子技术与绿色能源

电力电子技术是一门多学科技术，它主要由电力半导体器件、电力变流电路和控制技术构成。电力电子技术是电力变换及控制的电子技术，电力电子技术是以半导体器件为基础，所以又称其为电力半导体器件及其应用技术。

电力电子技术是高效节能技术，电动机调速节能和照明灯节能是两大节能重点。发展并推广应用电动汽车（绿色汽车），是改善大气环境的重要手段。利用风能、太阳能、潮汐能、地热能等绿色能源发电，可避免火力发电导致的严重污染。将电网交流电能变成直流电能储存，然后将直流电能逆变成交流电能供负载使用，均与电力电子技术密切相关。电力电子技术提供了各种有源功率因数校正和有源滤波装置、动态无功补偿装置等，在电网环境和电磁环境保护方面起到相当大的作用。

1.2 电力电子技术成套装置

随着信息电子技术、微型电子计算机、超大规模集成电路以及计算机辅助设计的广泛应用，电力电子技术如虎添翼，得到了蓬勃的发展。电力电子成套装置已成为工业化国家经济领域中不可缺少的基础技术和重要手段。

电力电子成套装置日益完善，数字控制等技术广泛应用，不仅使电力电子技术在传统的工业、交通、电力、冶金等方面的应用得到了进一步发展，而且还扩展到信息、通讯、宇宙、家电等一切领域。由于环境、能源、社会高效化等要求，电力电子成套装置正向着以下几个方面发展：

⑴ 高性能化：对于大容量装置，采用多重化和多机并联；降低装置自身损耗；实现高效率化；采用损耗——功率密度考核装置效率；装置实现自动调谐或自动化、遥控和远控；更加面向用户，进一步提高可使用性和维修性；装置向着小型、轻量发展，以及降低成本等。

⑵ 标准化：电力电子成套装置的备品、备件将系列化、标准化。

⑶ 智能化：二十一世纪将诞生全智能化电力电子成套装置。智能化包括两个方面，即尽量减少硬件，实现硬件软件化；另一方面，采用智能化电力电子器件和其它智能化部件，集成化是智能化的基础。

⑷ 全数字化控制：近几年来，各种现代控制理论、专家系统、模糊控制及神经元控制等都是发展的热点，将使电力电子控制技术发展到一个崭新的阶段。

⑸ 系统化：电力电子技术及其相关技术的发展，已经摆脱了局部环节的孤立发展，而注意到整体优势，亦即将电网、整流器、逆变器、电动机、生产机械和控制系统等作为一个整体，从系统上进行考虑。这是二十一世纪必将实现的目标。

⑹ 绿色化：电力电子成套装置所消耗的大量无功功率及所产生的谐波电流严重地污染了电网。这种污染类似现代工业对地球的污染。现在将越来越引起人们的重视，二十一世纪这个问题必须得到解决。治理电力电子成套装置污染的方法有两种：一种是设法补偿无功功率和谐波，即采用无功功率静止补偿装置和电力有源滤波器。但更积极的方法是使电力电子成套装置具有所需的功能，又不消耗无功功率，不产生谐波，为此采用自换相整流装置，并对其进行PWM控制。这样既可使输入电流无谐波，又可使功率因数为1，实现了电力电子成套装置的绿色化。

2、DC/AC逆变器用电力半导体器件的发展

DC-AC逆变技术能够实现直流电能到交流电能的转换，可以从蓄电池、太阳能电池等直流电能变换得到质量较高的、能满足负载对电压和频率要求的交流电能。DC-AC逆变技术在交流电机的传动、不间断电源（UPS）、变频电源、有源滤波器、电网无功补偿器等许多场合得到了广泛的应用。

DC-AC逆变技术的基本原理是通过半导体功率开关器件（例如SCR，GTO，GTR，IGBT和功率MOSFET模块等）的开通和关断作用，把直流电能变换成交流电能，因此是一种电能变换装置。由于是通过半导体功率开关器件的开通和关断来实现电能转换的，因此转换效率比较高，但转换输出的波形却很差，是含有相当多谐波成分的方波。而多数应用场合要求逆变器输出的是理想的正弦波，因此如何利用半导体功率开关器件的开通和关断的转换，使逆变器输出正弦波和准正弦波就成了DC-AC逆变器技术发展中的一个主要问题。

今后，随着工业和科学技术的发展，对电能质量的要求

将越来越高， DC-AC逆变器在这种变换中的作用也会日益突显出来。

3、逆变器的应用领域

3.1以直流发电机、蓄电池、太阳能电池和燃料电池为主直流电源的场合，如航空静止变流器（27V或270V DC/115V 400Hz AC）、通讯静止变流器（48V DC/220V 50Hz AC）；

3.2以变频或恒频交流电为主交流电源且采用交-直-交变换方案的场合，如飞机变速恒频电源（变频交流电/115V 400Hz AC）、新型风力发电电源（变频交流电/220V 50Hz AC）和变频电源（220V 50Hz DC/115V 400Hz AC或115V 400Hz AC/220V 50Hz AC）；

3.3不间断电源UPS中的核心环节-逆变器；

3.4作为校表台产品的电压、电流标准源-电压功率放大器、电流功率放大器。

4、结 论

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当前,电力电子作为节能、节才、自动化、智能化、机电一体化的基础,正朝着应用技术高频化、硬件结构模块化、产品性能绿色化的方向发展。在不远的将来,电力电子技术将使电源技术更加成熟、经济、实用,实现高效率和高品质用电相结合。

1.电力电子技术的发展

现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。

1.1整流器时代

大功率的工业用电由工频(50Hz)交流发电机提供,但是大约20%的电能是以直流形式消费的,其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)三大领域。大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。当时国内曾经掀起了-股各地大办硅整流器厂的热潮,目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。

1.2逆变器时代

七十年代出现了世界范围的能源危机,交流电机变频惆速因节能效果显著而迅速发展。变频调速的关键技术是将直流电逆变为0~100Hz的交流电。在七十年代到八十年代,随着变频调速装置的普及,大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和门极可关断晶闸管(GT0)成为当时电力电子器件的主角。类似的应用还包括高压直流输出,静止式无功功率动态补偿等。这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变,但工作频率较低,仅局限在中低频范围内。

1.3变频器时代

进入八十年代,大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展,为现代电力电子技术的发展奠定了基础。将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合,出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的问世,导致了中小功率电源向高频化发展,而后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的出现,又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。MOSFET和IGBT的相继问世,是传统的电力电子向现代电力电子转化的标志。据统计,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半导体器件市场上已达到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在电力电子领域巳成定论。新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了较高的频率,使其性能更加完善可靠,而且使现代电子技术不断向高频化发展,为用电设备的高效节材节能,实现小型轻量化,机电一体化和智能化提供了重要的技术基础。

2.现代电力电子的应用领域

2.1计算机高效率绿色电源

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华为mate30最高支持有线充电40W，无线充电是27W，无线充电器需单独购买。华为mate30电池容量是4200mAh，电池额定容量为4100mAh，电池内置不可拆卸。

充电器（Charger）是一种为其他电器进行充电的设备。该设备采用高频电源技术，运用智能动态调整充电技术，利用电力电子半导体器件，把电压和频率固定不变的交流电变换为直流电，一般由柔性线路板、电子元器件等组成，其按设计电路工作频率可分为工频机和高频机，在各个领都域被广泛应用，特别是在生活领域，被广泛用于手机、相机等常见电器。充电器按设计电路工作频率来分，可分为工频机和高频机。工频机是以传统的模拟电路原理来设计，机器内部电力器件(如变压器、电感、电容器等)都较大，一般在带载较大运行时存在较小噪声，但该机型在恶劣的电网环境条件中耐抗性能较强，可靠性及稳定性均比高频机强。而高频机是以微处理器(CPU蕊片)作为处理控制中心，是把繁杂的硬件模拟电路烧录于微处理器中，以软件程序的方式来控制UPS的运行。

（来源：文章屋网 ）