1957年又開發(fā)了全球用于功率轉(zhuǎn)換和控制的可控硅整流器(SCR)。由于它們具有體積小、重量輕、效率高、壽命長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì),尤其是SCR能以微小的電流控制較大的功率,令半導(dǎo)體電力電子器件成功從弱電控制領(lǐng)域進(jìn)入了強(qiáng)電控制領(lǐng)域、大功率控制領(lǐng)域。在整流器的應(yīng)用上,晶閘管迅速取代了整流器(引燃管),實(shí)現(xiàn)整流器的固體化、靜止化和無觸點(diǎn)化,并獲得巨大的節(jié)能效果。從1960年代開始,由普通晶閘管相繼衍生出了快速晶閘管、光控晶閘管、不對(duì)稱晶閘管及雙向晶閘管等各種特性的晶閘管,形成一個(gè)龐大的晶閘管家族。晶閘管在應(yīng)用中有效率高、控制特性好、壽命長(zhǎng)、體積小、功能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),其能承受的電壓和電流容量是目前電力電子器件中高的,而且工作可靠。因晶閘管的上述優(yōu)點(diǎn),國(guó)外對(duì)晶閘管在脈沖功率源領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用的研究做了大量的工作,很多脈沖功率能源模塊已經(jīng)使用晶閘管作為主開關(guān)。而國(guó)內(nèi)的大功率晶閘管主要應(yīng)用在高壓直流輸電的工頻環(huán)境下,其工頻工作條件下的技術(shù)參數(shù)指標(biāo)不足以準(zhǔn)確反映其在脈沖電源這種高電壓、大電流、高陡度的環(huán)境下的使用情況,對(duì)其在脈沖脈沖功率電源領(lǐng)域中的應(yīng)用研究很少,尚處于試驗(yàn)探索階段。[1]在大功率半導(dǎo)體開關(guān)器件中。 普通晶閘管(SCR)靠門極正信號(hào)觸發(fā)之后,撤掉信號(hào)亦能維持通態(tài)。山西哪里有Infineon英飛凌晶閘管模塊哪家好
2)雙向晶閘管工作原理雙向晶閘管可以等效為兩個(gè)單向晶閘管反向并聯(lián),如圖4-47所示。雙向晶閘管可以控制雙向?qū)ǎ虼顺刂茦OG外的另兩個(gè)電極不再分陽(yáng)極、陰極,而稱之為主電極T1、T2。當(dāng)有觸發(fā)電壓加至控制極G時(shí),雙向晶閘管導(dǎo)通,井在觸發(fā)電壓消失后仍維持導(dǎo)通狀態(tài),電流既可從T1經(jīng)過VS2流向T2,又可從T2經(jīng)過VS1流向Tl。當(dāng)電流小于晶閘管的維持電流時(shí)晶閘管關(guān)斷。(3)可關(guān)斷晶閘管工作原理普通單向或雙向晶閘管導(dǎo)通后控制極即不起作用,要關(guān)斷晶閘管必須切斷電源,使流過晶閘管的正向電流小于維持電流IH可關(guān)斷品閘管的特點(diǎn)是可以通過控制極關(guān)斷,克服了上述缺陷。當(dāng)可關(guān)斷晶閘管控制極G加上正脈沖電壓時(shí)晶閘管導(dǎo)通,當(dāng)控制極G加上負(fù)脈沖電膚日寸晶閘管關(guān)斷,如圖4-48所示。怎樣理解晶閘管的參數(shù)品體閘流管的主要參數(shù)是額定通態(tài)平均電流、阻斷峰值電壓、觸發(fā)電壓和電流、維持電流等,下面我們逐一解釋。(1)額定通態(tài)平均電流額定通態(tài)平均電流IT是指晶閘管導(dǎo)通時(shí)所允許通過的大交流正弦電流的有效值。使用中電路的工作電流應(yīng)小于晶閘管的額定通態(tài)平均電流IT。(2)阻斷峰值電壓阻斷峰值電壓包括正向阻斷峰值電壓UDRM和反向峰值電壓URRM。 江西哪里有Infineon英飛凌晶閘管模塊服務(wù)電話晶閘管在工業(yè)中的應(yīng)用越來越廣,隨著行業(yè)的應(yīng)用范圍增大。
光控晶閘管又稱光觸發(fā)晶閘管,是利用一定波長(zhǎng)的光照信號(hào)來代替電信號(hào)對(duì)器件進(jìn)行觸發(fā)。光控晶閘管的伏安特性和普通晶閘管一樣,只是隨著光照信號(hào)變強(qiáng)其正向轉(zhuǎn)折電壓逐漸變低。[1]中文名光控晶閘管外文名LightTriggeredThyristor簡(jiǎn)稱LTT別稱光觸發(fā)晶閘管特點(diǎn)以光信號(hào)代替電信號(hào)進(jìn)行觸發(fā)導(dǎo)通學(xué)科電子技術(shù)目錄1簡(jiǎn)述2結(jié)構(gòu)3工作原理4特性光控晶閘管簡(jiǎn)述編輯光控晶閘管又稱光觸發(fā)晶閘管,它是一種以光信號(hào)代替電信號(hào)來進(jìn)行觸發(fā)導(dǎo)通的特殊觸發(fā)型晶閘管,其伏安特性曲線與普通晶閘管完全一樣,只是觸發(fā)方式不同。而由于它采用光信號(hào)觸發(fā),避免了主回路對(duì)控制回路的干擾,適用于要求信號(hào)源與主回路高度絕緣的大功率高壓裝置,如高壓直流輸電裝置、高壓核聚變裝置等。[2]光控晶閘管是利用一定波長(zhǎng)的光照信號(hào)控制的開關(guān)器件,其結(jié)構(gòu)也是由四層半導(dǎo)體(PNPN)構(gòu)成。小功率光控晶閘管只有兩個(gè)電極(陽(yáng)極A和陰極K),而大功率光控晶閘管除陽(yáng)極和陰極之外,還帶有光纜,光纜上裝有發(fā)光二極管或半導(dǎo)體激光器作為觸發(fā)光源。光控晶閘管結(jié)構(gòu)編輯光控晶閘管也稱GK型光開關(guān)管,是一種光敏器件。通常晶閘管有3個(gè)電極,控制極G、陽(yáng)極A和陰極K。由于圖1光控晶閘管光控晶閘管的控制信號(hào)來自光的照射。
在恢復(fù)電流快速衰減時(shí),由于外電路電感的作用,會(huì)在晶閘管兩端引起反向的尖峰電壓U。從正向電流降為零,到反向恢復(fù)電流衰減至接近于零的時(shí)間,就是晶閘管的反向阻斷恢復(fù)時(shí)間t。[1]反向恢復(fù)過程結(jié)束后,由于載流子復(fù)合過程比較慢,晶閘管要恢復(fù)其對(duì)反向電壓的阻斷能力還需要一段時(shí)間,這叫做反向阻斷恢復(fù)時(shí)間tgr。在反向阻斷恢復(fù)時(shí)間內(nèi)如果重新對(duì)晶閘管施加正向電壓,晶閘管會(huì)重新正向?qū)?,而不受門極電流控制而導(dǎo)通。所以在實(shí)際應(yīng)用中,需對(duì)晶閘管施加足夠長(zhǎng)時(shí)間的反壓,使晶閘管充分恢復(fù)其對(duì)正向電壓的阻斷能力,電路才能可靠工作。晶閘管的電路換向關(guān)斷時(shí)間t定義為t與t之和,即t=t+t除了開通時(shí)間t、關(guān)斷時(shí)間t及觸發(fā)電流IGT外,本文比較關(guān)注的晶閘管的其它主要參數(shù)包括:斷態(tài)(反向)重復(fù)峰值電壓U(U):是在門極斷路而結(jié)溫為額定值時(shí),允許重復(fù)加在器件上的正向(反向)峰值電壓。通常取晶閘管的UDRM和URRM中較小的標(biāo)值作為該器件的額定電壓。通態(tài)平均電流I:國(guó)際規(guī)定通態(tài)平均電流為晶閘管在環(huán)境溫度為40℃和規(guī)定的冷卻狀態(tài)下,穩(wěn)定結(jié)溫不超過額定結(jié)溫時(shí)所允許流過的大工頻正弦半波電流的平均值。這也是標(biāo)稱其額定電流的參數(shù)。 其派生器件有:快速晶閘管,雙向晶閘管,逆導(dǎo)晶閘管,光控晶閘管等。
其數(shù)值比正向轉(zhuǎn)折電壓小100V。(2)反向重復(fù)峰值電壓URRM在控制極斷路時(shí),可以重復(fù)加在晶閘管元件上的反向峰值電壓,此電壓數(shù)值規(guī)定比反向擊穿電壓小100V。通常把UDRM與URRM中較小的一個(gè)數(shù)值標(biāo)作器件型號(hào)上的額定電壓。由于瞬時(shí)過電壓也會(huì)使晶閘管遭到破壞,因而在選用的時(shí)候,額定電壓一個(gè)應(yīng)該為正常工作峰值電壓的2~3倍,作為安全系數(shù)。(3)額定通態(tài)平均電流(額定正向平均電流)IT在環(huán)境溫度不大于40oC和標(biāo)準(zhǔn)散熱即全導(dǎo)通的條件下,晶閘管元件可以連續(xù)通過的工頻正弦半波電流(在一個(gè)周期內(nèi))的平均值,稱為額定通態(tài)平均電流IT,簡(jiǎn)稱額定電流。(4)維持電流IH在規(guī)定的環(huán)境溫度和控制極斷路的條件下,維持元件繼續(xù)導(dǎo)通的小電流稱為維持電流IH。一般為幾十毫安~一百多毫安,其數(shù)值與元件的溫度成反比,在120攝氏度時(shí)維持電流約為25攝氏度時(shí)的一半。當(dāng)晶閘管的正向電流小于這個(gè)電流時(shí),晶閘管將自動(dòng)關(guān)斷。晶閘管的選用/晶閘管編輯(1)選擇晶閘管的類型:晶閘管有多種類型,應(yīng)根據(jù)應(yīng)用電路的具體要求合理選用。若用于交直流電壓控制、可控整流、交流調(diào)壓、逆變電源、開關(guān)電源保護(hù)電路等,可選用普通單向晶閘管。 當(dāng)外加反向電壓超過其反向重復(fù)峰值電壓URRM一定值時(shí),晶閘管就會(huì)立即損壞。江西哪里有Infineon英飛凌晶閘管模塊服務(wù)電話
晶閘管按其引腳和極性可分為二極晶閘管、三極晶閘管和四極晶閘管。山西哪里有Infineon英飛凌晶閘管模塊哪家好
產(chǎn)生波形失真和噪聲??申P(guān)斷晶閘管克服了上述缺陷,它既保留了普通晶閘管耐壓高、電流大等優(yōu)點(diǎn),以具有自關(guān)斷能力,使用方便,是理想的高壓、大電流開關(guān)器件。GTO的容量及使用壽命均超過巨型晶體管(GTR),只是工作頻率比GTR低。目前,GTO已達(dá)到3000A、4500V的容量。大功率可關(guān)斷晶閘管已用于斬波調(diào)速、變頻調(diào)速、逆變電源等領(lǐng)域,顯示出強(qiáng)大的生命力。可關(guān)斷晶閘管也屬于PNPN四層三端器件,其結(jié)構(gòu)及等效電路和普通晶閘管相同,因此圖1繪出GTO典型產(chǎn)品的外形及符號(hào)。大功率GTO大都制成模塊形式。盡管GTO與SCR的觸發(fā)導(dǎo)通原理相同,但二者的關(guān)斷原理及關(guān)斷方式截然不同。這是由于普通晶閘管在導(dǎo)通之后即處于深度飽和狀態(tài),而GTO在導(dǎo)通后只能達(dá)到臨界飽和,所以GTO門極上加負(fù)向觸發(fā)信號(hào)即可關(guān)斷。GTO的一個(gè)重要參數(shù)就是關(guān)斷增益,βoff,它等于陽(yáng)極大可關(guān)斷電流IATM與門極大負(fù)向電流IGM之比,有公式βoff=IATM/IGMβoff一般為幾倍至幾十倍。βoff值愈大,說明門極電流對(duì)陽(yáng)極電流的控制能力愈強(qiáng)。很顯然,βoff與昌盛的hFE參數(shù)頗有相似之處。下面分別介紹利用萬用表判定GTO電極、檢查GTO的觸發(fā)能力和關(guān)斷能力、估測(cè)關(guān)斷增益βoff的方法。判定GTO的電極將萬用表?yè)苤罵×1檔。 山西哪里有Infineon英飛凌晶閘管模塊哪家好