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        IGBT和可控硅的区别

        2019-12-22 12:04:44??????点击:

        可控硅

        无触点稳压器

        可控硅简称SCR,是一种大功率电器元件yabo亚博网站,也称晶闸管yabo亚博网站。它具有体积小、效率高、寿命长等优点。在自动控制系统中yabo亚博网站,可作为大功率驱动器件,实现用小功率控件控制大功率设备。它在交直流电机调速系统、调功系统及随动系统中得到了广泛的应用yabo亚博网站。

        可控硅分单向可控硅和双向可控硅两种。双向可控硅也叫三端双向可控硅,简称TRIAC。双向可控硅在结构上相当于两个单向可控硅反向连接,这种可控硅具有双向导通功能yabo亚博网站。其通断状态由控制极G决定yabo亚博网站。在控制极G上加正脉冲(或负脉冲)可使其正向(或反向)导通yabo亚博网站。这种装置的优点是控制电路简单,没有反向耐压问题,因此特别适合做交流无触点开关使用。

        IGBT

        IGBT无触点斩波稳压器

        IGBT绝缘栅双极型晶体管yabo亚博网站yabo亚博网站,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低,载流密度大yabo亚博网站,但驱动电流较大yabo亚博网站;MOSFET驱动功率很小,开关速度快,但导通压降大,载流密度小yabo亚博网站。IGBT综合了以上两种器件的优点,驱动功率小而饱和压降低yabo亚博网站。

        IGBT非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源yabo亚博网站、照明电路、牵引传动等领域yabo亚博网站。 图1所示为一个N 沟道增强型绝缘栅双极晶体管结构, N+ 区称为源区,附于其上的电极称为源极。N+ 区称为漏区。器件的控制区为栅区,附于其上的电极称为栅极。沟道在紧靠栅区边界形成。在漏、源之间的P 型区(包括P+ 和P 一区)(沟道在该区域形成)yabo亚博网站,称为亚沟道区( Subchannel region )yabo亚博网站。

        而在漏区另一侧的P+ 区称为漏注入区( Drain injector )yabo亚博网站,它是IGBT 特有的功能区yabo亚博网站,与漏区和亚沟道区一起形成PNP 双极晶体管yabo亚博网站,起发射极的作用,向漏极注入空穴yabo亚博网站yabo亚博网站,进行导电调制,以降低器件的通态电压yabo亚博网站。附于漏注入区上的电极称为漏极yabo亚博网站abo亚博网站!GBT 的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道,给PNP 晶体管提供基极电流yabo亚博网站,使IGBT 导通。反之,加反向门极电压消除沟道,切断基极电流,使IGBT 关断yabo亚博网站。IGBT 的驱动方法和MOSFET 基本相同,只需控制输入极N一沟道MOSFET ,所以具有高输入阻抗特性yabo亚博网站。当MOSFET 的沟道形成后,从P+ 基极注入到N 一层的空穴(少子)yabo亚博网站,对N 一层进行电导调制yabo亚博网站,减小N 一层的电阻,使IGBT 在高电压时yabo亚博网站,也具有低的通态电压。

        IGBT和可控硅区别

        IGBT与晶闸管

        IGBT斩波无触点稳压器

        1.整流元件(晶闸管)

        简单地说:整流器是把单相或三相正弦交流电流通过整流元件变成平稳的可调的单方向的直流电流。其实现条件主要是依靠整流管yabo亚博网站,晶闸管等元件通过整流来实现yabo亚博网站。除此之外整流器件还有很多,如:可关断晶闸管GTO,逆导晶闸管yabo亚博网站,双向晶闸管yabo亚博网站,整流??閥abo亚博网站,功率??镮GBT,SITyabo亚博网站yabo亚博网站,MOSFET等等,这里只探讨晶闸管。

        晶闸管又名可控硅,通常人们都叫可控硅。是一种功率半导体器件yabo亚博网站,由于它效率高,控制特性好,寿命长,体积小等优点yabo亚博网站,自上个世纪六十长代以来yabo亚博网站,获得了迅猛发展yabo亚博网站,并已形成了一门独立的学科yabo亚博网站?!熬д⒐芙涣骷际酢?。 晶闸管发展到今天,在工艺上已经非常成熟,品质更好yabo亚博网站yabo亚博网站,成品率大幅提高,并向高压大电流发展yabo亚博网站。目前国内晶闸管最大额定电流可达5000Ayabo亚博网站,国外更大。我国的韶山电力机车上装载的都是我国自行研制的大功率晶闸管yabo亚博网站。 晶闸管的应用:

        一、可控整流

        如同二极管整流一样,可以把交流整流为直流,并且在交流电压不变的情况下,方便地控制直流输出电压的大小即可控整流,实现交流——可变直流

        二、交流调压与调功

        利用晶闸管的开关特性代替老式的净化稳压器(上海稳博电器有限公司)、无触点稳压器(上海稳博电器有限公司)yabo亚博网站、接触调压器、感应调压器和饱和电抗器调压yabo亚博网站。为了消除晶闸管交流调压产生的高次谐波yabo亚博网站,出现了一种过零触发,实现负载交流功率的无级调节即晶闸管调功器。交流——可变交流。

        三、逆变与变频 直流输电

        将三相高压交流整流为高压直流,由高压直流远距离输送以减少损耗,增加电力网的稳定,然后由逆变器将直流高压逆变为50HZ三相交流。直流——交流中频加热和交流电动机的变频调速、串激调速等变频yabo亚博网站,交流——频率可变交流yabo亚博网站、IGBT无触点斩波稳压器(上海稳博电器有限公司)

         四、斩波调压(脉冲调压)

        斩波调压是直流——可变直流之间的变换yabo亚博网站,用在城市电车、电气机车、电瓶搬运车yabo亚博网站yabo亚博网站、铲车(叉车)yabo亚博网站、电气汽车等,高频电源用于电火花加工yabo亚博网站。        

        五yabo亚博网站、无触点功率静态开关(固态开关)

        作为功率开关元件,代替接触器、继电器用于开关频率很高的场合 晶闸管导通条件:

        晶闸管加上正向阳极电压后yabo亚博网站,门极加上适当正向门极电压yabo亚博网站,使晶闸管导通过程称为触发。晶闸管一旦触发导通后,门极就对它失去控制作用,通常在门极上只要加上一个正向脉冲电压即可,称为触发电压yabo亚博网站。门极在一定条件下可以触发晶闸管导通yabo亚博网站,但无法使其关断yabo亚博网站。要使导通的晶闸管恢复阻断,可降低阳极电压yabo亚博网站,或增大负载电阻,使流过晶闸管的阳极电流减小至维持电流(IH)(当门极断开时,晶闸管从较大的通态电流降至刚好能保持晶闸管导通所需的最小阳极电流叫维持电流)yabo亚博网站,电流会突然降到零,之后再提高电压或减小负载电阻,电流不会再增大,说明晶闸管已恢复阻断。

        根据晶闸管阳极伏安特性,可以总结出:

        1.门极断开时,晶闸管的正向漏电流比一般硅二极管反向漏电流大yabo亚博网站,且随着管子正向阳极电压升高而增大。当阳极电压升到足够大时yabo亚博网站,会使晶闸管导通yabo亚博网站,称为正向转折或“硬开通”。多次硬开通会损坏管子yabo亚博网站。

        2.晶闸管加上正向阳极电压后,还必须加上触发电压,并产生足够的触发电流,才能使晶闸管从阻断转为导通yabo亚博网站。触发电流不够时,管子不会导通,但此时正向漏电流随着增大而显著增大。晶闸管只能稳定工作在关断和导通两个状态,没有中间状态yabo亚博网站,具有双稳开关特性yabo亚博网站。是一种理想的无触点功率开关元件。

        3.晶闸管一旦触发导通,门极完全失去控制作用yabo亚博网站yabo亚博网站。要关断晶闸管,必须使阳极电流《维持电流,对于电阻负载yabo亚博网站,只要使管子阳极电压降为零即可。为了保证晶闸管可靠迅速关断yabo亚博网站yabo亚博网站,通常在管子阳极电压互降为零后,加上一定时间的反向电压。 晶闸管主要特性参数

        1.正反向重复峰值电压——额定电压(VDRM 、 VRRM取其小者)

        2.额定通态平均电流IT(AV)——额定电流(正弦半波平均值)

        3.门极触发电流IGT,门极触发电压UGTyabo亚博网站, (受温度变化)

        4.通态平均电压UT(AV)即管压降

        5.维持电流IH与掣住电流IL

        6.开通与关断时间 晶闸管合格证基本参数

        IT(AV)= A(TC=℃)------通态平均电流

        VTM= V -----------通态峰值电压

        VDRM = V -------------断态正向重复峰值电压

        IDRM= mA -------------断态重复峰值电流

        VRRM= V -------------反向重复峰值电压

        IRRM = mA ------------反向重复峰值电流

        IGT = mA ------------门极触发电流

        VGT= V ------------门极触发电压

        执行标准:QB-02-09

        1.晶闸管关断过电压(换流过电压、空穴积蓄效应过电压)及?;?/strong>

        晶闸管从导通到阻断,线路电感(主要是变压器漏感LB)释放能量产生过电压。由于晶闸管在导通期间,载流子充满元件内部,在关断过程中,管子在反向作用下,正向电流下降到零时,元件内部残存着载流子。这些载流子在反向电压作用下瞬时出现较大的反向电流,使残存的载流子迅速消失yabo亚博网站,这时反向电流减小即diG/dt极大,产生的感应电势很大,这个电势与电源串联,反向加在已恢复阻断的元件上,可导致晶闸管反向击穿yabo亚博网站。这就是关断过电压(换相过电压)yabo亚博网站。数值可达工作电压的5~6倍yabo亚博网站yabo亚博网站。?;ご胧涸诰д⒐芰蕉瞬⒔幼枞菸盏缏穣abo亚博网站。

        2.交流侧过电压及其?;?/strong>

        由于交流侧电路在接通或断开时出现暂态过程yabo亚博网站,会产生操作过电压。高压合闸的瞬间yabo亚博网站,由于初次级之间存在分布电容yabo亚博网站,初级高压经电容耦合到次级,出现瞬时过电压yabo亚博网站。措施:在三相变压器次级星形中点与地之间并联适当电容yabo亚博网站,就可以显著减小这种过电压。与整流器并联的其它负载切断时yabo亚博网站,因电源回路电感产生感应电势的过电压yabo亚博网站。变压器空载且电源电压过零时,初级拉闸,因变压器激磁电流的突变yabo亚博网站,在次级感生出很高的瞬时电压yabo亚博网站,这种电压尖峰值可达工作电压的6倍以上。交流电网遭雷击或电网侵入干扰过电压,即偶发性浪涌电压,都必须加阻容吸收路进行眣abo亚博网站;?yabo亚博网站。

        3.直流侧过电压及?;?/strong>

        当负载断开时或快熔断时,储存在变压器中的磁场能量会产生过电压,显然在交流侧阻容吸收眣abo亚博网站;さ缏房梢砸种普庵止缪?,但由于变压器过载时储存的能量比空载时要大,还不能完全消除。措施:能常采用压敏吸收进行?;?。

        4.过电流?;?/strong>

        一般加快速熔断器进行?;?,实际上它不能?;た煽毓?,而是?;?a href="http://www.vilchezlaw.com/Product/6534292630.html" target="_blank">变压器线圈yabo亚博网站。

        5.电压yabo亚博网站、电流上升率的限制

        4.均流与晶闸管选择

        均流不好,很容易烧坏元件。为了解决均流问题,过去加均流电抗器yabo亚博网站,噪声很大,效果也不好,一只一只进行对比,拧螺丝松紧,很盲目,效果差,噪音大,耗能。我们采用的办法是:用计算机程序软件进行动态参数筛选匹配、编号,装配时按其号码顺序装配yabo亚博网站,很间单。每一只元件上都刻有字,以便下更换时参考。这样能使均流系数可达到0.85以上。为了减少并联,选用大元件。这样可以进一步提高均流度,并减小损耗,因为每一只元件都存在一个 压降, 这也是整流器的主要损耗yabo亚博网站。

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