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,晶閘管是具有**高耐壓容量與**大電流容量的器件。國內(nèi)外主要制作的大功率晶閘管都是應(yīng)用在高壓直流輸電中。所制造出的大功率晶閘管,**大直徑可達(dá)6英寸,單閥片耐壓值**高可達(dá)11KV,的通流能力**高可達(dá)4500A。在該領(lǐng)域比較**的有瑞士的ABB以及國內(nèi)的株洲南車時(shí)代。[1]為提高晶閘管的通流能力、開通速度、di/dt承受能力,國外在普通晶閘管的基礎(chǔ)上研制出了兩種新型的晶閘管:門極關(guān)斷晶閘管GTO以及集成門極換流晶閘管IGCT。這兩種器件都已經(jīng)在國外投入實(shí)際使用。其中GTO的單片耐壓可達(dá),工況下通流能力可達(dá)4kA,而目前研制出的在電力系統(tǒng)中使用的IGCT的**高耐壓可達(dá)10kV,通流能力可達(dá)。[1]針對(duì)脈沖功率電源中應(yīng)用的晶閘管,國內(nèi)還沒有廠家在這方面進(jìn)行研究,在國際上具有**技術(shù)的是瑞士ABB公司。他們針對(duì)脈沖功率電源用大功率晶閘管進(jìn)行了十?dāng)?shù)年的研究。目前采用的較成熟的器件為GTO,其直徑為英寸,單片耐壓為,通常3個(gè)閥片串聯(lián)工作??梢猿惺艿碾娏鞣逯禐?20kA/90us,電流上升率di/dt**高可承受。門極可承受觸發(fā)電流**大值為800A,觸發(fā)電流上升率di/dt**大為400A/us。晶閘管可分為普通晶閘管、雙向晶閘管、逆導(dǎo)晶閘管、門極關(guān)斷晶閘管、晶閘管、溫控晶閘管和光控晶閘管多種。江西IGBT逆變器模塊可控硅(晶閘管)富士IGBT
從而實(shí)際強(qiáng)觸發(fā),加速了元件的導(dǎo)通,提高了耐電流上升率的能力。三、能耐較高的電壓上升率(dv/dt)晶閘管是由三個(gè)P—N結(jié)組成的。每個(gè)結(jié)相當(dāng)于一個(gè)電容器。結(jié)電壓急劇變化時(shí),就有很大的位移電流流過元件,它等效于控制極觸發(fā)電流的作用??赡苁咕чl管誤導(dǎo)通。這就是普通晶閘管不能耐高電壓上升率的原因。為了有效防止上述誤導(dǎo)通現(xiàn)象發(fā)生,快速晶閘管采取了短路發(fā)射結(jié)結(jié)構(gòu)。把陰極和控制極按一定幾何形狀短路。這樣一來,即使電壓上升率較高,晶閘管的電流放大系數(shù)仍幾乎為零,不致使晶閘管誤導(dǎo)通。只是在電壓上升率進(jìn)一步提高,結(jié)電容位移電流進(jìn)一步增大,在短路點(diǎn)上產(chǎn)生電壓降足夠大時(shí),晶閘管才能導(dǎo)通。具有短路發(fā)射結(jié)結(jié)構(gòu)的晶閘管,用控制極電流觸發(fā)時(shí),控制極電流首先也是從短路點(diǎn)流向陰極。只是當(dāng)控制極電流足夠大,在短路點(diǎn)電阻上的電壓降足夠大,PN結(jié)正偏導(dǎo)通電流時(shí),才同沒有短路發(fā)射結(jié)的元件一樣,可被觸發(fā)導(dǎo)通。因此,快速晶閘管的抗干擾能力較好??焖倬чl管的生產(chǎn)和應(yīng)用都進(jìn)展很快。目前,已有了電流幾百安培、耐壓1千余伏,關(guān)斷時(shí)間*為20微妙的大功率快速晶閘管,同時(shí)還做出了**高工作頻率可達(dá)幾十千赫茲供高頻逆變用的元件。吉林可關(guān)斷可控硅(晶閘管)Infineon英飛凌全新原裝現(xiàn)貨可控硅的弱點(diǎn):靜態(tài)及動(dòng)態(tài)的過載能力較差;容易受干擾而誤導(dǎo)通。
其**新研制出的IGCT擁有更好的性能,其直徑為英寸,單閥片耐壓值也是。**大通流能力已經(jīng)可以達(dá)到180kA/30us,**高可承受電流上升率di/dt為20kA/us。門極可承受觸發(fā)電流**大值為2000A,觸發(fā)電流上升率di/dt**大為1000A/us。但是此種開關(guān)所能承受的反向電壓較低,因此還只能在特定的脈沖電源中使用。[1]但晶閘管本身存在兩個(gè)制約其繼續(xù)發(fā)展的重要因素。一是控制功能上的欠缺,普通的晶閘管屬于半控型器件,通過門極(控制極)只能控制其開通而不能控制其關(guān)斷,導(dǎo)通后控制極即不再起作用,要關(guān)斷必須切斷電源,即令流過晶閘管的正向電流小于維持電流。由于晶閘管的關(guān)斷不可控的特性,必須另外配以由電感、電容及輔助開關(guān)器件等組成的強(qiáng)迫換流電路,從而使裝置體積增大,成本增加,而且系統(tǒng)更為復(fù)雜、可靠性降低。二是因?yàn)榇祟惼骷⒆阌诜至⒃Y(jié)構(gòu),開通損耗大,工作頻率難以提高,限制了其應(yīng)用范圍。1970年代末,隨著可關(guān)斷晶閘管(GTO)日趨成熟,成功克服了普通晶閘管的缺陷,標(biāo)志著電力電子器件已經(jīng)從半控型器件發(fā)展到全控型器件。
4.可關(guān)斷晶閘管可關(guān)斷晶閘管亦稱門控晶閘管。其主要特點(diǎn)是,當(dāng)門極加負(fù)向觸發(fā)信號(hào)時(shí)晶閘管能自行關(guān)斷。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。它的容量及使用壽命均超過巨型晶體管。目前,大功率可關(guān)斷晶閘管已廣用于斬波調(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。5.光控晶閘管光控晶閘管又稱光觸發(fā)晶閘管,是一種光敏器件。由于其控制信號(hào)來自光的照射,沒有必要再引出控制極,所以只有兩個(gè)電極(陽極A和陰極K),結(jié)構(gòu)與普通可控硅一樣,是由四層PNPN器件構(gòu)成。圖2光控晶閘管符號(hào)圖當(dāng)在光控晶閘管的陽極加上正向電壓,陰極加上負(fù)向電壓時(shí),控晶閘管可以等效成的電路。光控晶閘管的基本特性與普通晶閘管是相同的,只是它對(duì)光源的波長有一定的要求,有選擇性。波長在0.8——0.9um的紅外線及波長在1um左右的激光,都是光控晶閘管較為理想的光源。晶閘管的應(yīng)用晶閘管是一種開關(guān)元件,具有硅整流器件的特性,能在高電壓、大電流條件下工作。它基本的用途就是可控整流,其工作過程可以控制,具有體積小、輕、功耗低、效率高、開關(guān)迅速等優(yōu)點(diǎn)?;谏鲜鎏攸c(diǎn)。晶閘管有三個(gè)腿,有的兩個(gè)腿長,一個(gè)腿短,短的那個(gè)就是門極。
定義/晶閘管編輯晶閘管導(dǎo)通條件為:加正向電壓且門極有觸發(fā)電流;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。它是一種大功率開關(guān)型半導(dǎo)體器件,在電路中用文字符號(hào)為“V”、“VT”表示(舊標(biāo)準(zhǔn)中用字母“SCR”表示)。晶閘管(Thyristor)是一種開關(guān)元件,能在高電壓、大電流條件下工作,并且其工作過程可以控制、被應(yīng)用于可控整流、交流調(diào)壓、無觸點(diǎn)電子開關(guān)、逆變及變頻等電子電路中,是典型的小電流控制大電流的設(shè)備。1957年,美國通用電器公司開發(fā)出世界上***個(gè)晶閘管產(chǎn)品,并于1958年使其商業(yè)化。結(jié)構(gòu)/晶閘管編輯晶閘管它是由一個(gè)P-N-P-N四層(4layers)半導(dǎo)體構(gòu)成的,中間形成了三個(gè)PN結(jié)。分類/晶閘管編輯晶閘管按其關(guān)斷、導(dǎo)通及控制方式可分為普通晶閘管(SCR)、雙向晶閘管(TRIAC)、逆導(dǎo)晶閘管(RCT)、門極關(guān)斷晶閘管(GTO)、BTG晶閘管、溫控晶閘管(TT國外,TTS國內(nèi))和光控晶閘管(LTT)等多種。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。晶閘管按其封裝形式可分為金屬封裝晶閘管、塑封晶閘管和陶瓷封裝晶閘管三種類型。其中,金屬封裝晶閘管又分為螺栓形、平板形、圓殼形等多種。逆導(dǎo)晶閘管的關(guān)斷時(shí)間幾微秒,工作頻率達(dá)幾十千赫,優(yōu)于快速晶閘管(FSCR)。河南igbt驅(qū)動(dòng)開關(guān)可控硅(晶閘管)ABB配套
可控硅的優(yōu)點(diǎn)很多,例如:以小功率控制大功率,功率放大倍數(shù)高達(dá)幾十萬倍。江西IGBT逆變器模塊可控硅(晶閘管)富士IGBT
晶閘管(Thyristor)是晶體閘流管的簡稱,又被稱做可控硅整流器,以前被簡稱為可控硅;1957年美國通用電氣公司開發(fā)出世界上第1款晶閘管產(chǎn)品,并于1958年將其商業(yè)化;晶閘管是PNPN四層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu),它有三個(gè)極:陽極,陰極和控制極;晶閘管具有硅整流器件的特性,能在高電壓、大電流條件下工作,且其工作過程可以控制、被廣泛應(yīng)用于可控整流、交流調(diào)壓、無觸點(diǎn)電子開關(guān)、逆變及變頻等電子電路中。工作原理晶閘管在工作過程中,它的陽極(A)和陰極(K)與電源和負(fù)載連接,組成晶閘管的主電路,晶閘管的門極G和陰極K與控制晶閘管的裝置連接,組成晶閘管的控制電路。晶閘管為半控型電力電子器件,它的工作條件如下:1.晶閘管承受反向陽極電壓時(shí),不管門極承受何種電壓,晶閘管都處于反向阻斷狀態(tài)。2.晶閘管承受正向陽極電壓時(shí),在門極承受正向電壓的情況下晶閘管才導(dǎo)通。這時(shí)晶閘管處于正向?qū)顟B(tài),這就是晶閘管的閘流特性,即可控特性。3.晶閘管在導(dǎo)通情況下,只要有一定的正向陽極電壓,不論門極電壓如何,晶閘管保持導(dǎo)通,即晶閘管導(dǎo)通后,門極失去作用。門極只起觸發(fā)作用。4.晶閘管在導(dǎo)通情況下,當(dāng)主回路電壓(或電流)減小到接近于零時(shí),晶閘管關(guān)斷。江西IGBT逆變器模塊可控硅(晶閘管)富士IGBT