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、壽命長的優(yōu)勢,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)域進入了強電控制領(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),實現(xiàn)整流器的固體化、靜止化和無觸點化,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、不對稱晶閘管及雙向晶閘管等各種特性的晶閘管,形成一個龐大的晶閘管家族。晶閘管在應(yīng)用中有效率高、控制特性好、壽命長、體積小、功能強等優(yōu)點,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,國外對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)靠門極正信號觸發(fā)之后,撤掉信號亦能維持通態(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外的另兩個電極不再分陽極、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,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,是利用一定波長的光照信號來代替電信號對器件進行觸發(fā)。光控晶閘管的伏安特性和普通晶閘管一樣,只是隨著光照信號變強其正向轉(zhuǎn)折電壓逐漸變低。[1]中文名光控晶閘管外文名LightTriggeredThyristor簡稱LTT別稱光觸發(fā)晶閘管特點以光信號代替電信號進行觸發(fā)導(dǎo)通學(xué)科電子技術(shù)目錄1簡述2結(jié)構(gòu)3工作原理4特性光控晶閘管簡述編輯光控晶閘管又稱光觸發(fā)晶閘管,它是一種以光信號代替電信號來進行觸發(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觸發(fā),避免了主回路對控制回路的干擾,適用于要求信號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的光照信號控制的開關(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電極(陽極A和陰極K),而大功率光控晶閘管除陽極和陰極之外,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個電極,控制極G、陽極A和陰極K。由于圖1光控晶閘管光控晶閘管的控制信號來自光的照射。
在恢復(fù)電流快速衰減時,由于外電路電感的作用,會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間,就是晶閘管的反向阻斷恢復(fù)時間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)其對反向電壓的阻斷能力還需要一段時間,這叫做反向阻斷恢復(fù)時間tgr。在反向阻斷恢復(fù)時間內(nèi)如果重新對晶閘管施加正向電壓,晶閘管會重新正向?qū)ǎ皇荛T極電流控制而導(dǎo)通。所以在實際應(yīng)用中,需對晶閘管施加足夠長時間的反壓,使晶閘管充分恢復(fù)其對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)斷時間t定義為t與t之和,即t=t+t除了開通時間t、關(guān)斷時間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,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,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中較小的一個數(shù)值標(biāo)作器件型號上的額定電壓。由于瞬時過電壓也會使晶閘管遭到破壞,因而在選用的時候,額定電壓一個應(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(在一個周期內(nèi))的平均值,稱為額定通態(tài)平均電流IT,簡稱額定電流。(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攝氏度時維持電流約為25攝氏度時的一半。當(dāng)晶閘管的正向電流小于這個電流時,晶閘管將自動關(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,晶閘管就會立即損壞。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。可關(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,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。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)通后只能達到臨界飽和,所以GTO門極上加負(fù)向觸發(fā)信號即可關(guān)斷。GTO的一個重要參數(shù)就是關(guān)斷增益,βoff,它等于陽極大可關(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,說明門極電流對陽極電流的控制能力愈強。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、估測關(guān)斷增益βoff的方法。判定GTO的電極將萬用表撥至R×1檔。 山西哪里有Infineon英飛凌晶閘管模塊哪家好