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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,也称晶闸管。它具有体积小巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】、效率高巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】、寿命长等优点。在自动控制系统中,可作为大功率驱动器件巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,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巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】、调功系统及随动系统中得到了广泛的应用。

            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巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】。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巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】。其通断状态由控制极G决定巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】。在控制极G上加正脉冲(或负脉冲)可使其正向(或反向)导通巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】。这种装置的优点是控制电路简单巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,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巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,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巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】, 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,但驱动电流较大巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】;MOSFET驱动功率很小巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,开关速度快巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,但导通压降大,载流密度小巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】。IGBT综合了以上两种器件的优点,驱动功率小而饱和压降低。

            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、变频器巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】、开关电源巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】、照明电路、牵引传动等领域。 图1所示为一个N 沟道增强型绝缘栅双极晶体管结构, N+ 区称为源区巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,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巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】。在漏、源之间的P 型区(包括P+ 和P 一区)(沟道在该区域形成),称为亚沟道区( Subchannel region )巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】。

            而在漏区另一侧的P+ 区称为漏注入区( Drain injector ),它是IGBT 特有的功能区,与漏区和亚沟道区一起形成PNP 双极晶体管巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,起发射极的作用,向漏极注入空穴,进行导电调制,以降低器件的通态电压巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】。附于漏注入区上的电极称为漏极?!GBT 的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,给PNP 晶体管提供基极电流,使IGBT 导通。反之巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,加反向门极电压消除沟道巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,切断基极电流巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,使IGBT 关断巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】。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巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】。当MOSFET 的沟道形成后巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,从P+ 基极注入到N 一层的空穴(少子)巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,对N 一层进行电导调制巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,减小N 一层的电阻巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,使IGBT 在高电压时巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,也具有低的通态电压巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】。

            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巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,晶闸管等元件通过整流来实现。除此之外整流器件还有很多巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,如:可关断晶闸管GTO,逆导晶闸管,双向晶闸管巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,整流陌屠冶热辈?美女体育直播-【米fun直播】巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】??,功率?巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】?镮GBT巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,SIT,MOSFET等等,这里只探讨晶闸管巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】。

            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巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,由于它效率高巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,控制特性好巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,寿命长,体积小等优点,自上个世纪六十长代以来巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,获得了迅猛发展,并已形成了一门独立的学科?!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巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,品质更好巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,成品率大幅提高巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,并向高压大电流发展巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】。目前国内晶闸管最大额定电流可达5000A,国外更大巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】。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巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】。 晶闸管的应用:

            一巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】、可控整流

            如同二极管整流一样,可以把交流整流为直流巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,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巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,实现交流——可变直流

            二巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】、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)巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】、无触点稳压器(上海稳博电器有限公司)、接触调压器巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】、感应调压器和饱和电抗器调压巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】。为了消除晶闸管交流调压产生的高次谐波巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,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巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】。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巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,由高压直流远距离输送以减少损耗巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,增加电力网的稳定巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,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、串激调速等变频巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,交流——频率可变交流、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,用在城市电车巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】、电气机车巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】、电瓶搬运车、铲车(叉车)巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】、电气汽车等,高频电源用于电火花加工巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】。        

            五、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巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,门极加上适当正向门极电压,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巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,通常在门极上只要加上一个正向脉冲电压即可巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,称为触发电压巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】。门极在一定条件下可以触发晶闸管导通巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,但无法使其关断。要使导通的晶闸管恢复阻断,可降低阳极电压巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,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),电流会突然降到零,之后再提高电压或减小负载电阻巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,电流不会再增大巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,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巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,且随着管子正向阳极电压升高而增大巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】。当阳极电压升到足够大时巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,会使晶闸管导通,称为正向转折或“硬开通”。多次硬开通会损坏管子。

            2.晶闸管加上正向阳极电压后,还必须加上触发电压巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,并产生足够的触发电流,才能使晶闸管从阻断转为导通。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巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】。晶闸管只能稳定工作在关断和导通两个状态巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,没有中间状态,具有双稳开关特性。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。要关断晶闸管巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,必须使阳极电流《维持电流,对于电阻负载,只要使管子阳极电压降为零即可巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】。为了保证晶闸管可靠迅速关断巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,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UGT, (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(换流过电压巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】、空穴积蓄效应过电压)及?巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】;?/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巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,载流子充满元件内部巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,在关断过程中,管子在反向作用下巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,正向电流下降到零时,元件内部残存着载流子巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】。这些载流子在反向电压作用下瞬时出现较大的反向电流巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,使残存的载流子迅速消失巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,这时反向电流减小即diG/dt极大巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,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。这就是关断过电压(换相过电压)。数值可达工作电压的5~6倍。?;ご胧涸诰д⒐芰蕉瞬⒔幼枞菸盏缏?。

            2.交流侧过电压及其?巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】;?/strong>

            由于交流侧电路在接通或断开时出现暂态过程巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,会产生操作过电压巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】。高压合闸的瞬间,由于初次级之间存在分布电容巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,初级高压经电容耦合到次级巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,出现瞬时过电压巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】。措施:在三相变压器次级星形中点与地之间并联适当电容,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巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,因电源回路电感产生感应电势的过电压。变压器空载且电源电压过零时巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,初级拉闸巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,因变压器激磁电流的突变,在次级感生出很高的瞬时电压,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巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,即偶发性浪涌电压巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,都必须加阻容吸收路进行?;?。

            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?;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,还不能完全消除巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】。措施:能常采用压敏吸收进行?;?。

            4.过电流卑屠冶热辈?美女体育直播-【米fun直播】巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】;?/strong>

            一般加快速熔断器进行?;?,实际上它不能?;た煽毓?巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,而是?;?a href="http://www.ameliodesigns.com/Product/6534292630.html" target="_blank">变压器线圈。

            5.电压巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】、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,噪声很大,效果也不好,一只一只进行对比巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,拧螺丝松紧,很盲目巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,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巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,很间单。每一只元件上都刻有字巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,以便下更换时参考巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】。这样能使均流系数可达到0.85以上巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】。为了减少并联巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】,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巴拉乙比赛直播-美女体育直播-【米fun直播】。

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