晶閘管(Thyristor)是一種具有可控單向導電性的半導體器件,也被稱為 “晶體閘流管”,是電力電子技術中常用的功率控制元件。
晶閘管的導通機制基于“雙晶體管模型”。當陽極加正向電壓且門極注入觸發電流時,內部兩個等效晶體管(PNP和NPN)形成正反饋,使器件迅速進入飽和導通狀態。一旦導通,即使移除門極信號,晶閘管仍維持導通,直至陽極電流低于維持電流(????IH)或施加反向電壓。這種“自鎖效應”使其適合高功率場景,但也帶來關斷復雜性的問題。關斷方法包括自然換相(交流過零)或強制換相(LC諧振電路)。
晶閘管模塊的觸發電路設計需精確匹配負載特性,確??煽坑|發。遼寧晶閘管哪個品牌好
可控硅(SiliconControlledRectifier)簡稱SCR,是一種大功率電器元件,也稱晶閘管。它具有體積小、效率高、壽命長等優點。在自動控制系統中,可作為大功率驅動器件,實現用小功率控件控制大功率設備。它在交直流電機調速系統、調功系統及隨動系統中得到了廣泛的應用。
可控硅分單向可控硅和雙向可控硅兩種。雙向可控硅也叫三端雙向可控硅,簡稱TRIAC。雙向可控硅在結構上相當于兩個單向可控硅反向連接,這種可控硅具有雙向導通功能。其通斷狀態由控制極G決定。在控制極G上加正脈沖(或負脈沖)可使其正向(或反向)導通。這種裝置的優點是控制電路簡單,沒有反向耐壓問題,因此特別適合做交流無觸點開關使用。 低頻/工頻晶閘管價格是多少晶閘管模塊的觸發電路需與主電路電氣隔離,提高安全性。
普通晶閘管**基本的用途就是可控整流。大家熟悉的二極管整流電路屬于不可控整流電路。如果把二極管換成晶閘管,就可以構成可控整流電路。以**簡單的單相半波可控整流電路為例,在正弦交流電壓U2的正半周期間,如果VS的控制極沒有輸入觸發脈沖Ug,VS仍然不能導通,只有在U2處于正半周,在控制極外加觸發脈沖Ug時,晶閘管被觸發導通。畫出它的波形(c)及(d),只有在觸發脈沖Ug到來時,負載RL上才有電壓UL輸出。Ug到來得早,晶閘管導通的時間就早;Ug到來得晚,晶閘管導通的時間就晚。通過改變控制極上觸發脈沖Ug到來的時間,就可以調節負載上輸出電壓的平均值UL。在電工技術中,常把交流電的半個周期定為180°,稱為電角度。這樣,在U2的每個正半周,從零值開始到觸發脈沖到來瞬間所經歷的電角度稱為控制角α;在每個正半周內晶閘管導通的電角度叫導通角θ。很明顯,α和θ都是用來表示晶閘管在承受正向電壓的半個周期的導通或阻斷范圍的。通過改變控制角α或導通角θ,改變負載上脈沖直流電壓的平均值UL,實現了可控整流。
晶閘管與 IGBT 的技術對比與應用場景分析
晶閘管和絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)是電力電子領域的兩大**器件,各自具有獨特的性能優勢和適用場景。
應用場景上,晶閘管在傳統高功率領域占據主導地位。例如,電解鋁行業需要數萬安培的直流電流,晶閘管整流器是推薦方案;高壓直流輸電系統中,晶閘管換流器可實現GW級功率傳輸。而IGBT則是現代電力電子設備的**。在光伏逆變器中,IGBT通過高頻開關實現最大功率點跟蹤(MPPT);電動汽車的電機控制器依賴IGBT實現高效電能轉換。
發展趨勢方面,晶閘管技術正朝著更高耐壓、更大電流容量和智能化方向發展,例如光控晶閘管和集成保護功能的模塊;IGBT則不斷提升開關速度、降低導通損耗,并向更高電壓等級(如10kV以上)拓展。近年來,混合器件(如IGCT,集成門極換流晶閘管)結合了兩者的優勢,在兆瓦級電力電子裝置中展現出良好的應用前景。
TRIAC(雙向晶閘管)可控制交流電的雙向導通,適合調光、調速。
晶閘管芯片:如單向晶閘管(SCR)、雙向晶閘管(TRIAC)、門極可關斷晶閘管(GTO)等。
驅動電路:部分模塊(如智能功率模塊IPM)內置驅動IC,簡化外部控制。
散熱基板:采用銅或鋁基板,部分大功率模塊采用陶瓷基板(如AlN、Al?O?)以提高導熱性。
封裝結構:常見的有塑封(TO-247)、螺栓型(如SEMIKRONSKM系列)、平板壓接式等。
保護元件:部分模塊集成溫度傳感器、過流保護、RC緩沖電路等。
高壓試驗設備中,晶閘管模塊產生可控高壓脈沖。平板型晶閘管哪種好
晶閘管模塊的耐壓等級決定了其在高壓環境中的適用性。遼寧晶閘管哪個品牌好
晶閘管的過壓保護、過流保護
晶閘管在實際應用中面臨過壓、過流、di/dt和dv/dt等應力,必須設計完善的保護電路以確保其安全可靠運行。
過壓保護通常采用RC吸收電路和壓敏電阻(MOV)。RC吸收電路并聯在晶閘管兩端,當出現電壓尖峰時,電容充電限制電壓上升率,電阻則消耗能量防止振蕩。壓敏電阻具有非線性伏安特性,當電壓超過閾值時,其阻值急劇下降,將過電壓鉗位在安全范圍內。例如,在感性負載電路中,晶閘管關斷時會產生反電動勢,RC吸收電路和MOV可有效抑制這一電壓尖峰。
過流保護主要依靠快速熔斷器和電流檢測電路??焖偃蹟嗥髟陔娏鞒^額定值時迅速熔斷,切斷電路;電流檢測電路(如霍爾傳感器)實時監測電流,當檢測到過流時,通過控制電路提前關斷晶閘管或觸發保護動作。在高壓大容量系統中,還可采用限流電抗器限制短路電流上升率。
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