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IGBT模块与可控硅的区别
2024-08-20

  销售的可控硅和IGBT模块他们两的区别到底在哪里呢,要怎样区分,让我们一起来探讨看看吧。首先我们们要知道可控硅与IGBT他们两的意思,先简单概述一下,

  可控硅,简称SCR是一种大功率的电子元件,可以称它为晶阐管,它有相对的一些优势比如:体积小,寿命长,高效率等。相对在不同的控制系统中,效率也是有不同的。比如在自动控制系统中,作为大功率的驱动器件,实现用小功率器件控制。在直交流电机调速系统与调功系统中也得到了广泛的应用。

  IGBT(绝缘栅双极型晶体管)是由BJT和MOS组成的复合全控型电压驱动是功率半导体,具有高输入阻抗和GTR低导通降两方面的有点。GTR饱和压降低,在留的密度大,驱动电流大。MOSFET驱动功率很小,开关速度快,单导通压降大,载流密度小。IGBT模块综合了以上两器件额的有点,驱动功率而博阿合压降低。

  可以看出IGBT非常适合直流电压的变流系统。比如交流电机,变频器,开关电源,照明电路等方面领域。

  二 、 IGBT与可控硅区别

  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,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,如:可关断晶闸管GTO,逆导晶闸管,双向晶闸管,整流模块,功率模块IGBT,SIT,MOSFET等等,这里只探讨晶闸管。

  流调压与调功

  利用晶闸管的开关特性代替老式的接触调压器、感应调压器和饱和电抗器调压。为了消除晶闸管交流调压产生的高次谐波,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。

  2、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,交流——频率可变交流 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、电气机车、电瓶搬运车、铲车(叉车)、电气汽车等,高频电源用于电火花加工。 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,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,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。门极在一定条件下可以触发晶闸管导通,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,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,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,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,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,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着增大。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,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,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。为了保证晶闸管可靠迅速关断,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。

  1.晶闸管关断过电压(换流过电压、空穴积蓄效应过电压)及保护

  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,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。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。保护措施:在晶闸管两端并接阻容吸收电路。

  2.交流侧过电压及其保护

  由于交流侧电路在接通或断开时出现暂态过程,会产生操作过电压。高压合闸的瞬间,由于初次级之间存在分布电容,初级高压经电容耦合到次级,出现瞬时过电压。措施:在三相变压器次级星形中点与地之间并联适当电容,就可以显着减小这种过电压。与整流器并联的其它负载切断时,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,初级拉闸,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,即偶发性浪涌电压,都必须加阻容吸收路进行保护。

  3.直流侧过电压及保护

  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保护电路可以抑制这种过电压,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保护。

  4.过电流保护

  一般加快速熔断器进行保护,实际上它不能保护可控硅,而是保护变压器线圈。

  5.电压、电流上升率的限制

  6.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,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,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。

  以上就是总结出的结果内容,如有疑问欢迎您来咨询,上海寅涵智能科技有限公司。


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