分析可控硅整流器的特點(diǎn)優(yōu)勢及應用

分析可控硅整流器的特點(diǎn)優(yōu)勢及應用

可控硅整流器是一種以晶閘管（電力電子功率器件）為基礎，以智能數字控制電路為核心的電源功率控制電器。具有效率高、無(wú)機械噪聲和磨損、響應速度快、體積小、重量輕等諸多優(yōu)點(diǎn)。“NX70系列晶閘管整流器”通過(guò)對電壓、電流和功率的精確控制，從而實(shí)現精密控溫。并且憑借其先進(jìn)的數字控制算法，優(yōu)化了電能使用效率。對節約電能起了重要作用。

1.整流元件（晶閘管）

簡(jiǎn)單地說(shuō)：整流器是把單相或三相正弦交流電流通過(guò)整流元件變成平穩的可調的單方向的直流電流。其實(shí)現條件主要是依靠整流管，晶閘管等元件通過(guò)整流來(lái)實(shí)現。除此之外整流器件還有很多，如：可關(guān)斷晶閘管GTO，逆導晶閘管，雙向晶閘管，整流模塊，功率模塊IGBT，SIT，MOSFET等等，這里只探討晶閘管。

晶閘管又名可控硅，通常人們都叫可控硅。是一種功率半導體器件，由于它效率高，控制特性好，壽命長(cháng)，體積小等優(yōu)點(diǎn)，自上個(gè)世紀六十長(cháng)代以來(lái)，獲得了迅猛發(fā)展，并已形成了一門(mén)獨立的學(xué)科。“晶閘管交流技術(shù)”。 晶閘管發(fā)展到今天，在工藝上已經(jīng)非常成熟，品質(zhì)更好，成品率大幅提高，并向高壓大電流發(fā)展。目前國內晶閘管最大額定電流可達5000A，國外更大。我國的韶山電力機車(chē)上裝載的都是我國自行研制的大功率晶閘管。

晶閘管的應用：

一、可控整流

如同二極管整流一樣，可以把交流整流為直流，并且在交流電壓不變的情況下，方便地控制直流輸出電壓的大小即可控整流，實(shí)現交流——可變直流

二、交流調壓與調功

利用晶閘管的開(kāi)關(guān)特性代替老式的接觸調壓器、感應調壓器和飽和電抗器調壓。為了消除晶閘管交流調壓產(chǎn)生的高次諧波，出現了一種過(guò)零觸發(fā)，實(shí)現負載交流功率的無(wú)級調節即晶閘管調功器。交流——可變交流。

三、逆變與變頻

直流輸電：將三相高壓交流整流為高壓直流，由高壓直流遠距離輸送以減少損耗，增加電力網(wǎng)的穩定，然后由逆變器將直流高壓逆變?yōu)?0HZ三相交流。直流——交流

中頻加熱和交流電動(dòng)機的變頻調速、串激調速等變頻，交流——頻率可變交流

四、斬波調壓（脈沖調壓）

斬波調壓是直流——可變直流之間的變換，用在城市電車(chē)、電氣機車(chē)、電瓶搬運車(chē)、鏟車(chē)（叉車(chē)）、電氣汽車(chē)等，高頻電源用于電火花加工。

五、無(wú)觸點(diǎn)功率靜態(tài)開(kāi)關(guān)（固態(tài)開(kāi)關(guān)）

作為功率開(kāi)關(guān)元件，代替接觸器、繼電器用于開(kāi)關(guān)頻率很高的場(chǎng)合

晶閘管導通條件：

晶閘管加上正向陽(yáng)極電壓后，門(mén)極加上適當正向門(mén)極電壓，使晶閘管導通過(guò)程稱(chēng)為觸發(fā)。晶閘管一旦觸發(fā)導通后，門(mén)極就對它失去控制作用，通常在門(mén)極上只要加上一個(gè)正向脈沖電壓即可，稱(chēng)為觸發(fā)電壓。門(mén)極在一定條件下可以觸發(fā)晶閘管導通，但無(wú)法使其關(guān)斷。要使導通的晶閘管恢復阻斷，可降低陽(yáng)極電壓，或增大負載電阻，使流過(guò)晶閘管的陽(yáng)極電流減小至維持電流（IH）（當門(mén)極斷開(kāi)時(shí)，晶閘管從較大的通態(tài)電流降至剛好能保持晶閘管導通所需的最小陽(yáng)極電流叫維持電流），電流會(huì )突然降到零，之后再提高電壓或減小負載電阻，電流不會(huì )再增大，說(shuō)明晶閘管已恢復阻斷。

根據晶閘管陽(yáng)極伏安特性，可以總結出：

1.門(mén)極斷開(kāi)時(shí)，晶閘管的正向漏電流比一般硅二極管反向漏電流大，且隨著(zhù)管子正向陽(yáng)極電壓升高而增大。當陽(yáng)極電壓升到足夠大時(shí)，會(huì )使晶閘管導通，稱(chēng)為正向轉折或“硬開(kāi)通”。多次硬開(kāi)通會(huì )損壞管子。

2.晶閘管加上正向陽(yáng)極電壓后，還必須加上觸發(fā)電壓，并產(chǎn)生足夠的觸發(fā)電流，才能使晶閘管從阻斷轉為導通。觸發(fā)電流不夠時(shí)，管子不會(huì )導通，但此時(shí)正向漏電流隨著(zhù)增大而顯著(zhù)增大。晶閘管只能穩定工作在關(guān)斷和導通兩個(gè)狀態(tài)，沒(méi)有中間狀態(tài)，具有雙穩開(kāi)關(guān)特性。是一種理想的無(wú)觸點(diǎn)功率開(kāi)關(guān)元件。

3.晶閘管一旦觸發(fā)導通，門(mén)極完全失去控制作用。要關(guān)斷晶閘管，必須使陽(yáng)極電流《維持電流，對于電阻負載，只要使管子陽(yáng)極電壓降為零即可。為了保證晶閘管可靠迅速關(guān)斷，通常在管子陽(yáng)極電壓互降為零后，加上一定時(shí)間的反向電壓。

晶閘管主要特性參數

1.正反向重復峰值電壓——額定電壓（VDRM 、 VRRM取其小者）

2.額定通態(tài)平均電流IT（AV）——額定電流（正弦半波平均值）

3.門(mén)極觸發(fā)電流IGT，門(mén)極觸發(fā)電壓UGT， （受溫度變化）

4.通態(tài)平均電壓UT（AV）即管壓降

5.維持電流IH與掣住電流IL

6.開(kāi)通與關(guān)斷時(shí)間

晶閘管的選擇：

晶閘管的過(guò)載能力差，根據實(shí)際最大電流還要乘以1.5~3倍，即電流裕量。通常按平均電流IT（AV）選取，額定電流的有效值ITe（即均方根值）為平均電流的1.57倍。容－源－電－子－網(wǎng)－為你提供技術(shù)支持