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湖北大功率晶閘管

來源: 發(fā)布時間:2025-07-18
單向晶閘管在可控整流中的應(yīng)用

可控整流是單向晶閘管的主要應(yīng)用領(lǐng)域之一。在單相半波可控整流電路中,晶閘管在交流輸入電壓的正半周內(nèi),根據(jù)觸發(fā)角的大小導(dǎo)通,將交流電轉(zhuǎn)換為脈動直流電。通過改變觸發(fā)角的大小,可以調(diào)節(jié)輸出直流電壓的平均值。在單相橋式全控整流電路中,四個晶閘管組成橋式結(jié)構(gòu),能夠在交流輸入電壓的正負(fù)半周都進(jìn)行整流,輸出電壓的脈動程度比半波整流電路小,平均電壓更高。在三相可控整流電路中,晶閘管將三相交流電轉(zhuǎn)換為直流電,具有輸出電壓高、脈動小等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于大功率直流電機(jī)調(diào)速、電解、電鍍等領(lǐng)域。例如,在直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中,通過調(diào)節(jié)晶閘管的觸發(fā)角,可以改變電機(jī)的輸入電壓,從而實(shí)現(xiàn)對電機(jī)轉(zhuǎn)速的平滑調(diào)節(jié),提高了系統(tǒng)的效率和控制精度。 晶閘管的串聯(lián)使用可提高耐壓等級。湖北大功率晶閘管

晶閘管

單向晶閘管的伏安特性研究

單向晶閘管的伏安特性曲線直觀地反映了其工作狀態(tài)。當(dāng)門極開路時,如果陽極加正向電壓,在一定范圍內(nèi),晶閘管處于正向阻斷狀態(tài),只有很小的漏電流。當(dāng)正向電壓超過正向轉(zhuǎn)折電壓時,晶閘管會突然導(dǎo)通,進(jìn)入低阻狀態(tài)。而當(dāng)門極施加正向觸發(fā)脈沖時,晶閘管在較低的正向電壓下就能導(dǎo)通,觸發(fā)電流越大,導(dǎo)通時間越短。在反向電壓作用下,晶閘管處于反向阻斷狀態(tài),只有極小的反向漏電流,當(dāng)反向電壓超過反向擊穿電壓時,器件會因擊穿而損壞。深入理解伏安特性對于合理選擇晶閘管的參數(shù)以及設(shè)計(jì)觸發(fā)電路至關(guān)重要。例如,在設(shè)計(jì)過壓保護(hù)電路時,需要確保晶閘管的正向轉(zhuǎn)折電壓高于正常工作電壓,以避免誤觸發(fā)。 MOS控制晶閘管價錢晶閘管的觸發(fā)角控制可調(diào)節(jié)輸出電壓或功率。

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晶閘管模塊的散熱設(shè)計(jì)與失效分析

晶閘管是一種半控型功率半導(dǎo)體器件,主要用于電力電子控制。其散熱能力直接決定其功率上限。常見方案包括:風(fēng)冷:鋁散熱片配合風(fēng)扇,適用于50A以下模塊。水冷:銅質(zhì)冷板內(nèi)嵌流道,可處理1000A以上電流(如西門子Simodrive模塊)。相變冷卻:蒸發(fā)冷卻技術(shù)用于超高頻場景。失效模式多源于過熱或電壓擊穿,如焊料層疲勞導(dǎo)致熱阻上升,或dv/dt過高引發(fā)誤觸發(fā)。通過紅外熱成像和在線監(jiān)測可提前預(yù)警故障。

晶閘管特性

晶閘管VS與小燈泡EL串聯(lián)起來,通過開關(guān)S接在直流電源上。注意陽極A是接電源的正極,陰極K接電源的負(fù)極,控制極G通過按鈕開關(guān)SB接在1.5V直流電源的正極(這里使用的是KP1型晶閘管,若采用KP5型,應(yīng)接在3V直流電源的正極)。晶閘管與電源的這種連接方式叫做正向連接,也就是說,給晶閘管陽極和控制極所加的都是正向電壓。合上電源開關(guān)S,小燈泡不亮,說明晶閘管沒有導(dǎo)通;再按一下按鈕開關(guān)SB,給控制極輸入一個觸發(fā)電壓,小燈泡亮了,說明晶閘管導(dǎo)通了。這個演示實(shí)驗(yàn)給了我們什么啟發(fā)呢? 晶閘管模塊的觸發(fā)方式包括電流觸發(fā)、光觸發(fā)和電壓觸發(fā)等。

這個實(shí)驗(yàn)告訴我們,要使晶閘管導(dǎo)通,一是在它的陽極A與陰極K之間外加正向電壓,二是在它的控制極G與陰極K之間輸入一個正向觸發(fā)電壓。晶閘管導(dǎo)通后,松開按鈕開關(guān),去掉觸發(fā)電壓,仍然維持導(dǎo)通狀態(tài)。
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晶閘管模塊在工業(yè)電機(jī)控制中的應(yīng)用

在工業(yè)領(lǐng)域,晶閘管模塊是電機(jī)調(diào)速(如直流電機(jī)、交流變頻電機(jī))的重要部件。三相全控橋模塊通過調(diào)節(jié)觸發(fā)角改變輸出電壓,實(shí)現(xiàn)電機(jī)無級變速。以軋鋼機(jī)為例,其驅(qū)動系統(tǒng)采用多組并聯(lián)的晶閘管模塊,輸出數(shù)千安培電流,同時通過閉環(huán)控制保證轉(zhuǎn)速精度。模塊的智能保護(hù)功能(如過流、過熱保護(hù))可避免因負(fù)載突變導(dǎo)致的損壞。此外,軟啟動器也利用晶閘管模塊逐步提升電壓,減少電機(jī)啟動時的機(jī)械沖擊和電網(wǎng)浪涌。 高壓試驗(yàn)設(shè)備中,晶閘管模塊產(chǎn)生可控高壓脈沖。普通晶閘管供應(yīng)商

晶閘管在電池充電器中實(shí)現(xiàn)恒流/恒壓控制。湖北大功率晶閘管

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(gòu)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(fā)脈沖Ug,VS仍然不能導(dǎo)通,只有在U2處于正半周,在控制極外加觸發(fā)脈沖Ug時,晶閘管被觸發(fā)導(dǎo)通。畫出它的波形(c)及(d),只有在觸發(fā)脈沖Ug到來時,負(fù)載RL上才有電壓UL輸出。Ug到來得早,晶閘管導(dǎo)通的時間就早;Ug到來得晚,晶閘管導(dǎo)通的時間就晚。通過改變控制極上觸發(fā)脈沖Ug到來的時間,就可以調(diào)節(jié)負(fù)載上輸出電壓的平均值UL。在電工技術(shù)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(fā)脈沖到來瞬間所經(jīng)歷的電角度稱為控制角α;在每個正半周內(nèi)晶閘管導(dǎo)通的電角度叫導(dǎo)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(dǎo)通或阻斷范圍的。通過改變控制角α或?qū)ń铅龋淖冐?fù)載上脈沖直流電壓的平均值UL,實(shí)現(xiàn)了可控整流。 湖北大功率晶閘管

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