分析可控硅整流器的特點優勢及應用

分析可控硅整流器的特點優勢及應用

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、無機械噪聲和磨損、響應速度快、體積小、重量輕等諸多優點。“NX70系列晶閘管整流器”通過對電壓、電流和功率的精確控制，從而實現精密控溫。并且憑借其先進的數字控制算法，優化了電能使用效率。對節約電能起了重要作用。

1.整流元件（晶閘管）

簡單地說：整流器是把單相或三相正弦交流電流通過整流元件變成平穩的可調的單方向的直流電流。其實現條件主要是依靠整流管，晶閘管等元件通過整流來實現。除此之外整流器件還有很多，如：可關斷晶閘管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，體積小等優點，自上個世紀六十長代以來，獲得了迅猛發展，并已形成了一門獨立的學科。“晶閘管交流技術”。 晶閘管發展到今天，在工藝上已經非常成熟，品質更好，成品率大幅提高，并向高壓大電流發展。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，實現交流——可變直流

二、交流調壓與調功

利用晶閘管的開關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生的高次諧波，出現了一種過零觸發，實現負載交流功率的無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，增加電力網的穩定，然后由逆變器將直流高壓逆變為50HZ三相交流。直流——交流

中頻加熱和交流電動機的變頻調速、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、電氣機車、電瓶搬運車、鏟車（叉車）、電氣汽車等，高頻電源用于電火花加工。

五、無觸點功率靜態開關（固態開關）

作為功率開關元件，代替接觸器、繼電器用于開關頻率很高的場合

晶閘管導通條件：

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

根據晶閘管陽極伏安特性，可以總結出：

1.門極斷開時，晶閘管的正向漏電流比一般硅二極管反向漏電流大，且隨著管子正向陽極電壓升高而增大。當陽極電壓升到足夠大時，會使晶閘管導通，稱為正向轉折或“硬開通”。多次硬開通會損壞管子。

2.晶閘管加上正向陽極電壓后，還必須加上觸發電壓，并產生足夠的觸發電流，才能使晶閘管從阻斷轉為導通。觸發電流不夠時，管子不會導通，但此時正向漏電流隨著增大而顯著增大。晶閘管只能穩定工作在關斷和導通兩個狀態，沒有中間狀態，具有雙穩開關特性。是一種理想的無觸點功率開關元件。

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

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.額定通態平均電流IT（AV）——額定電流（正弦半波平均值）

3.門極觸發電流IGT，門極觸發電壓UGT， （受溫度變化）

4.通態平均電壓UT（AV）即管壓降

5.維持電流IH與掣住電流IL

6.開通與關斷時間

晶閘管的選擇：

晶閘管的過載能力差，根據實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－為你提供技術支持