賽米控晶閘管原裝

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2025-07-18
晶閘管在高壓直流輸電(HVDC)中的應(yīng)用

高壓直流輸電(HVDC)是晶閘管的重要應(yīng)用領(lǐng)域之一。與交流輸電相比,HVDC在長(zhǎng)距離輸電、海底電纜輸電和異步電網(wǎng)互聯(lián)中具有明顯的優(yōu)勢(shì),而晶閘管是HVDC換流站的重要器件。在HVDC系統(tǒng)中,晶閘管主要用于構(gòu)成換流器,包括整流器和逆變器。整流器將三相交流電轉(zhuǎn)換為直流電,逆變器則將直流電還原為交流電。傳統(tǒng)的HVDC換流器多采用12脈動(dòng)橋結(jié)構(gòu),每個(gè)橋由6個(gè)晶閘管串聯(lián)組成,通過(guò)精確控制晶閘管的觸發(fā)角,可實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電壓和功率的調(diào)節(jié)。晶閘管在HVDC中的關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)包括:高耐壓能力(單個(gè)晶閘管可承受數(shù)千伏電壓)、大電流容量(可達(dá)數(shù)千安培)、可靠性高(使用壽命長(zhǎng))和成本效益好。例如,中國(guó)的特高壓直流輸電工程(如±800kV云廣直流工程)采用了大量光控晶閘管(LTT),單閥組額定電壓達(dá)800kV,額定電流達(dá)4000A,傳輸容量超過(guò)5000MW。然而,晶閘管在HVDC中的應(yīng)用也面臨挑戰(zhàn)。由于晶閘管屬于半控型器件,關(guān)斷依賴(lài)電流過(guò)零,因此在故障情況下的快速滅弧能力較弱。為解決這一問(wèn)題,現(xiàn)代HVDC系統(tǒng)引入了混合式換流器技術(shù),將晶閘管與全控型器件(如IGBT)結(jié)合,提高系統(tǒng)的故障穿越能力和動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能。 晶閘管的串聯(lián)使用可提高耐壓等級(jí)。賽米控晶閘管原裝

晶閘管

單向晶閘管的參數(shù)選擇指南

在選擇單向晶閘管時(shí),需要綜合考慮多個(gè)參數(shù),以確保器件能夠滿足實(shí)際應(yīng)用的要求。額定通態(tài)平均電流是指晶閘管在正弦半波導(dǎo)通時(shí),允許通過(guò)的**平均電流。選擇時(shí),應(yīng)根據(jù)負(fù)載電流的大小,留出一定的余量,一般取額定電流為實(shí)際工作電流的 1.5-2 倍。額定電壓是指晶閘管能夠承受的**正向和反向電壓。選擇時(shí),額定電壓應(yīng)高于實(shí)際工作電壓的峰值,一般取額定電壓為工作電壓峰值的 2-3 倍。維持電流是指晶閘管維持導(dǎo)通狀態(tài)所需的**小電流。如果負(fù)載電流小于維持電流,晶閘管可能會(huì)自行關(guān)斷。此外,還需要考慮晶閘管的門(mén)極觸發(fā)電流、觸發(fā)電壓、開(kāi)關(guān)時(shí)間等參數(shù)。在高頻應(yīng)用中,應(yīng)選擇開(kāi)關(guān)速度快的晶閘管,以減少開(kāi)關(guān)損耗。 英飛凌晶閘管哪里有賣(mài)晶閘管模塊的觸發(fā)電路需與主電路電氣隔離,提高安全性。

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晶閘管特點(diǎn)

可控硅(Silicon Controlled Rectifier,簡(jiǎn)稱(chēng)SCR),是可控硅整流元件的簡(jiǎn)稱(chēng),是一種具有三個(gè)PN結(jié)的四層結(jié)構(gòu)的大功率半導(dǎo)體器件,亦稱(chēng)為晶閘管。具有體積小、結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)等特點(diǎn),是比較常用的半導(dǎo)體器件之一。

“一觸即發(fā)”。但是,如果陽(yáng)極或控制極外加的是反向電壓,晶閘管就不能導(dǎo)通。控制極的作用是通過(guò)外加正向觸發(fā)脈沖使晶閘管導(dǎo)通,卻不能使它關(guān)斷。那么,用什么方法才能使導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷呢?使導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷,可以斷開(kāi)陽(yáng)極電源或使陽(yáng)極電流小于維持導(dǎo)通的最小值(稱(chēng)為維持電流)。如果晶閘管陽(yáng)極和陰極之間外加的是交流電壓或脈動(dòng)直流電壓,那么,在電壓過(guò)零時(shí),晶閘管會(huì)自行關(guān)斷。

單向晶閘管的基本原理剖析

單向晶閘管,也就是普通晶閘管(SCR),屬于四層三端的半導(dǎo)體器件,其結(jié)構(gòu)是 P-N-P-N。它有陽(yáng)極(A)、陰極(K)和門(mén)極(G)這三個(gè)端子。當(dāng)陽(yáng)極相對(duì)于陰極加上正向電壓,同時(shí)門(mén)極施加一個(gè)短暫的正向觸發(fā)脈沖時(shí),晶閘管就會(huì)從阻斷狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)。一旦導(dǎo)通,門(mén)極便失去控制作用,要使晶閘管關(guān)斷,只有讓陽(yáng)極電流減小到維持電流以下,或者給陽(yáng)極施加反向電壓。這種 “觸發(fā)導(dǎo)通、過(guò)零關(guān)斷” 的特性,讓單向晶閘管在可控整流、交流調(diào)壓等電路中得到了廣泛應(yīng)用。例如,在晶閘管整流器里,通過(guò)調(diào)整觸發(fā)角,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)直流輸出電壓的連續(xù)調(diào)節(jié),這在工業(yè)電機(jī)調(diào)速和電力系統(tǒng)中有著重要的應(yīng)用價(jià)值。


晶閘管導(dǎo)通后,即使去掉觸發(fā)信號(hào),仍會(huì)保持導(dǎo)通狀態(tài)。

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晶閘管觸發(fā)電路的設(shè)計(jì)與優(yōu)化

晶閘管的觸發(fā)電路是確保其可靠工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)觸發(fā)電路時(shí),需考慮觸發(fā)脈沖的幅度、寬度、前沿陡度以及與主電路的同步問(wèn)題。同步問(wèn)題是觸發(fā)電路設(shè)計(jì)的重要挑戰(zhàn)之一。在交流電路中,觸發(fā)脈沖必須與電源電壓保持嚴(yán)格的相位關(guān)系,以實(shí)現(xiàn)對(duì)導(dǎo)通角的精確控制。常用的同步方法包括變壓器同步、過(guò)零檢測(cè)同步和數(shù)字鎖相環(huán)(PLL)同步。例如,在交流調(diào)壓電路中,通過(guò)檢測(cè)電源電壓過(guò)零點(diǎn)作為基準(zhǔn),再延遲一定角度(觸發(fā)角α)輸出觸發(fā)脈沖,即可實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載功率的調(diào)節(jié)。觸發(fā)脈沖參數(shù)的選擇直接影響晶閘管的性能。觸發(fā)脈沖幅度一般為門(mén)極觸發(fā)電流的3-5倍,以確??煽坑|發(fā);脈沖寬度需大于晶閘管的開(kāi)通時(shí)間(通常為5-20μs);前沿陡度應(yīng)足夠大(通常要求di/dt>1A/μs),以提高晶閘管的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度。隔離技術(shù)在觸發(fā)電路中至關(guān)重要。為避免主電路高壓對(duì)控制電路的干擾,通常采用脈沖變壓器、光耦或光纖進(jìn)行電氣隔離。例如,光耦隔離觸發(fā)電路利用發(fā)光二極管將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào),再通過(guò)光敏三極管還原為電信號(hào),實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸?shù)耐瑫r(shí)切斷電氣連接。 晶閘管模塊的觸發(fā)電路設(shè)計(jì)需精確匹配負(fù)載特性,確??煽坑|發(fā)。普通晶閘管供應(yīng)商

低導(dǎo)通壓降的晶閘管模塊可減少電能損耗,提高能源利用效率。賽米控晶閘管原裝

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(dòng)直流電。通過(guò)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(gè)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(dòng)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(dòng)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(guò)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(duì)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。 賽米控晶閘管原裝