快速GTO(门极可关断晶闸管—可控硅)主要参数及互换
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可控硅的主要参数与可控硅的基本用途可控硅主要参数——电流:1、额定通态电流(IT)即最大稳定工作电流,俗称电流。
常用可控硅的IT一般为一安到几十安。
2、反向重复峰值电压(VRRM)或断态重复峰值电压(VDRM),俗称耐压。
常用可控硅的VRRM/VDRM一般为几百伏到一千伏。
3、控制极触发电流(IGT),俗称触发电流。
常用可控硅的IGT 一般为几微安到几十毫安。
4、在规定环境温度和散热条件下,允许通过阴极和阳极的电流平均值。
可控硅的封装:常用可控硅的封装形式有TO-92、TO-126、TO-202AB、TO-220、TO-220ABC、TO-3P、SOT-89、TO-251、TO-252、SOT-23、SOT23-3L等。
可控硅的用途:普通晶闸管最基本的用途就是可控整流。
大家熟悉的二极管整流电路属于不可控整流电路。
如果把二极管换成晶闸管,就可以构成可控整流电路。
以最简单的单相半波可控整流电路为例,在正弦交流电压U2的正半周期间,如果VS的控制极没有输入触发脉冲Ug,VS仍然不能导通,只有在U2处于正半周,在控制极外加触发脉冲Ug时,晶闸管被触发导通。
画出它的波形(c)及(d),只有在触发脉冲Ug 到来时,负载RL上才有电压UL输出。
Ug到来得早,晶闸管导通的时间就早;Ug到来得晚,晶闸管导通的时间就晚。
通过改变控制极上触发脉冲Ug到来的时间,就可以调节负载上输出电压的平均值UL。
在电工技术中,常把交流电的半个周期定为180°,称为电角度。
这样,在U2的每个正半周,从零值开始到触发脉冲到来瞬间所经历的电角度称为控制角α;在每个正半周内晶闸管导通的电角度叫导通角θ。
很明显,α和θ都是用来表示晶闸管在承受正向电压的半个周期的导通或阻断范围的。
通过改变控制角α或导通角θ,改变负载上脉冲直流电压的平均值UL,实现了可控整流。
1:小功率塑封双向可控硅通常用作声光控灯光系统。
额定电流:IA小于2A。
2:大、中功率塑封和铁封可控硅通常用作功率型可控调压电路。
晶闸管和IGBT有什么区别?功率晶闸管(SCR)在过去相当一段时间里,几乎是能够承受高电压和大电流的唯一半导体器件。
因此,针对SCR的不足,人们又研制开发出了门极关断晶闸管(GTO)。
用GTO 晶闸管作为逆变器件取得了较为满意的结果,但其关断控制较易失败,仍较复杂,工作频率也不够高。
几乎与此同时,电力晶体管(GTR)迅速发展了起来。
绝缘栅双极晶体管IGBT是MOSFET和GTR相结合的产物。
其主体部分与晶体管相同,也有集电极和发射极,但驱动部分却和场效应晶体管相同,是绝缘栅结构。
IGBT的工作特点是,控制部分与场效应晶体管相同,控制信号为电压信号 UGE,输人阻抗很高,栅极电流I G≈0,故驱动功率很小。
而其主电路部分则与GTR相同,工作电流为集电极电流,工作频率可达20kHz。
由IGBT作为逆变器件的变频器载波频率一般都在10kHz以上,故电动机的电流波形比较平滑,基本无电磁噪声。
虽然硅双极型及场控型功率器件的研究已趋成熟,但是它们的性能仍待提高和改善,而1996年出现的集成门极换流晶闸管(IGCT)有迅速取代 GTO的趋势。
集成门极换流晶闸管(IGCT)是将门极驱动电路与门极换流晶闸管GCT集成于一个整体形成的器件。
门极换流晶闸管GCT是基于GTO结构的一个新型电力半导体器件,它不仅与GTO有相同的高阻断能力和低通态压降,而且有与IGBT相同的开关性能,兼有GTO和IGBT之所长,是一种较理想的兆瓦级、中压开关器件。
IGCT芯片在不串不并的情况下,二电平逆变器容量0.5~3MVA,三电平逆变器1~6MVA;若反向二极管分离,不与IGCT 集成在一起,二电平逆变器容量可扩至4. 5MVA,三电平扩至9MVA。
目前IGCT已经商品化,ABB公司制造的IGCT产品的最高性能参数为 4.5kV/4kA,最高研制水平为6kV/4kA[1]。
1998 年,日本三菱公司也开发了直径为88mm的6kV/4kA的GCT晶闸管。