功率器件在靜止變頻技術(shù)中的應(yīng)用
晶閘管的并聯(lián)
由于單個元件耐壓水平的提高,每個元件并聯(lián)工作以增大設(shè)備功率的情形更常見,以兩只晶閘管并聯(lián)工作為例,如圖二所示。
理想情況下電流分布,I1=I2=I/2,但是由于元件參數(shù)的差異,比如飽和導(dǎo)通壓降的差異,di/dt的差異,電路安裝時工藝上的細(xì)微差別造成分布電感上差異等,直接導(dǎo)致I1≠I2,嚴(yán)重時將使電流較大的元件因過流而燒毀,因此必須采取措施保證I1與I2的差別在允許的范圍內(nèi)。
通常采取的辦法是:1)采用共軛電感,以保證動態(tài)均流;2)并聯(lián)RC電路以吸收浪涌電壓;3)盡量選用通態(tài)壓降一致的晶閘管并聯(lián)工作;4)嚴(yán)格安裝工藝,保證各支路分布電感盡量一致,如圖三所示
以上所述的保護(hù)措施要根據(jù)元件工作頻率的不足區(qū)別對待,在三相整流電路中,通常在電源端增設(shè)△形RC濾波器。
由于晶閘管自身特性參數(shù)的原因,其極限工作頻率一般限制在8KC以下,對于更高頻率的使用要求,目前國內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)采用IGBT作為功率開關(guān)元件的超音頻電源。
IGBT的使用與保護(hù)
絕緣柵雙極晶體管(IGBT或IGT―InsulatedGateBipolarTransistor),是80年代中期發(fā)展起來的一種新型復(fù)合器件。IGBT綜合了MOSFET和GTR的優(yōu)點,因而具有良好的特性。目前IGBT的電流/電壓等級已達(dá)1800A/1200V,關(guān)斷時間已經(jīng)縮短到40ns,工作頻率可達(dá)40kHz,擎住現(xiàn)象得到改善,安全工作區(qū)(SOA)擴(kuò)大。這些優(yōu)越的性能使得IGBT稱為大功率開關(guān)電源、逆變器等電力電子裝置的理想功率器件。IGBT的驅(qū)動方式與可控硅有著明顯的不同,導(dǎo)致控制電路有著很大的差異??煽毓璨捎脧?qiáng)上升沿的窄脈沖信號驅(qū)動,而IGBT采用方波驅(qū)動。
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