אלקטרוניקה כוחית ליצור עמוד השדרה של מערכות חשמל מודרניות, המאפשר שליטה יעילה, המרה, והמיזוג של אנרגיה חשמלית.מדחף תעשייתי למניעים אנרגיה מתחדשת וחשמליות כלי רכב חשמליים, מתגים למחצה הם המרכיבים הקריטיים הקובעים ביצועי מערכת, אמינות, ועלות. בין המכשירים הרבים הזמינים, שלך ו insulated שער transistors (IG) לעמוד כמו שני של פונקציות הפעלה רחבות של כלי שרת, כולל, תכונות הפעלה של פונקציות, Ixtative, תכונות הפעלה רחבות של פונקציות, תכונות הפעלה, תכונות הפעלה באופן נרחבות של פונקציות.

מה הם הכמרים?

Thyristors הם משפחה של מכשירים חצי-מוליכים עם מבנה של ארבעה-שכבות p-n-p-n-p-n-p-n-n-p-n-n-p-n-p-n-p-n, כלומר הם יכולים להיות מופעלים (התנהגות מוקדמת) או כבוי (בלוקים) הסוג הנפוץ ביותר הוא מנגן סיליקון מבוקר (SCR), אך גרסאות אחרות כוללות את שערך (Gtators-Res-Res-Res-Res-Res-Res-Res-Res-Res-Res-R) באופן כללי (Creams-Res-Res-Res-Res-Res-Res-Res-Res-Res-Res-Res-Res-Res-Res-Res-Res-Res-Res-Res-Res-Res-Res-Res-Res-Res-Res-Res-Res-Res-Res-Res-Res-Res-Res-Res-Res-Res-Res-Res-Res-Res

מבנה ומבצע

Thyristor מורכב מארבע שכבות של p-type ו- n-type סיליקון, להרכיב שלושה צומת p-n.It יש שלושה מסופים: aode (A), Cathode (K), ושער (G) כאשר מתח חיובי מוחל בין aode ו Cathode, המכשיר נשאר בבלוק קדימה עד דופק נוכחי מוזרק לתוך השער.

דמויות מפתח של Thyristors

  • (FLT:0)Voltage ודירוגים נוכחיים:FreaLT:1) Thyristors זמינים עם יכולת חסימת מתח מעל 10 kV ודירוגים נוכחיים מעל 10 kA, זה הופך אותם למכשיר של בחירה עבור יישומים בעלי עוצמה גבוהה מאוד כגון שידור HVDC, כונן מוטורי גדול, וממריצים כוח גבוה.
  • (FLT:0Switching Speed:FLT:1 מתג קונבנציות SCRs לאט יחסית, בדרך כלל מופעל כמה מיקרו-שניות ודורש עשרות עד מאות מיקרו-שניות כדי לכבות את השימוש שלהם בתדרים מתחת כמה מאות הרץ. וריאנטים מהירים יותר כמו GTOs ו IGCTs יכולים לעבור כמה קילווהרץ אבל עדיין lag מאחורי IGB.
  • (FLT:0Gate Driveפשטות:FLT:1 An SCR דורש רק דופק שער קצר כדי להפוך.לא נדרש אות שער רציף במהלך ההתנהלות, אשר מפשט את מעגל כונן השער.עם זאת, הפעלות דורשות מעגליות חיצוניות אלא אם כן GTO או IGCT משמש.
  • (ב) [ה]הרביות: [ה] [ה] [ה]] [ה'] [ה']'[ה']'[ה']'[ב]']'[ה']'[ה']'[ה']'[ה']'[ה']'[ה']']'[ה']']'[ה']'[ה'[ה']']'[ה']']'[ה'[ה']']'[ה'[ה'[ה'[ה'[ה'[ה']']']'[ה'[ה'[ה'[ב']']']']'[ה']']'[ה'[ה'[ה']']'[ה']']'[ה'[ה']']'[ה'[ה'[ה'[ה']']'[ה']']'[ה'[ה'[ה'[ה']']']']']'[ה'[ה'[ה'[ה'[ה

תגיות: Thyristors

Thyristors שולט ביישומים הדורשים טיפול בעוצמה גבוהה עם תדרי מעבר צנועים:

  • ממירים AC-to-DC (ממריצים) לתהליכים אלקטרו-כימיים, מערכות מצעים, ומטענים גדולים של סוללות
  • בקרי מתח AC (Light dimmers, Soft Starters)
  • Static VAR נספחים ובקרת כוח תגובתית
  • מערכות השידור HVDC, שבהן מסתמיך ה-Wristor מטפלות במתחים עד 800 kV וזרם עד 5 kA
  • גנרטורים הדופק בעוצמה גבוהה ועיגולים crowbar
  • מנועים מבוקרים בשלב זה עבור מנועים גדולים

מה הם IGBTs?

השער הדו קוטבי טרנזיסטורים (IGBTs) הם מכשירים היברידיים המשלבים את האימפולס הגבוה של חדירה גבוהה של מתכת-פח-חמצני-semiconductor שדה-אפקט טרנזיסטור (MOSFET) עם ירידה נמוכה על-ידי מתח המדינה של צומת דו קוטבי (BJT) הם פותחו למלא את הפער בין כוח מ- BJT, המציע יעילות גבוהה במתח בינוני ומשתנים במהירות גבוהה עם תאים גדולים.

מבנה ומבצע

IGBT יש מבנה ארבע שכבות (p-n-p-n) דומה לשער Thyristor אבל עם MOSFET המשולב באזור השער.המכשיר יש שלושה מסופים: אספנים (C), פולטטר (E), שער (G) כאשר מתח חיובי מופעל בין שער ופלט (בדרך כלל 15 V), ערוץ מוליכות נוצר בחלקה של MOSF, אשר בתורו של ערוץ IF, אשר אינו יכול לפשט את היכולת שלך להפעיל את ה-GBT.

דמויות מפתח של IGBTs

  • (FLT:0Switching Speed:FLT:1 IGBTs יכול לעבור בתדרים ממספר קילוהרץ עד עשרות קילווהרץ, בהתאם לעיצוב השבבים (למשל, אגרוף דרך ולא מפוספסים באמצעות סוגים, עצירות שדה, ומבנה רפיח).
  • (FLT:0)Voltage ודירוגים נוכחיים:FreaLT:1 , מודרני IGBT מודול זמינים עם חסימת מתחים עד 6.5 kV ודירוגים נוכחיים עד 3.6 kA למודול. בעוד זה חופף עם שטח Thyristor בקצה הנמוך, שלך עדיין מחזיק את המוביל למתח הגבוה ביותר וקיצוניות נוכחית.
  • (ב) ירידה במתח של מעל-מדינה:0 (ב) 1FLT:1, IGBTs מציג מתח משיכה נמוך יחסית (VirFLT:2CE(sat) , בדרך כלל 1.5-2.5 V בדירוג הנוכחי. המתח הזה יציב למדי על טווח רחב הנוכחי, המוביל להפסדים נמוכים ביישומים רבים.
  • (FLT:0) שריפת הפסדים: 1FLT:1 IGBTs לא ימני חשמל והפסדי אנרגיה מסובכים כי גדל עם תדירות.דור מודרני הפחיתו משמעותית את ההפסדים האלה, אבל בתדרים גבוהים מאוד, MOSFET עדיין מועדפים.
  • אזור תפעול בטוח (SOA): 1FLT:1 IGBTs יש אזור תפעול בטוח מראש (FBSOA) ושטח הפעלה בטוח לחלוטין (RBSOA) מבטיח את המכשיר פועל בתוך גבולות אלה במהלך מעברים.

יישומים משותפים של IGBTs

IGBTs הם העורכים של יישומים לטווח בינוני-כדי כוח גבוה:

  • כונן תדר משתנה (VFDs) עבור מנועים AC
  • אספקה בלתי ניתנת לעצירה (UPS) ומערכות מופנות
  • סולרי השמש וממירי טורבינות רוח
  • כלי רכב חשמליים (EV) מופנים ותחנות טעינה
  • חימום אינדוקציה ועידוד כוח אספקה
  • מערכות הרכבת התחתית (רכבת אור, מטרו, רכבות מהירות גבוהה)
  • Power factor תיקונים מעגלים ופילטרים פעילים

השוואה בין ראש ל-Head: Thyristors vs. IGBTs

שני המכשירים יכולים לשמש להחלפת חשמל, אך הבחירה הטובה ביותר תלויה בתנאי התפעול הספציפיים.הסעיפים הבאים משווים פרמטרים מרכזיים בפירוט.

עקבו אחרי Speed Speed

(IGBTs מהירים משמעותית מהמקדשים המקובלים (SCR) דורשים זמן של מעבר (tcioFLT:0HzFLT:1) על מנת של 50-200 מיקרומטרים, הגבלת פעילות לתדרים קו (50 עד 60 הרץ) או כמה מאות מ"ג"מים מהירים יותר, לעומת 50-T200 פעמים, לעומת צמיגים מהירים יותר, ל-F:2F1, לעומת 50 ק"ג"מ"מ-T.

וולט וחיבור נוכחי

Thyristors שולט העליון במתח הגבוה ביותר והרמות הנוכחיות. Press-pack thyristors המשמש HVDC מדורג עבור 8.5 kV ו 6 kA, ערימה בסדרה כדי להגיע למאות קילולובטים. מצד שני, רמות IGBT הגבוהות ביותר להגיע 6.5 kV ו- 3.6 kA, עם דירוגים נמוכים יותר בסוף גבוה עבור יישומים מעל 10V, הם רק למתחים מעשיים, למרות ש- kGBT ניתן להוסיף ל- kV.

שליטה ב Complexity

בקרה היא המקום שבו IGBTs יש יתרון ברור.IGBTs נשלטים מתח; מתח של שער של 15 V הופך אותם, ו 0 V (או מעט שלילי) מכבה אותם.זה מאפשר מעגלים פשוטים, מבודדים של שער, במיוחד כאשר משתמשים בהחלפת שער ייעודי IC.היפו-off פעיל ואינו מסתמך על קוצר חיצוני.

יעילות והפסדים

יעילות המערכת הכוללת תלויה בהפסדים של התנהגות, החלפת הפסדים והפסדים של מנועי השער: במצב, ל- IGBT יש בדרך כלל ירידה של 1-1.5 V, מעט נמוך יותר מ-1.5-2.5 נקודות V של IGBT ב-II- אך החלפת הפסדי הדופק שלך הם רק חיזוי והפסדים פחות רגישים לטמפרטורה: IGBT יש ליפוך, אך יש לך עודף קבוע של מחזור נמוך יותר, אך ורק ב-GBTroutdows, אך יש צורך בהפסדים, אך באופן קבוע, אך ורק ב-CDC-R.

רובוסטנס ונאמנות

Thyristors הם חזקים מאוד.הם יכולים לעמוד בזרמים גבוהים (עד 10–20 פעמים מדורג הנוכחי עבור משך זמן קצר), די גבוה / Dt, ו dv / dv גבוה ללא נזק. סיליקון גדול שלהם מת ומבנה פשוט להפוך אותם עמידים לכשלים קוסמיים גבוהים תחת מתח גבוה, IGBTs רגישים יותר לאירועים מתמשכים יתר על פני השטח; הם יכולים להיכשל קצר-cucirit או פתוח כראוי, אם הם עדיין לא כוללים תכונות הגנה גבוהה יותר.

עלויות עלויות עלויות

במתח גבוה מאוד ודירוגים נוכחיים (למשל,> 5 kV, > 1 kA), מודולי Thyristor הם בדרך כלל פחות יקר עבור מודולים IGBT נמוך יותר כוח מתון מתח (למשל, 600 V, 100 A), IGBT מודולים הם מאוד לא יעילים בשל נפח ייצור גבוה.בנוסף, שער הנסיעה המשויך ועלויות מעגלים עצביים שונים.

בחירת נדר: איזה מכשיר עדיף על הצרכים שלך?

התשובה תלויה בדרישות הספציפיות.השולחן מתחת לסכמת את קריטריונים להחלטות מפתח, אך יש צורך בהערכה מפורטת יותר לבחירה סופית.

מתי לבחור את הכמרים

  • מתח גבוה מאוד (> 10 kV) או גבוה מאוד יישומים (> 5 kA) כגון HVDC, צמחי אלקטרוליטיזה גדולים, או כוח הדופק גבוה.
  • Line- ⁇ (50/60 הרץ) יישומי AC שבהם מתרחשת ההסעה הטבעית (למשל, ממריצים מבוקרים בשלב ו הרגולטורים של מתח AC).
  • יישומים שבהם הגדילו את היכולת הנוכחית ואת החיסססדות הם קריטיים, כגון מעגלי הגנה על צובר ונוולדרים.
  • פרויקטים רגישים בעלויות שבו ביצועים בינוניים בעוצמה גבוהה מקובלים, ומהירות המעבר אינה גורם מרכזי.

מתי לבחור IGBTs

  • יישומים הדורשים החלפת תדרים מעל כמה מאות הרץ, כגון PWM מופנים, כונן מוטורי ו- UPS.
  • מתח בינוני (עד 6.5 kV) ו מתון עד זרמים גבוהים שבהם מעבר מהיר מפחית את גודל המסנן ומשפר תגובה דינמית.
  • מערכות הדורשות כונן שער פשוט ושליטה קלה, כגון ממירים מבוקרים דיגיטלית באנרגיה מתחדשת ו EVs.
  • יישומים שבהם יעילות גבוהה וצפיפות כוח הם סדרי עדיפויות העליון, כגון מופנמים ומולטים סולאריים.

פתרונות היברידיים ועתידיים

כמה עיצובים מודרניים משלבים את ה-AC-DC ו- IGBT כדי לנצל את נקודות החוזק של כל אחד מהם, לדוגמה, את ה- AC-DC מבוסס-החדשה של חברת Thyristor, מספק כוח רב-עוצמה בעוד ש- IGBT מבוסס מספק שליטה בסדר ותגובה מהירה יותר עבור רמות ה-SiLT2s, כמו סיליקון-C) מ-Fs-T שלך, אך הם עדיין לא-i-Fs-Fs-Fs-Fs-Fs-Fs-Fs-C-Fs-R-C-Fs-C-C-T-T-R, אך הם מתח גבוה יותר, אך ורק יותר, אך ורק יותר, אך הם מתח גבוה יותר, אך הם מתח גבוה יותר, אם כי הם מתח גבוה יותר גבוה יותר גבוה יותר, אם כי הם מתח גבוה יותר, אם כי הם מתח גבוה יותר, אך הם עדיין, אך הם מתח גבוה יותר, אך הם מתח גבוה יותר, עבור מעבדים של ILTGatervTervTeramcrevT.

סיכום

Thyristors ו IGBTs כל אחד מהם תפקידים נפרדים באלקטרוניקה כוח. Thyristors מציעים מתח לא מתאים ויכולות נוכחיות עם פיגור יוצא דופן, אבל הם מוגבלים למבצע נמוך וצריכים מסירה חיצונית עבור הפעלות במעגלים DC. IGBTs לספק מהירות, מעבר מבוקר שער, יעילות גבוהה וקלות שליטה, מה שהופך אותם המועדף על רוב מערכות הכוח המודרניות כדי להגדיל את המהנדסים הטובים ביותר, כלומר, יכול בסופו של פעולות אלה, בסופו של דבר, החלים, החלים, החל את התדירות גבוהה, החל את הביצועים, החלים, על ידי פונקציות ההפעלה, בסופו של תפקוד, ובסופו של דבר, על ידי פונקציות יעילות גבוהה, על ידי פונקציות ההפעלה, על ידי פונקציות יעילות גבוהה, על ידי פונקציות ההפעלה, על ידי פונקציות ההפעלה, על ידי שימוש, על ידי שימוש, על ידי פונקציות יעילות גבוהה, על ידי פונקציות יעילות גבוהה, על ידי פונקציות ההפעלה, על ידי פונקציות ההפעלה, בסופו של תפקוד, בסופו של תפקוד, בסופו של דבר, על ידי שימוש, על ידי שימוש, על ידי שימוש, על ידי פונקציות יעילות גבוהה, על ידי פונקציות יעילות גבוהה, בסופו של דבר, על ידי שימוש, על ידי פונקציות יעילות גבוהה, על ידי שימוש, על ידי שימוש, על ידי שימוש, בסופו של תפקוד, על ידי