Table of Contents

Power elektronik, modern elektrik sistemlerinin arka kemiğini oluşturur, mevcut birçok cihaz arasında, güvenilir bir kontrol, dönüşüm ve elektrik enerjisinin şartsızlanmaları ile endüstriyel motor sürücülerinden yenilenebilir enerji dönüştürücülere ve elektrikli araç güçlerine kadar, yarı iletken anahtarlara sistemi belirleyen kritik bileşenlerdir.Bu makale, belirli bir güç dönüştürme uygulamaları için gerekli olan doğru cihazlara sahiptir.Bu makale, size en yaygın kullanılan iki yönlü kontrol, ekranlama ve IGBTs'i kapsar.

Senristors Nedir?

Senristors dört katmanlı p-n-p-n yapısı ile yarı iletken cihazlardan bir ailedir, aynı zamanda bir kapı paktları (GTO) olarak da bilinir.Onlar, tüm kapı-komutanları (GCT) ve MOS-dristokratları (GCT) ile çalışır.

Cihaz Yapısı ve Operasyon

Bir aristokrat p tipi ve n tipi silikonun dört alternasyon katmanından oluşur, mevcut bir pula enjekte edilene kadar devre dışı kalır.Bu, sizin için uygun olmayan bir geri dönüş döngüsüne yol açar.

Seninristorsın Anahtar Özellikleri

  • [FONT=0]Voltage ve mevcut derecelendirmeler:) Thyristors 10 kV ve mevcut 10 kA üzerindeki dönüşüm engelleyicileri ile kullanılabilir. Bu, H999 iletim, büyük motor sürücüleri ve yüksek güç retifier gibi çok yüksek güç uygulamaları için seçim cihazı yapar.
  • [FONT:0) Makyaj hızı:[Dönemli:[Dönemli:0) Konvansiyonel SCRs, birkaç mikrosaniyede yavaşça geçiş yapar ve on yüz mikrosaniyenin çıkmasını gerektirir. Bu, GTO’ların altındaki frekanslara kullanımlarını sınırlar.
  • [FONT=0)Gate sürücü basitliği:[Dönetici:[Dönetici:0) Bir SCR, GTO veya IGCT kullanılmadığı sürece, sürekli bir kapı sinyaline ihtiyaç duyulmaz.
  • [FONT:0)Robustness:[Dönetici:[Dönetici:0)) “Fırakçılar çok sağlam ve aşırı gerilimler dalgalanmaları konusunda çok sık kullanılırlar.

Seninristorsın Ortak Uygulamaları

Thyristors, mütevazı geçiş frekansları ile yüksek güç kullanımı gerektiren uygulamalarda hüküm veriyor:

  • AC-to-DC dönüştürücüler (köpektifler) elektrokimyasal süreçler, traksiyon sistemleri ve büyük batarya şarj cihazı için
  • AC gerilim kontrolörleri (ışık dimmers, yumuşak başlangıçlar)
  • Statik VAR yoldaşları ve reaktif güç kontrolleri
  • HUBE iletim sistemleri, sizinristokrat valflerinin 800 kV'ye kadar gerilimleri nerede ve 5 kA'ya kadar akımlar idare ediyor
  • Yüksek güç nabız jeneratörleri ve karbar devreleri
  • Faz kontrollü motor sürücüleri büyük indüksiyon motor sürücüleri için

IGBTs nedir?

IGBT'ler, yüksek girdileri ve BJT'leri arasındaki boşluğu doldurmak için gelişmiştir.

Cihaz Yapısı ve Operasyon

Bir IGBT, dört katmanlı bir yapıya sahiptir (p-n-p-n) bir seninristokrata benzer, ancak bir MOSFET'nin kapısı bölgeye entegre edilmesi. Cihazın üç terminali vardır: koleksiyoncu (C), yayıcı (E) ve kapı (G) ve bir gerilimin geçtiğinde, yüksek gerilim kapısının dışına çıkarılmasına yol açan bir kanaldan çıkabileceğim.

IGBTs'in Anahtar Özellikleri

  • [FONT=0) Hızı:[Dönemli:[Dönemli) IGBTs, birkaç kilohertz'dan on iki kilot kadar frekanslara geçebilir, çip tasarımına bağlı olarak (örneğin, yumruk-aksiyon ve olmayan-geriye doğru, ve siper-gezegen yapılar).
  • [FONT:0]Voltage ve mevcut derecelendirmeler:[Dönetici:[Dönetici:0) Modern IGBT modülleri, 6,5 kV ve mevcut puanlara kadar 3,6 kA'ya kadar olan gerilimler ile mevcuttu.Bu, düşük sonunda sizinristokrat bölgenizle çakıştı, aristokratlarınız hala en yüksek gerilim ve mevcut aşırı uçlara yol açıyor.
  • [Dönemli gerilim düşüşü: [Dönemli düşük ücretli bir gerilim (V)[sat)[Dönetici:0), genellikle 1.5-2.5 V, mevcut geniş bir aralıkta oldukça istikrarlı, birçok uygulamada düşük kesintiye yol açan kayıplara yol açıyor.
  • [FONT:0) Para çekme kayıpları: [Dönder: 1] IGBTs incur turn-on ve frekans ile artan enerji kayıpları bu kayıpları önemli ölçüde azaltmıştır, ancak çok yüksek frekanslar için, MOSFET'ler hala tercih edilir.
  • [FONT:0) Güvenli işletim alanı (SOA): IGBTs'in iyi tanımlanmış bir güvenli işletim alanı (FBSOA) ve ters-biyaslı güvenli çalışma alanı (RBSOA) Proper tasarımı, cihazı geçici geçişler sırasında bu sınırların içinde işletmesini sağlar.

IGBTs Ortak Uygulamaları

IGBTs, orta- yüksek güç geçiş uygulamaları için iş kümeleri:

  • Değişken frekans sürücüleri (VFDs) AC motorlar için
  • Belirsiz güç malzemeleri (UPS) ve dönüştürücü sistemler
  • Güneş dönüştürücüleri ve rüzgar türbini dönüştürücüler
  • Elektrikli araç (EV) traksiyon dönüştürücüler ve şarj istasyonları
  • İndüksiyon ısıtma ve kaynak gücü malzemeleri
  • Demiryolu çekiş sistemleri (havalı demiryolu, metro, yüksek hızlı trenler)
  • Güç faktörü düzeltme devreleri ve aktif filtreler

Head-to-Head Karşılaştırma: Senristors vs. IGBTs

Her iki cihaz da güç geçişi için kullanılabilir, ancak en iyi seçim belirli işletim koşullarına bağlıdır. Aşağıdaki bölümler ayrıntılı olarak anahtar parametreleri karşılaştırır.

Hızlandırmak Hız

IGBTs, 50-200 μs siparişinde, frekanslara kıyasla (çoğu zaman) veya birkaç yüz metre uzunluğundaki küçük geçişler için (Döneticiler) daha hızlı bir şekilde hızlanır.

Ger ve Şimdiki İşleme

Senristors en yüksek gerilim ve mevcut düzeylerde büyük hükümler. HUBE'de kullanılan ses paketi 8.5 kV ve 6 kA için puanlanmış, yüzlerce kilo volta ulaşmak için seride yığılmış.Diğer yandan, en yüksek IGBT modülleri, yüksek gerilim sonundaki düşük puanlarla 6, GBT'ye kadar uzanan yüksek gerilimler için, sizinristokratlar sadece pratik silikon cihazı ile bağlantı kurabilir.

Kontrol Kompleksi

Kontrol, IGBTs'in net bir avantajı olduğu yerdir. IGBTs gerilim kontrollüdür; 15 V'nin bir kapısı, 0 V'nin (veya biraz negatif) onları ortaya çıkarır. Bu, özellikle de özel bir kapı sürücüsü IC kullanarak, mevcut bir kontrolden uzak durmalı ve dışsal bir geçitten uzak durmalı, ancak bir kez yürütmeye ihtiyaç duyan bir kapı darbesi gerekir.

Verimlilik ve Kayıplar

Genel sistem verimliliği, kesintiye uğramaya, kayıplarına ve kapı sürücü kayıplara bağlıdır.Yönetim kayıpları: IGBTs her iki turn-on ve dönüş çıkış kayıplarına sahiptir.

Robustness ve Reliability

Thyristors son derece sağlamdır. Yüksek frekanslı akımlara dayanabiliyorlar (daha kısa süre boyunca 10-20 kat daha fazla puan almış durumda), yüksek di / çok yüksek çözünürlükte veya yüksek dv /t hasarsız. büyük silikonları ve basit yapısı onları yüksek gerilim altında kozmik ışın başarısızlıklarına karşı dirençli hale getirirler. IGBTs, yüksek gerilimlere veya aşırı dinamik uygulamalara karşı daha hassastırlar; sert sıcaklıklara sahip kısa sürede geçiş yapabilirler.

Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet Maliyet

Çok yüksek gerilim ve mevcut derecelendirmelerde (örneğin, 9, 5 kV, > 1 kA), yourristor modülleri genellikle IGBT modüllerinden daha az pahalıdır. Düşük gerilim orta gücü (örneğin, 600 V, 100 A), IGBT modülleri yüksek üretim hacmi nedeniyle çok maliyetlidir. Ek olarak, ilişkili kapı sürücüsü ve snubber devreleri genellikle basit ve ucuzdur. IGBT modülleri basittir.

Seçme Rehberlik: Güç Dönüşümünüz için hangi cihaz daha iyi?

Cevap belirli gereksinimlerine bağlıdır. Aşağıdaki tablo anahtar karar kriterini özetliyor, ancak son seçim için daha ayrıntılı bir değerlendirme gereklidir.

Seninristorsüsü Ne Zaman Seçilir

  • Çok yüksek gerilim (> 10 kV) veya çok yüksek akım (> 5 kA) H999, büyük elektroliz bitkileri veya yüksek güç nabızlı güç gibi uygulamalar.
  • Line-frezeler (50/60 Hz) Doğal kompresyonun gerçekleştiği AC uygulamaları (örneğin, faz kontrollü retifiers ve AC gerilim düzenleyicileri).
  • Mevcut kapasiteyi ve sağlamlığı artıran uygulamalar, kargabar koruma devreleri ve bizlders gibi kritiktir.
  • Yüksek güçte orta performans kabul edilebilir olan maliyete duyarlı projeler kabul edilebilir ve hız büyük bir faktör değildir.

IGBTs'i Ne Zaman Seçilir

  • PWM dönüştürücüleri, motor sürücüleri ve UPS gibi birkaç yüz hertz üzerindeki frekansları değiştirmek için gerekli uygulamalar.
  • Orta gerilim ( 6.5 kV) ve hızlı geçişin filtre boyutunu azalttığı ve dinamik cevabı artırdığı yüksek akımlara göre orta.
  • Basit kapı sürücüsü ve kolay kontrolü gerektiren sistemler, örneğin dijital kontrollü dönüştürücüler yenilenebilir enerji ve EVs.
  • Yüksek verimlilik ve güç yoğunluğunın üst öncelikler olduğu uygulamalar, traksiyon dönüştürücüler ve güneş dönüştürücüler gibi.

Hybrid ve Emerging Solutions

Bazı modern tasarımlar, Iristokratları ve IGBT'lerin her bir şeyin güçlü yönlerini kullanmasına olanak sağlar.Örneğin, bir Yourristokratlı AC-DC retifier to large control and fast response.Addally, new wide-bandgap devices like silikon lik (SiC) MOSFETs and galium nitride (GaN) HEMTs hem de yüksek frekanslı ve gerilimler için yüksek gerilimli sistemler için yüksek çözünürlükte artışlar sağlar.

Özet Özet Özet Özet Özet Özet Özet Özet Özet Özet

Her biri güç elektroniklerinde farklı rollere sahiptir.Youristors olağanüstü sağlamlığı olan eşsiz gerilim ve mevcut yetenekleri sunar, ancak düşük frekanslı operasyonla sınırlı ve DC devrelerinde dışsal bir şekilde yorum gerektirir. IGBTs hızlı, kapı kontrolli geçiş, yüksek verimlilik ve kontrol kolaylığı sağlar, bunları modern güç dönüşüm sistemlerinin çoğu için tercih eder ve en iyi performans dönüşüm sistemleri sağlar.