在工业领域,晶闸管模块是电机调速(如直流电机、交流变频电机)的重要部件。三相全控桥模块通过调节触发角改变输出电压,实现电机无级变速。以轧钢机为例,其驱动系统采用多组并联的晶闸管模块,输出数千安培电流,同时通过闭环控制保证转速精度。模块的智能保护功能(如过流、过热保护)可避免因负载突变导致的损坏。此外,软启动器也利用晶闸管模块逐步提升电压,减少电机启动时的机械冲击和电网浪涌。 三相晶闸管模块用于大功率工业电机驱动。中国香港POWERSEM宝德芯晶闸管
晶闸管芯片:如单向晶闸管(SCR)、双向晶闸管(TRIAC)、门极可关断晶闸管(GTO)等。
驱动电路:部分模块(如智能功率模块IPM)内置驱动IC,简化外部控制。
散热基板:采用铜或铝基板,部分大功率模块采用陶瓷基板(如AlN、Al₂O₃)以提高导热性。
封装结构:常见的有塑封(TO-247)、螺栓型(如SEMIKRONSKM系列)、平板压接式等。
保护元件:部分模块集成温度传感器、过流保护、RC缓冲电路等。
中国香港POWERSEM宝德芯晶闸管晶闸管在过压或过流时易损坏,需加保护电路。
可控硅(Silicon Controlled Rectifier,简称SCR),是可控硅整流元件的简称,是一种具有三个PN结的四层结构的大功率半导体器件,亦称为晶闸管。具有体积小、结构相对简单、功能强等特点,是比较常用的半导体器件之一。
“一触即发”。但是,如果阳极或控制极外加的是反向电压,晶闸管就不能导通。控制极的作用是通过外加正向触发脉冲使晶闸管导通,却不能使它关断。那么,用什么方法才能使导通的晶闸管关断呢?使导通的晶闸管关断,可以断开阳极电源或使阳极电流小于维持导通的最小值(称为维持电流)。如果晶闸管阳极和阴极之间外加的是交流电压或脉动直流电压,那么,在电压过零时,晶闸管会自行关断。
晶闸管的工作原理与基本特性晶闸管(Thyristor)是一种具有四层PNPN结构的半导体功率器件,由三个PN结组成,包含阳极(A)、阴极(K)和门极(G)三个端子。其工作原理基于PN结的正向偏置与反向偏置特性:当门极施加正向触发脉冲时,晶闸管从阻断状态转为导通状态,此后即使撤去触发信号,仍保持导通,直至阳极电流低于维持电流或施加反向电压。晶闸管的**特性包括:单向导电性、可控触发特性、高耐压与大电流容量、低导通损耗等。其导通状态下的压降通常在1-2V之间,远低于机械开关,因此适用于高功率场景。此外,晶闸管的关断必须依赖外部电路条件(如电流过零或反向电压),这一特性使其在交流电路中应用时需特别设计换流电路。在实际应用中,晶闸管的触发方式分为电流触发、光触发和温度触发等,其中电流触发**为常见。触发脉冲的宽度、幅度和上升沿对晶闸管的可靠触发至关重要,一般要求触发脉冲宽度大于晶闸管的开通时间(通常为几微秒至几十微秒)。 晶闸管模块的触发方式包括电流触发、光触发和电压触发等。
在实际应用中,当单个单向晶闸管的电压或电流容量无法满足要求时,需要将多个晶闸管进行并联或串联使用。晶闸管的并联应用可以提高电路的电流容量。但在并联时,需要解决各晶闸管之间的电流均衡问题。由于各晶闸管的伏安特性存在差异,在并联运行时,可能会出现电流分配不均的现象,导致某些晶闸管过载而损坏。为了解决这个问题,可以在每个晶闸管上串联一个小阻值的均流电阻,或者采用均流电抗器。同时,在选择晶闸管时,应尽量选择伏安特性相近的器件。晶闸管的串联应用可以提高电路的耐压能力。但在串联时,需要解决各晶闸管之间的电压均衡问题。由于各晶闸管的反向漏电流存在差异,在反向电压作用下,可能会出现电压分配不均的现象,导致某些晶闸管承受过高的电压而损坏。为了解决这个问题,可以在每个晶闸管上并联一个均压电阻,或者采用 RC 均压网络。在实际应用中,晶闸管的并联和串联往往同时使用,以满足高电压、大电流的应用需求。 晶闸管的di/dt耐量决定其承受浪涌电流的能力。POWERSEM宝德芯晶闸管品牌推荐
快速晶闸管模块具备极短的开关时间,适用于高频感应加热装置。中国香港POWERSEM宝德芯晶闸管
晶闸管的工作原理
晶闸管(Thyristor)是一种具有可控单向导电性的半导体器件,也被称为 “晶体闸流管”,是电力电子技术中常用的功率控制元件。
晶闸管的导通机制基于“双晶体管模型”。当阳极加正向电压且门极注入触发电流时,内部两个等效晶体管(PNP和NPN)形成正反馈,使器件迅速进入饱和导通状态。一旦导通,即使移除门极信号,晶闸管仍维持导通,直至阳极电流低于维持电流(𝐼𝐻IH)或施加反向电压。这种“自锁效应”使其适合高功率场景,但也带来关断复杂性的问题。关断方法包括自然换相(交流过零)或强制换相(LC谐振电路)。
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