igbt与可控硅区别

《igbt与可控硅区别》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、摘要：本文对历年来得到广泛应用的可控硅全桥并联逆变固体电源以及近几年得到快速发展的IGBT半桥串联逆变固体电源的各项性能及它们的适用配套对象(电炉)进行了详细的比较分析。它将有助于用户根据各自的工艺要求正确、合理、经济地选用合适的供电电源。　　关键词：可控硅;IGBT;中频固体电源，感应电炉　　TheperformancecomparisonbetweenMFpowersupplywithSCRandIGBT　　YanWenfeiYinJingxing(Xi’anMechanicalandElectri

2、cResearchInstitute710075)　　Abstract:Theperformanceandit’sapplicationfortheSCRsolidstateMFpowersupplyandIGBTsolidstateMFpowersupplywasanalyzed.Theconclusiongotinthisarticleishelpfulfortheclientstoselectthecorrect,reasonableandeconomicMFpowersupplyinaccord

3、ancewiththeirindividualprocessrequirement.　　Keywords:SCR,IGBT,MFsolidstatepowersupply,inductionfurnace　　1.前言　　在我国的铸造界中，一般对配置可控硅(SCR)全桥并联逆变固体电源的中频感应电炉通常俗称为中频炉，其逆变部分电路如图1。而对配置IGBT半桥串联逆变固体电源的中频感应电炉通常俗称为变频炉(这个称呼并不确切，只是为了与配置可控硅全桥并联逆变器的中频炉相区别)，其逆变部分电路如图2。由于这二种

4、感应电炉的逆变供电电源不同，所以它们的工作性能也有很大的区别。西安机电研究所既生产配置SCR全桥并联逆变固体电源的中频炉，也生产配置IGBT半桥串联逆变固体电源的变频炉。下文将对它们的优缺点和适用范围作一简单比较，以使用户能够根据各自的工艺要求正确选择这二种不同类型的电炉，　　图1SCR全桥并联逆变器原理图图2IGBT半桥串联逆变器原理图　　2.固体电源的各项性能比较　　2.1目前可以提供的上述二种产品规格　　经过近几十年的发展，可控硅已成为一种非常成熟的电力半导体元件。目前国外著名的SCR制造商可以提

5、供2700A/2500V等级的快速可控硅器件。如图1所示，在SCR并联逆变器中，并联补偿电容器和电炉的感应线圈自成振荡回路，流过可控硅的电流通常是电炉感应线圈电流的1/6—1/10(熔化负载)。因此SCR全桥并联逆变器通常可以做到更大的功率。西安机电研究所现在生产的SCR全桥并联逆变固体电源的功率范围是160~3000kW　　IGBT(绝缘栅双极晶体管)是一种新型电力半导体器件，正处在成熟发展过程中。现在进入实用阶段的大电流IGBT的规格是1200A/1200V(德国进口)。从图2可见，在IGBT半桥串

6、联逆变器中，补偿电容器与电炉的感应线圈串联，不能自成回路，电炉感应线圈的电流必须全部流过IGBT。在这种电路中，IGBT通常采用多个并联工作。但IGBT是一种快速开关器件，其关断时由于连接铜排电感的作用，会在IGBT上产生较高的关断过电压，如图3。这个过电压不能高于IGBT的额定耐压，否则会造成IGBT损坏。也就是说，连接铜排的电感限制了IGBT可并联的个数。因此，采用IGBT元件的半桥串联逆变固体电源在目前条件下尚不能达到很大的功率。西安机电研究所现在生产的IGBT半桥串联逆变固体电源的功率范围是50

7、~1800kW。　　图3　　2.2电网侧的功率因数和谐波干扰　　电网侧的功率因数取决于整流电路的工作方式。对于三相桥式整流器而言，如果整流元件在受正向电压时始终开通(如二极管)，那末它的功率因数接近于1。如果整流元件在受正向电压一段时间后开通(如受移相控制的可控硅)，那末功率因数等于控制角(120°-导电角)的余弦函数。当控制角为0°时，功率因数接近于1，此时整流器的输出电压最高。当控制角逐步增大时，功率因数随之减小，整流器的输出电压也逐步降低。　　对于SCR全桥并联逆变器，由于可控硅不能自己关断，SC

8、R全桥并联逆变器必须工作在电炉电流的相位超前于电炉电压的相位状态，它依靠反向施加在可控硅上的电炉电压(或着补偿电容器的电压)使其关断。这个超前的相位角(超前时间)取决于可控硅的关断时间(20~50μs)，加上一定的安全余量，一般是不可调的。也就是说，SCR全桥并联逆变器本身不能调节输出功率。所以，它必须由SCR桥式整流器供电，依靠改变SCR桥式整流器的控制角来调节整流器的输出电压，从而调节输出功率。因此，当SCR全桥并联逆变器工作在额定输出