RFID技术中的晶闸管及IGBT在静止变频技术中的应用
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2020-11-10
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RFID技术中的晶闸管及技术中的晶闸管及IGBT在静止变频技术中的应用在静止变频技术中的应用
我国20世纪80年代以前的静止变频技术由于受到电力电子器件技术的影响，一直处于停滞不前的状态，各个行
业感应加热用中频电源基本上使用中频变频电机供电。随着20世纪90年代初电力电子器件的发展，目前国内中
频电机组正呈被淘汰的格局，静止变频设备开始大量使用，特别是在音频、超音频领域，表现更为明显。80年
代、90年代，国内静止变频基本上采用晶闸管作为功率开关元件，工艺水平基本上以8KC为上限。到2000年，
国内开始出现采用IGBT作为功率开关器件的变频技术，工作频率可达20KC，功率可达300KW。目前国内已出
现50KC、100KW的全固态电源，可以说静止变频技术目前国内处于高速发展的阶段。 晶
我国20世纪80年代以前的静止变频技术由于受到电力电子器件技术的影响，一直处于停滞不前的状态，各个行业感应加
热用中频电源基本上使用中频变频电机供电。随着20世纪90年代初电力电子器件的发展，目前国内中频电机组正呈被淘汰的
格局，静止变频设备开始大量使用，特别是在音频、超音频领域，表现更为明显。80年代、90年代，国内静止变频基本上采
用晶闸管作为功率开关元件，工艺水平基本上以8KC为上限。到2000年，国内开始出现采用IGBT作为功率开关器件的变频技
术，工作频率可达20KC，功率可达300KW。目前国内已出现50KC、100KW的全固态电源，可以说静止变频技术目前国内处
于高速发展的阶段。
晶闸管的使用与保护
晶闸管是晶体闸流管的简称，它是具有PNPN四层结构的各种开关器件的总称。按照国际电工委员会（IEC）的定义，晶
闸管指那些具有3个以上的PN结，主电压——电流特征至少在一个象限内具有导通、阻断两个稳定状态，且可在这两个稳定状
态之间进行转换的半导体器件。我们通常说的晶闸管是其中之一，统称可控硅（SiliconControlledRectifier），主要有普通晶
闸管（KP）、快速晶闸管（KK）、高频晶闸管（KG）、双向可控硅、门极可关断晶闸管（GTO——GateTurnOffThyristor）
和光控晶闸管（LTT——LightTriggeredThristor）等。
晶闸管的应用
由于技术上的原因，单个晶闸管的电压、电流容量是有限的，往往不能满足大功率的要求，为了解决这个问题，须采用两
个或更多晶闸管的串、并联工作方式。由于工艺条件的限制，晶闸管本身的特性参数存在差异，在晶闸管串、并联工作时，必
须采取严格的措施，使电流电压差异限制在允许的范围之内，以保证各个晶闸管可靠工作。
晶闸管的串联
通常使用两只晶闸管串联工作以解决单只晶闸管耐压不足的问题。这就需要解决晶闸管的工作电压平均分配问题，包括静
态均压与动态均压。静态均压可采用无感电阻串联分压的方式解决；动态均压比较复杂，这是因为：元件参数dv/dt的差异以
及反向恢复时间的差异导致开通与关断过程中元件承受的电压分配不均，极端情况可使支路电压全部加在一只晶闸管上。
这一问题可采用并联电容以限制dv/dt，但是，实际上元件开通过程中电容通过元件放电影响di/dt，通常又在电容上串联
电阻，形成RC阻容吸收均压电路。为限制支路上的浪涌电流，通常在支路上串联饱和电感或磁环，这样就构成了如图所示的
电路结构。
晶闸管的并联
由于单个元件耐压水平的提高，每个元件并联工作以增大设备功率的情形更常见，以两只晶闸管并联工作为例，如图二所
示。
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