并联和串联电源类型的选择

时间:2015年7月3日

可控硅串联电源和IGBT串联电源主要技术特点和性能的比较

可控硅串联电源和IGBT串联电源从其负载谐振方式和基本构成方面有很多的相似之处:都可以设计成串联电源,设备构成都是交—直—交电路,即将工频交流电源通过整流环节转换成直流电源,再把直流电源通过逆变环节转换成电压和频率可调的交流电源。而可控硅串联电源和IGBT串联电源的整流环节都是由整流可控硅组成,都带有滤波电容器构成的滤波环节等,二者的主要区别是串联电源的逆变环节前者由可控硅及与之配套的触发电路构成,后者由IGBT和与之配套的触发电路构成。或者说二者的主要区别是可控硅串联电源的逆变器件是可控硅,IGBT串联电源的逆变器件是绝缘栅型双极晶体管(IGBT),因逆变器件的类型和技术特性有区别,所以其配套的触发电路以及触发、关断、换流方式也有一定区别。

可控硅和IGBT在应用方面特点比较

1)由于单只可控硅的正反向电压耐量(电压等级)可达1000V~5000V,电流容量可达1~5000A,所以单台可控硅串联电源功率可做到几千瓦到上万千瓦,而目前IGBT器件的电压耐量和电流容量与可控硅相比尚有较大差距, IGBT器件一般可做到800A/1200V,国外进口的IGBT器件最大可做到1500A/3300V,采用IGBT器件设计和制造串联装置时其功率容量总体上要比可控硅串联电源小得多,目前采用国产器件的IGBT串联电源一般最大功率在500kW以下,采用进口器件的IGBT串联电源的最大功率一般在1000kW左右。

2)串联装置的可靠性:从上述可以明显看出可控硅器件具有开关和导通损耗小、发热少、电流容量大、di/dt和dv/dt耐量高、抗浪涌电流(冲击电流、电压)能力强、散热条件好等一系列优点。其主要缺点是,可控硅不能由触发信号关断而只能靠负载反向电压关断。从触发驱动角度来看可控硅器件和IGBT器件对触发电路和器件的要求各有优缺点。二者触发信号的抗干扰能力各有优劣,但总的来说可控硅触发信号采用脉冲变压器,其可靠性和抗干抗能力更高一些。从器件性能和触发驱动信号参数两个方面来看,可控硅串联电源的可靠性高于IGBT串联电源。

3)经济性:可控硅器件从二十世纪六十年代初得到推广应用,已有四十多年的历史,已形成了大规模的研制开发、生产制造、销售网络,应用技术的普及和提高,得到了广泛应用,同样电压电流容量其价格比IGBT低得多。而IGBT器件在二十世纪八十年代末面世,应用的时间和广泛程度远不如可控硅器件,其技术性能和性能价格比还有大大提高的余地。客观的讲,目前在国内工业上得到实际应用的IGBT器件绝大部分是从欧美和日本等发达国家进口的器件,因此其价格较高,备品备件的来源也不如可控硅器件方便。所以目前可控硅串联电源的经济性高于IGBT串联电源。

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