загрузка...
загрузка...
На головну

Основні види силових напівпровідникових приладів

В основі сучасної схемотехніки силової електроніки лежать силові напівпровідникові прилади. Відомо величезна кількість приладів різних типів, властивості і характеристики яких описані у відповідній літературі []. Для початкового вивчення основних схем все це різноманіття приладів зручно класифікувати з точки зору їх керованості.

Таким чином, всі відомі типи силових напівпровідникових приладів можуть бути поділені на три класи:

- Прилади некеровані - прилади, момент включення і виключення яких визначається полярністю напруги між анодом і катодом (напрямком струму в анодному ланцюзі), наприклад, діоди;

- Прилади з неповним керуванням - прилади, момент включення яких визначається не тільки полярністю напруги між анодом і катодом, а й наявністю сигналу в ланцюзі управління, а момент виключення визначається лише напрямом анодного струму, наприклад, звичайні тиристори;

- Прилади з повним керуванням - прилади, в яких і момент включення, і момент виключення визначаються не тільки полярністю напруги між анодом і катодом, а й відповідними сигналами в ланцюзі управління. Прикладами їх можуть служити силові транзистори і замикаються тиристори.

Характерна особливість приладів з неповним керуванням, а саме неможливість їх виключення без зміни напрямку анодного струму, створює певні труднощі для забезпечення комутації в схемах інверторів, як автономних, так і ведених мережею.

У базових схемах випрямлення, як правило, застосовуються діоди або тиристори. Для вивчення роботи цих схем параметри вольтамперних характеристик конкретних приладів не мають принципового значення, відповідно, реальні прилади можуть бути заміщені ідеальними ключами, у яких падіння напруги від прямого струму дорівнює нулю, а зворотний струм при додатку зворотного напруги дуже малий.

Наприклад, діодний випрямляч, призначений для живлення обмотки збудження машини постійного струму, зібраний за однофазною мостовою схемою і має номінальна вихідна напруга В і номінальний вихідний струм А. Пряме падіння напруги в діод випрямного моста .

Беручи до уваги, що в контурі струму навантаження включено два діода, неважко оцінити похибка розрахунку схеми при нехтуванні цим падінням напруги:

%, (1.1)

де - Відносна похибка розрахунку вихідної напруги,%;

- Число діодів в контурі струму;

- Пряме падіння напруги в діод від прямого струму, В;

- Номінальна вихідна напруга випрямляча, В.

Як видно з (1.1), навіть при порівняно невисокому вихідному напрузі, характерному для перетворювачів середньої потужності, похибка розрахунку всього близько 1%. Аналогічно можна показати, що зворотні струми діодів, складових величини порядку одиниць мА, також не роблять істотного впливу на результати розрахунку робочих режимів схеми. Тому, для вивчення основних електромагнітних процесів в схемах випрямлення, зазвичай, замість реальних напівпровідникових приладів використовуються ідеальні ключі, у яких пряме падіння напруги дорівнює нулю, зворотні струми відсутні, а процеси включення і виключення відбуваються нескінченно швидко. Таке припущення дозволяє описати електромагнітні процеси в схемі на інтервалі між комутаціями за допомогою лінійних еквівалентних схем, що, в свою чергу, дає можливість використовувати добре розроблений апарат лінійної теорії ланцюгів.

Слід зазначити, що вдосконалення елементної бази силової електроніки, зокрема, поява доступних, швидкодіючих силових транзисторів (MOSFET, IGBT), призвело до того, що в даний час спостерігається поширення методів, характерних для автономних перетворювачів, в системи на базі перетворювачів ведених мережею, в яких традиційно використовувалася природна комутація. Як відомо, принциповими недоліками тиристорних керованих випрямлячів з фазовим регулюванням є несинусоїдальними форма вхідного струму і швидке зниження вхідного коефіцієнта потужності при збільшенні глибини регулювання вихідної напруги. Перехід від фазового методу регулювання до широтно-імпульсного, з відповідною заміною тиристорів на прилади з повним керуванням, дозволяє успішно вирішувати ці проблеми. В результаті, з'явилися відносно нові сфери застосування "автономних перетворювачів" - високочастотні коректори коефіцієнт потужності, випрямлячі з формуванням кривої вхідного струму (активні випрямлячі), джерела реактивної потужності і т. П.

Види перетворення електроенергії, основні види напівпровідникових перетворювачів та області їх застосування «-- попередня | наступна --» Схеми некерованих випрямлячів
загрузка...
© om.net.ua