可控硅和IGBT有什么區(qū)別？
隨著電力電子器件的發(fā)展。特別是VDMOS管(垂直溝道MOS管，也可稱功率場效應管)和IGBT(隔離柵雙極晶體管)的發(fā)展和成熟，使得采用開關式發(fā)生器成為可能，實際上開關型發(fā)生器的發(fā)展是開關電源的成果之一，下面著重討論晶體管開關型發(fā)生器．
開關型發(fā)生器的原理是通過調(diào)節(jié)開關管的占空比(或?qū)У琅c截止時間)采控制輸出的功率。由于晶體管在截止和飽和導通時的功耗很小，因此這種開關型發(fā)生器的特點是：
(1)功耗低，效率高：開關管在開關瞬時的功耗較大，但時間很短，在截止或?qū)У罆r的功耗很�。畷r間較長，因此總的功耗較小，而且基本恒定．Z高效率可以達到90％以上．
(2)體積�。亓枯p：由于效率高，功耗低．使得散熱要求較低，而且各個開關管可以推動的功率較大，加上直流電源直接變換使用，不需電源變壓器降壓，因此它的體積較小，重量輕，單位功率所占的體積和重量值較�。�
(3)可靠性好．與微處理器等配合較容易，電子器件在工作時的溫升較低，工作就可靠，加上全數(shù)字(開關)輸出，可用微處理器直接控制．
3三種類型發(fā)生器主要性能特點(見表1)
4．開關型發(fā)生器發(fā)展的幾個過程
開關型發(fā)生器的發(fā)展其實與開關型電源的發(fā)展息息相關，而開關型電源發(fā)展又與電力電子開關器件的發(fā)展緊密相連，電力電子開關器件的發(fā)展過程如下(見表2)：
表2電力電子開關器件的發(fā)展過程
20世紀50年代20世紀60年代20世紀70年代20世紀80年代20世紀90年代可控硅SCR（晶閘管）快速晶閘管可關斷晶閘管
1高壓GTR2IGCT3MCT(MOS晶閘管)
大功率，大容量，高性能，省吸收與IGBT結(jié)合，優(yōu)勢互補
電力晶體管GTR1IGBT絕緣柵晶體管
2功率MOS1高速IGBT，WARP-SPEED
2低電荷功率MOSFET
第一種型式是用雙極開關晶體管(雙極型開關晶體管)作為開關電源的開關管，它的主要缺點是由于雙極開關管的上升、下降時延較大，開關頻率不能太高(一般在20KHz以下)．線路成熟，價格低．在開關電源場合還有很多應用，但在超聲波發(fā)生器中由于開關頻率表2電力電子開關器件的發(fā)展過程低，沒有太大的應用．
第二種型式是用VDMOS管(垂直溝道MOS管，或稱功率MOS管)，VDMOS管也有幾代的發(fā)展，其主要優(yōu)點是：開關頻率高(可達1MHz)，驅(qū)動簡單(電壓型驅(qū)動)，抗擊穿性妤(沒有雪崩效應)，缺點是耐高壓的器件，導通電阻大．在高壓大電流場合功耗較大，因此大功率(1500W以上)有些困難，但隨著VDMOS工藝不斷改進輸出功率也越來越大。在超聲波中可以用于100kHz以上的發(fā)生器．
第三種型式是IGBT(隔離柵雙極管)，是一種MOS與雙極管結(jié)合的產(chǎn)物，既有MOS管開關頻率高，驅(qū)動簡單等優(yōu)點，也有雙極管導通壓降小，耐壓高等優(yōu)點．它的開關頻率日前可以在40—50KHz，功率可以達到5000w，在一般超聲波發(fā)生器中可以很少的運用，它的價格較高，保護線路要求復雜。
它們之間的比較可用表3來說明。
表三三種形式電力電子開關器件的比較
項目\類型雙極開關管VDMOSIGBT
線路方式簡單已成熟,一般復雜
頻率低（20KHz）高（100KHz）以上中（20-50KHz）
耐壓高低高
驅(qū)動方式電流型（復雜）電壓型（簡單）電壓型（簡單）
在發(fā)生器中應用不用在小功率（1500W以下）或高頻率（100KHz以上）應用大功率（1500W以上），和一般頻率（40KHz）以下應用
造價低中高
電力電子器件經(jīng)歷了工頻，低頻，中頻到高頻的發(fā)展歷程，與此相對應，電力電子電路的控制也從Z初以相位控制為手段的由分立元件組成的控制電路發(fā)展到集成控制器．再到如今的旨在實現(xiàn)高頻開關的計算機控制，并向著更高頻率，更低損耗和全數(shù)字化的方向發(fā)展．
模擬控制電路存在控制精度低，動態(tài)響應慢、參數(shù)整定不方便、溫度漂移嚴重，容易老化等缺點．專用模擬集成控制芯片的出現(xiàn)大大簡化了電力電子電路的控制線路。提高了控制信號的開關頻率，只需外接若干阻容元件即可直接構(gòu)成具有校正環(huán)節(jié)的模擬調(diào)節(jié)器，提高了電路的可靠性。但是，也正是由于阻容元件的存在，模擬控制電路的固有缺陷，如元件參數(shù)的精度和一致性、元件老化等問題仍然存在．此外，模擬集成控制芯片還存在功耗較大、集成度低、控制不夠靈活，通用性不強等問題．
用數(shù)字化控制代替模擬控制，可以消除溫度漂移等常規(guī)模擬調(diào)節(jié)器難以克服的缺點，有利于參數(shù)整定和變參數(shù)調(diào)節(jié)，便于通過程序軟件的改變方便地調(diào)整控制方案和實現(xiàn)多種新型控制策略，同時可減少元器件的數(shù)目、簡化硬件結(jié)構(gòu)，從而提高系統(tǒng)的可靠性．此外．還可以實現(xiàn)運行數(shù)據(jù)的自動儲存和故障自動診斷，有助于實現(xiàn)電力電子裝置運行的智能化
上一篇：軟啟動器選型指導手冊