大功率晶閘管變流裝置的設計方法

趙衛　閆麗娜

摘要：隨著人們物質生活獲得了極大的滿足，人們對于電器的使用也就越來越頻繁。而電氣使用，歸根結底是對電能的一種使用。因此，如何能夠做到讓電能有效的被人們進行利用，是當前最為重要的事情。曾經的二極管就是對于電能運用的一個例子，但是隨著社會的發展，曾經的方式已經不能滿足人們的需求，這就需要全新的設計。本文就是通過對大功率晶閘管變流裝置的探究，來得出，如果堅強大功率晶閘管變流裝置的設計，從而更好的保證人們使用電能。

關鍵詞：晶閘管 大功率電流 變電裝置 變流裝置 電路設計

隨著科技的發展，電子器械已經成為人們生活所不能缺少的部分。尤其是在建設之中，電能的使用會讓建設的速度大大的發展。因此如何利用電能是當前發展中最需要思考的問題。而隨著社會的不斷進步，建設也呈現了高頻，高功效，高功率的狀態，這讓曾經的一些措施顯得非常不適用。以電力方面為例，原本的二極管已經難以在當前情況下，負荷如此之大的任務。這就造成了二極管必須更新，必須出現全新的電子元件來承擔這份重擔。因此，晶閘管應運而生。它的出現為我國電力建設和使用提供了非常大的方便。

一、晶閘管

晶閘管與變流裝置的配合是晶閘管在使用上的第一個項目。隨著時間的發展，證明晶閘管和變流裝置的配合是相當成功的。但是晶閘管作為一個全新的事物，它到底是什么，是需要進行具體的闡述的。什么是晶閘管？它既叫晶閘管，也叫做可控硅。是一項全新的硅技術，也是二極管的一個延伸發展。簡單的來講就是一個超級功率的半導體。它和一般的半導體，如二極管等作用完全相當。都是一種簡單的電導體。但是晶閘管卻不再簡單，它不同于其他的半導體。它是由四級來組成的一個超級半導體。這個超級半導體的第一，第二級是正電的流通方向，它與正電相互連接。而末尾的一級就是負電的流動方向，它與負電相互連接。這就構成了一般的二極管的元素，正電，負電。但是作為二極管的升級版本，晶閘管還具備了一個全新的單元，也就是二極管不具備的第三極，控制級。這個控制級，也可以被成為控制系統。它所工作的原理就是在閉合的時候，阻止電路的流通。而在打開的時候，放開電流。這就讓電流變成了可控的。但是通常來說，因為其控制系統也具備半導體的特性，就需要在安裝之前，進行一個連通。這樣才能讓晶閘管正式開始工作。

二、晶閘管在變流裝置上的應用

變流裝置是直變和逆變的集合。它既能夠在正常的時候，將交流電變為直流電，又能在有需要的時候，將直流電變成交流電。在交流電變成直流電的過程中，就叫做直變。它是最常用的一種狀態。通常體現在室外的交流電入戶，為家庭提供可用的直流電源。而到了一定的特殊情況，直流電變成交流電，就叫做逆變。這個直逆指的就是電流變化的一個方向性。那么為什么晶閘管可以成為變流裝置的核心？這就要從晶閘管的核心處入手。晶閘管的控制級能夠有效的讓電路流通，為電路指明一個方向。晶閘管都是單向性的，它和二極管一樣，因此，它的方向性非常得名明顯，可以讓操作人員簡單明了的知道那個交流和直流的方向。這在電器作業中，可以對用電安全起到非常大的警示作用。但是雖然現在科技的發展，對于電流的使用也越來越大，尤其是一些超級機械，就需要超強的三相高壓電。在這個情況下，普通的晶閘管難以完成任務，就需要采用和大功率的晶閘管才能完成任務。因此，在工業用電的變流裝置上，呈現的都是大功率晶閘管。當然，選擇大功率還是小功率的晶閘管要看實際情況，這樣才能更好的完成其應有的工作。

三、變流裝置的設計要點

在設置變流裝置的時候，是要進行前期的規劃，而這些規劃需要遵循一些要點。這些要點能夠更好的對變流裝置的設置提供一定的指導。

（一）注意實際情況

在變流裝置的設置中，實際情況是非常重要的。輸入裝置和輸出裝置的電壓電流是需要優先考慮的。其從何處輸入電流，就需要考慮何處的電流電壓情況，這樣才能更好的調整變流裝置的配備，這樣才不會出現電流剛剛輸入就對變流裝置造成損害的情況。才能保證變流裝置更好的使用。而其輸出裝置也是需要考慮的一個重點。只有確定輸出接受的裝置是需要什么樣的電流和電壓，才能保證輸出的電流不會造成危害，或者導致下端機械無法啟動。

（二）注意晶閘管的選擇

晶閘管的選擇是十分特殊的。它需要考慮到自身的承載量，轉換量和最大功率。首先，如果晶閘管自身的承載量不夠的情況出現，就會導致晶閘管被過量的電流損壞，從而造成災難。其次，如果晶閘管的轉換量不夠，就很難使其輸出的機械運轉。造成能源不足，無法啟動的尷尬現象，如果轉換量過大，則會對后續裝置造成一定的破壞。最后是其最大功率。其到底能在既定的時間內轉換出多少能源，是非常重要的。這關乎變流裝置能否真正投入使用。

（三）注意大功率晶閘管的排列

一般來說，在變流裝置中，除了最簡單的大功率晶閘管之外，還需要機型諸如逆變器等設備的加入。這些小型設備的主要作用就是輔助晶閘管進行工作。這些器械如何不能有效的完成自身所需要承擔的工作，那會就會對變流裝置造成巨大的損害。因此，如何合理的安排這些輔助的位置，是非常重要的。一定要將晶閘管置入一個安全可靠的位置，才能讓變流裝置更好的活動。

四、結語

晶閘管的應用在當前的時代，還顯得比較稚嫩。其應用的地方并非很多，但是其單一產品的多功能性卻有效的體現了出來。這樣的產品，是未來發展的重點。因此，針對晶閘管的繼續研究是有必要的。同時，為了科技的發展，在原有晶閘管上的改進也是當前重要的研究項目。只有科技發展的更好，我國才能建設的更好。

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（作者單位：[1]趙衛，西安派瑞功率半導體變流技術股份有限公司；[2]閆麗娜，陜西秦通電力工程有限公司。）