功率器件在靜止變頻技術中的應用

我國20世紀80年代以前的靜止變頻技術由于受到電力電子器件技術的影響，一直處于停滯不前的狀態，各個行業感應加熱用中頻電源基本上使用中頻變頻電機供電。隨著20世紀90年代初電力電子器件的發展，目前國內中頻電機組正呈被淘汰的格局，靜止變頻設備開始大量使用，特別是在音頻、超音頻領域，表現更為明顯。80年代、90年代，國內靜止變頻基本上采用晶閘管作為功率開關元件，工藝水平基本上以8KC為上限。到2000年，國內開始出現采用IGBT作為功率開關器件的變頻技術，工作頻率可達20KC，功率可達300KW。目前國內已出現50KC、100KW的全固態電源，可以說靜止變頻技術目前國內處于高速發展的階段。

晶閘管的使用與保護

晶閘管是晶體閘流管的簡稱，它是具有PNPN四層結構的各種開關器件的總稱。按照國際電工委員會（IEC）的定義，晶閘管指那些具有3個以上的PN結，主電壓――電流特征至少在一個象限內具有導通、阻斷兩個穩定狀態，且可在這兩個穩定狀態之間進行轉換的半導體器件。我們通常說的晶閘管是其中之一，統稱可控硅（SiliconControlledRectifier），主要有普通晶閘管（KP）、快速晶閘管（KK）、高頻晶閘管（KG）、雙向可控硅、門極可關斷晶閘管（GTO――GateTurnOffThyristor）和光控晶閘管（LTT――LightTriggeredThristor）等。

晶閘管的應用

由于技術上的原因，單個晶閘管的電壓、電流容量是有限的，往往不能滿足大功率的要求，為了解決這個問題，須采用兩個或更多晶閘管的串、并聯工作方式。由于工藝條件的限制，晶閘管本身的特性參數存在差異，在晶閘管串、并聯工作時，必須采取嚴格的措施，使電流電壓差異限制在允許的范圍之內，以保證各個晶閘管可靠工作。

晶閘管的串聯

通常使用兩只晶閘管串聯工作以解決單只晶閘管耐壓不足的問題。這就需要解決晶閘管的工作電壓平均分配問題，包括靜態均壓與動態均壓。靜態均壓可采用無感電阻串聯分壓的方式解決；動態均壓比較復雜，這是因為：元件參數dv/dt的差異以及反向恢復時間的差異導致開通與關斷過程中元件承受的電壓分配不均，極端情況可使支路電壓全部加在一只晶閘管上。

這一問題可采用并聯電容以限制dv/dt，但是，實際上元件開通過程中電容通過元件放電影響di/dt，通常又在電容上串聯電阻，形成RC阻容吸收均壓電路。為限制支路上的浪涌電流，通常在支路上串聯飽和電感或磁環，這樣就構成了如圖所示的電路結構。