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Was ist das Leistungsmodul oder das Halbleitermodul?
EINFÜHRUNG:
Im Allgemeinen bezieht sich das Leistungsmodul auf das Gerät, das hauptsächlich aus Leistungskomponenten besteht(wie SCR, TRIAC, MOSFET, IGBT). Schmal sprechen, Power - Module beziehen sich auf Solid-State - Module mit unterscheiden Solid State Relais. Die Hauptfunktion des Halbleiterrelais ist der elektronische Schalter und das Halbleitermodulwird verwendet, um die Lastleistung und die Spannungsregelung einzustellen.
In diesem Artikel erfahren Sie, was Leistungsmodule sind. Wie ist das Leistungsmodul aufgebaut? Welche Arten von Leistungsmodulen gibt es? Wie funktioniert das Leistungsmodul? Wie wähle ich das Leistungsmodul aus?
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INHALT
1. Was ist das Power Module? |
2. Wie das Power Module funktioniert |
3. So wählen Sie das Power Module aus |
1. Was ist das Power Module?
Das Leistungsmodul (PM) wird auch als elektronisches Leistungsmodul oder Festkörper-Leistungsmodul bezeichnet, bei dem es sich um ein Modul handelt, das leistungselektronische Komponenten einkapseltKombination in eine Festkörperstruktur nach einem bestimmten funktionalen. Durch die interne integrierte Schaltung (IC), Das Leistungsmodul kann die Leistung und stellen Sie die Leistungder Last. Entsprechend den Hauptfunktionen unterteilen wir Festkörpermodule in Festkörperspannungsregelungsmodule und Festkörpergleichrichtungsmodule.
1.1 Halbleiterspannungsregelungsmodul
Das Festkörperspannungsregulierungsmodul (auch als Festkörperspannungsregulierungsmodul, Festkörperspannungsregulierungsmodul, Festkörperspannungsregulierungsmodul und Festkörperspannungsregulierungsmodul bekannt) wird verwendet, um die Spannung oder Leistung des zu regeln ACBelastung. Im Allgemeinen ist das Festkörperspannungsregelmodul in den Synchrontransformator, den Leistungsausgangskreis, integriertdie PhasenverschiebungSchaltung, die Erfassungsschaltung, und kann direkt an die Last angeschlossen werden, um es zu steuern. Festkörperspannungsreglermodule werden häufig in verschiedenen Bereichen eingesetzt, z. B. in der wissenschaftlichen Forschung, beim Experimentieren, beim Erkennen, bei der Heizungsisolierung und beim Sanftanlauf.
Das Festkörper-Phasenverschiebungsmodul (oder Festkörper-Phasenverschiebungsmodul) ist eine Art Spannungsregelmodul, kann jedoch nur ein Phasenverschiebungssignal ausgeben und kann nicht direkt mit der Last verbunden werden. Im Allgemeinen sind eine Reihe von Halbleiterrelais (oder Leistungsthyristorschaltungen) und ein Synchrontransformator erforderlich, um die Spannungsregelungsfunktion zu erreichen.
Je nach Phase kann das Festkörperspannungsregelungsmodul unterteilt werden in: Einphasen-Festkörperspannungsregelungsmodule, Dreiphasen-Festkörperspannungsregelungsmodule.
Je nachdem, ob der Regelkreis geschlossen ist, kann das Festkörperspannungsregelmodul in einen geschlossenen und einen offenen Regelkreis (ungeregelter Regelkreis) unterteilt werden.
Abhängig davon, ob die Starkstromteile und die Schwachstromteile isoliert sind, kann das Festkörperspannungsregelmodul in einen Typ mit vollständiger Isolierung und einen Typ mit nicht vollständiger Isolierung unterteilt werden.
Entsprechend der Anzahl der gesteuerten Lasten (Kanäle) kann das Festkörper-Phasenverschiebungsmodul unterteilt werden in: Einkanal-Festkörper-Phasenverschiebungsmodul (oder Einphasen-Festkörper-Phasenverschiebungsmodul), Zweikanal-Festkörper- Zustands-Phasenverschiebungsmodul, Dreikanal-Festkörper-Phasenverschiebungsmodul (oder Dreiphasen-Festkörper-Phasenverschiebungsmodul).
Gemäß der externen Leistungsausgabevorrichtung kann das Festkörper-Phasenschiebemodul unterteilt werden in: externe Festkörper-Phasenschiebemodule vom Relaistyp und externe Thyristor-Leistungsschaltungs-Phasenschiebemodule vom Typ.
1.2 Festkörper-Gleichrichtungsmodul
Das Festkörper-Gleichrichtermodul (oder Festkörper-Gleichrichtermodul) verwendet Leistungskomponenten (wie Leistungsdioden, Leistungsthyristoren, Gleichrichterbrücken), um Wechselstrom in pulsierenden Gleichstrom oder gleichgerichteten Wechselstrom umzuwandeln, dessen Richtung ( positiv und negativ) ändert sich nicht, aber die Größe ändert sich mit der Zeit. Darüber hinaus sind Festkörperdioden und Gleichrichtersilizium nicht steuerbare Bauelemente, und Halbleitersteuergleichrichter und unidirektionaler Thyristor sind steuerbare Bauelemente. Festkörper-Gleichrichtermodule werden häufig in verschiedenen Bereichen eingesetzt, beispielsweise in der Gleichstromtechnik Netzteil von Instrumenten, die Eingangsgleichrichtungsstromversorgung des PWM-Wechselrichters, die Erregungsstromversorgung des Gleichstrommotors, das Eingangsgleichrichtungssystem des Schaltnetzteils, das Sanftanlaufkondensatorladesystem, der elektrische Antrieb und der Hilfsstrom, die Wechselrichterschweißmaschine, das Gleichstrom-Ladesystem.
Festkörper-Gleichrichterrelais können je nach Phase unterteilt werden in: Einphasen-Festkörper-Gleichrichterrelais, Dreiphasen-Festkörper-Gleichrichterrelais.
Festkörper-Brückengleichrichter können je nach Phase unterteilt werden in: Einphasen-Festkörper-Brückengleichrichter, Dreiphasen-Festkörper-Brückengleichrichter.
Entsprechend der Menge des Gleichrichtersiliciums (oder der Diode) können Festkörpergleichrichtermodule unterteilt werden in: Halbwellengleichrichtermodule, Vollwellengleichrichtermodule (Halbbrückengleichrichtermodule) und Vollbrückengleichrichtermodule. Das Einweggleichrichtermodul hat nur ein Gleichrichtersilizium (oder eine Diode), das Einweggleichrichtermodul (Halbbrückengleichrichtermodul) hat zwei Gleichrichtersilizium (oder Dioden) und das Einweggleichrichtermodul hat vier Gleichrichtersilizium ( oder Dioden). Die Vollwellengleichrichtermodule haben die gleiche Funktion wie die Vollbrückengleichrichtermodule, jedoch sind die Kosten für den Vollbrückentyp höher als für den Vollwellentyp und die Anforderungen an den Transformator sind niedriger als für den Vollwellentyp .
Je nachdem, ob die Starkstromteile und die Schwachstromteile isoliert sind, können Festkörper-Gleichrichtermodule in vollständig isoliert und nicht vollständig isoliert unterteilt werden.
Festkörper-Gleichrichtermodule lassen sich je nach Zusammensetzung von Dioden und Thyristoren in ungeregelte Gleichrichtermodule, voll geregelte Gleichrichtermodule und halb geregelte Gleichrichtermodule unterteilen. Die Ausgangskomponenten des ungeregelten Gleichrichtermoduls bestehen vollständig aus Gleichrichterdioden. Die Ausgangskomponenten des vollständig gesteuerten Gleichrichtermoduls bestehen aus Thyristoren. Die Ausgangskomponenten der halbgesteuerten Gleichrichtung bestehen aus Diode und Thyristor.
2. Wie das Power Module funktioniert
2.1 Das Funktionsprinzip des Halbleiterspannungsregelungsmoduls
Nehmen Sie unsere MGR-DT-SerieEinphasenspannungsregelmodul als Beispiel. Die MGR-DT-Serie besteht aus einem Synchrontransformator, einer Phasendetektionsschaltung, einer Phasenverschiebungstriggerschaltung und einer Thyristorausgangsschaltung. MGR-DT akzeptiert zwei Steuermodi (automatische Steuerung und manuelle Steuerung) und vier Steuersignale (0-5 VDC, 0-10 VDC, 1-5 VDC, 4-20 mA). Automatikbetrieb, also das SteuersignalDer an den Festkörperspannungsregler angelegte Spannungsregler wird von einer SPS oder einem Computersystem erzeugt. Manueller Steuermodus, dh das 0-5-VDC-Steuersignal wird durch manuelles Steuern eines Potentiometers erzeugt unter der 5VDC internen Stromversorgung.
Die Verdrahtung der MGR-DT-Serie: Die
Ports 1 und 2 sind die Leistungsausgangsports des Halbleiterspannungsreglermoduls. Der Verbraucher und der Stromversorger können direkt an den Ausgangsanschluss des Spannungsreglermoduls angeschlossen werden. Weil die Spannung und der Strom der induktiven Lastnicht synchronisiert sind und während des Ein- und Ausschaltvorgangs geladen und entladen werden, verwenden wir eine reine ohmsche Last um den Arbeitsprozess standardmäßig zu beschreiben.
Ports 1 und 2 sind die Leistungsausgangsports des Halbleiterspannungsreglermoduls. Der Verbraucher und der Stromversorger können direkt an den Ausgangsanschluss des Spannungsreglermoduls angeschlossen werden. Weil die Spannung und der Strom der induktiven Lastnicht synchronisiert sind und während des Ein- und Ausschaltvorgangs geladen und entladen werden, verwenden wir eine reine ohmsche Last um den Arbeitsprozess standardmäßig zu beschreiben.
Die Ports 3 und 4 sind mit dem eingebauten Synchrontransformator des Halbleiterspannungsreglermoduls verbunden. Die Aufgabe des Synchrontransformators besteht darin, dem Thyristor in der Baugruppe ein mit der Wechselspannung der Stromversorgung synchronisiertes Signal bereitzustellen, um sicherzustellen, dass die Lastspannung genau eingestellt werden kann, ohne Ausgangsverzögerungen und Spannungsfehler zu verursachen. CON1 und CON2 sind Eingangsanschlüsse für das automatische Steuersignal; + 5V ist die im Halbleiterspannungsreglermodul erzeugte Spannung, die zur Versorgung des Potentiometers verwendet und an die Hochpotentialseite des Potentiometers angeschlossen wird. COM ist das gemeinsame Terminal, und COM-Port werden geerdet, wenn der automatische Steuermodus ausgewählt ist, und mit der Niedrigpotentialseite des Potentiometers verbunden, wenn der manuelle Steuermodus ausgewählt ist.
Der Arbeitsprozess der MGR-DT-Serie:
Bevor wir das Funktionsprinzip des Spannungsreglermoduls erläutern, müssen wir wissen, dass die Spannung des Wechselstroms (AC) periodisch von 0 bis zur Spitze wechselt. Und es ist nicht die momentane Spannung, die an der Last arbeitet, sondern die effektive Wechselspannung, die der Gleichspannung thermodynamisch äquivalent ist. Durch Ändern der Zeit, die die Wechselspannung in einem Zyklus arbeitet, ist es möglich, ihren effektiven Spannungswert zu ändern. Normalerweise verwenden wir den Thyristor zur Spannungsregelung, da er eine steuerbare Komponente ist und seine Leitfähigkeit durch Einstellen des an seiner Steuerelektrode (Gate) anliegenden Signals eingestellt werden kann. Diese Fähigkeit kann durch den Leitungswinkel α auf der Wechselspannungskurve dargestellt werden. Zusätzlich gibt es eine Größe, die α entspricht und als Steuerwinkel θ bezeichnet wird.
Bevor wir das Funktionsprinzip des Spannungsreglermoduls erläutern, müssen wir wissen, dass die Spannung des Wechselstroms (AC) periodisch von 0 bis zur Spitze wechselt. Und es ist nicht die momentane Spannung, die an der Last arbeitet, sondern die effektive Wechselspannung, die der Gleichspannung thermodynamisch äquivalent ist. Durch Ändern der Zeit, die die Wechselspannung in einem Zyklus arbeitet, ist es möglich, ihren effektiven Spannungswert zu ändern. Normalerweise verwenden wir den Thyristor zur Spannungsregelung, da er eine steuerbare Komponente ist und seine Leitfähigkeit durch Einstellen des an seiner Steuerelektrode (Gate) anliegenden Signals eingestellt werden kann. Diese Fähigkeit kann durch den Leitungswinkel α auf der Wechselspannungskurve dargestellt werden. Zusätzlich gibt es eine Größe, die α entspricht und als Steuerwinkel θ bezeichnet wird.
Wir wählen CON0-5VDC als Steuersignal und die Steuerspannung steigt von 0 auf 5VDC. Da die Startspannung (Triggerspannung) der unidirektionalen Thyristoren (SCR) 0,8 VDC beträgt, wird der Thyristor ausgeschaltet, wenn die Spannung weniger als 0,8 VDC beträgt, dh das Festkörperspannungsregelmodul funktioniert nicht. Wenn die Spannung 0,8 VDC erreicht, obwohl der Transistor zu arbeiten beginnt, beträgt sein Leitungswinkel & agr; 180 °, so dass das Spannungsreglermodul zu diesem Zeitpunkt keine Leistung abgibt. Wenn die Spannung von 0,8 bis 5 VDC eingestellt wird, wird der Leitungswinkel & agr; stufenlos von 180 ° bis 0 ° eingestellt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Effektivwert der Ausgangsspannung von 0 auf den Maximalwert des Stromnetzes eingestellt. Die Sättigungsspannung des Thyristors beträgt jedoch 4,6 VDC. Wenn die Spannung 4,6 VDC erreicht,
2.2 Das Arbeitsprinzip des Solid State Rectification Module
Nehmen Sie die MHF-SerieEinphasen-Gleichrichtermodul als Beispiel. Das Gleichrichtermodul der MHF-Serie enthält 4 unidirektionale Thyristoren (SCR), VT1, VT2, VT3, VT4. Und VT1 und VT4 bilden ein Paar Brückenarme, und VT2 und VT3 bilden ein weiteres Paar Brückenarme. Zwei Paar Brückenarme bilden den Vollbrückengleichrichter. Wenn sich die Eingangsspannung U in der positiven Halbwelle befindet, ist die Stromrichtung VT1-R-VT4; Wenn sich die Eingangsspannung U in der negativen Halbwelle befindet, ist die Stromrichtung VT2-R-VT3.
Zusätzlich zur Gleichrichtungsfunktion können wir ein Steuersignal an den Steuerpol (Gate) des unidirektionalen Thyristors anlegen. Durch Einstellen des Leitungswinkels α der Thyristoren können die Ausgangswellenform und der Ausgangsspannungswert geändert werden, was dem Phasenverschiebungsprozess des Spannungsregelungsmoduls ähnlich ist.
3. So wählen Sie das Power Module aus
3.1 Spannungsregler
3.1.1 Einphasen-
Standardpotentiometer Typ: Serie MGR-R
Industrielle Potentiometer Typ: Serie MGR-HVR
Analogsignal- / Dauerspannungstyp: Serie MGR-1VD
Typ der digitalen Signal- / Impulsspannung : Serie MGR_DV
Typ des externen Transformators: Serie MGR-EUV
Standardpotentiometer Typ: Serie MGR-R
Industrielle Potentiometer Typ: Serie MGR-HVR
Analogsignal- / Dauerspannungstyp: Serie MGR-1VD
Typ der digitalen Signal- / Impulsspannung : Serie MGR_DV
Typ des externen Transformators: Serie MGR-EUV
3.2 Spannungsreglermodul
3.3 Phasenverschiebungsmodul
3.3.2 Für einkanalige
/ einphasige Leistungsthyristorschaltung: Serie SCR-JKK, TRAIC-JKK
Zweikanal: Serie SCR-JKK ^ 2
Dreikanal / Dreiphasen: SX-JK-Serie
/ einphasige Leistungsthyristorschaltung: Serie SCR-JKK, TRAIC-JKK
Zweikanal: Serie SCR-JKK ^ 2
Dreikanal / Dreiphasen: SX-JK-Serie
3.4 Halbleiterrelais
3.5 Festkörperbrückengleichrichter
3.6 Halbleitergleichrichtermodul
3.6.2 Festkörperthyristor- / Diodengleichrichtermodul
Festkörperthyristor-Gleichrichtermodul: MTC-, MTA-, MTK-, MTX-Serie
Halbleiterdiodengleichrichtermodul: Serie MDC, MDA, MDK, MDX
Halbleiter-Hybrid-Gleichrichtermodul: Serie MFC, MFA, MFK, MFX
Festkörperthyristor-Gleichrichtermodul: MTC-, MTA-, MTK-, MTX-Serie
Halbleiterdiodengleichrichtermodul: Serie MDC, MDA, MDK, MDX
Halbleiter-Hybrid-Gleichrichtermodul: Serie MFC, MFA, MFK, MFX
3.6.5 Vollgesteuertes / halbgesteuertes Brückengleichrichtermodul, einphasig
: Serie MFQ, MTF, MHF
Drei Phasen: MTQ, MFS, Serie
: Serie MFQ, MTF, MHF
Drei Phasen: MTQ, MFS, Serie
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