变频器常用电力晶体管的工作参数

    1．电力晶体管截止状态下的击穿电压    电力晶体管在截止状态下的击穿电压的含义为在截止状态下，可以引起集电极与发射极之间击穿的最小电压。在基极开路时，该参数采用UCEO表示；在基极与发射极之间反向偏置时，采用UCEX表示，在大多数情况下，UCEO≈UCEX，两者数值基本相等。在380 V等级的变频器中使用的GTR电力晶体管，通常可以选用UCEO=1200 V的。    2．电力晶体管截止状态下的漏电流    电力晶体管在截止状态下漏电流的含义为：从集电极流向发射极的电流。在基极开路时，该参数采用ICEO表示；在基极与发射极之间反向偏置时，采用ICEX表示。    3．电力晶体管饱和导通状态下的集电极最大电流    电力晶体管在饱和导通状态下集电极最大电流的含义为：在饱和导通状态时，流过集电极中的最大允许电流，通常采用CM来表示。    4．电力晶体管饱和导通状态下的饱和电压降    电力晶体管在饱和导通状态下饱和电压降的含义为：在饱和导通状态时，集电极与发射极之间的电压降，通常采用UCES来表示。    5．GTR电力晶体管开关过程中的开通时间    GTR电力晶体管开通时间的含义为：在基极通入正向信号电流IB1（GTR第一级管子的基极电流）时起，到集电极电流上升到饱和电流的90%（0.9Ics）所需要的时间，通常采用tON表示，如图1-6所示。
    图1-6    GTR电力晶体管开通时间曲线示意图    6．GTR电力晶体管开关过程中的关断时间    (1)关断时间    GTR电力晶体管关断时间的含义为：从基极电流消失（或加入反馈基极电流IB2）时起，到集电极电流下降到饱和电流的10%（即0.1 Ics）所需要的时间，通常采用tOFF表示，如图1-6所示。    (2)需要说明的问题    GTR电力晶体管开通时间与关断时间的大小，会直接影响到脉宽调制时的载波频率。使用GTR时的上限载波频率为2kHz，实际使用的载波频率则在1.5kHz以下。    7．GTR模块的额定功率比其电压和电流的乘积小    为了便于说明和理解，以某一款UCE0=1200 V、ICM=300 A的电力晶体管GTR为例，其额定功率只有Pc=2 kW。但如果按照电压与电流的乘积计算，则：    Pc=1200×300=360000=360 kW    (1)差别的原因    由此可见，两者的相差很大，究其原因，主要是由于变频器中使用的GTR模块，是作为开关器件来使用的，也就是说，GTR模块中的晶体管电路仅使用了其饱和导通与截止两种工作状态。    (2)原理分析    GTR模块中的晶体管电路在截止状态时，由于泄漏电流极小，GTR消耗的功率微不足道。而在饱和导通状态时，GTR的饱和导通电压降不足SV，如果就按照5V来计算，当电流为300 A时，功耗则约为    Pc=5×300=1500=1.5 kW    由此可见，GTR模块的额定功率是在其内部晶体管饱和导通状态基础上，再适当增加一定的余量来确定的。