變頻就是將直流或固定頻率的交流輸入轉變為頻率可變的交流輸出。變頻電源在人們的生產、生活和科研中發揮著重要的作用,不同場合對變頻電源的要求也越來越高。變頻技術的發展源于對交流異步電機的調速,如今變頻技術已經不再局限于對電機的調,速應用上,越來越多地應用在測控儀器、精密功率電源、家用電器等領域中。

變頻電源的發展建立在電力電子器件與電力電子技術不斷進步的基礎之上,隨著新型電力電子器件的不斷涌現,變頻技術獲得了飛速的發展。從變頻器的發展需要出發,大功率電力電子器件作為其開關器件,其研究和應用為變頻技術打下了堅實的基礎。大功率開關器件具有優良的特性:①在正常開通狀態下,通流容量大,導通壓降小:在正常關斷情況下,能承受高電壓,漏電流小:②在正常的開關狀態下,開通與關斷時間短,即開關頻率高,而且能承受高的du/dt;③有全控功能,并具有壽命長、結構緊湊、體積小、散熱性能良好等優點。

早期的開關器件主要是晶體管SCR,其開關頻率低,屬于半控器件,主要采用脈幅調制,但它有諧波大、功率因數低、轉速脈動大、動態響應慢以及線路復雜等缺點。為了使晶閘管具有關斷能力,后來推出了門極關斷晶閘管GTO,但是其關斷不易控制,工作頻率也不夠高,因此迅速被隨之發展起來的大功率晶體管GTR所代替。
GTR也有其不足之處,由于是用電流信號進行驅動的,所需驅動功率較大,故驅動系統比較復雜,并使工作頻率難以提高。功率場效應晶體管Power MOSFET的出現很好地解決了以上問題,它用電壓信號控制開通與關斷,開關頻率也較高。絕緣柵雙極晶體管IGBT是MOSFET和GTR相結合的產物,其控制部分與場效應晶體管相同是由電壓控制,輸入阻抗很高,而主電路部分則與GTR相同,因此擊穿電壓與擊穿電流很高,非常適宣用于功率開關。近年來,又出現了智能功率模塊IPM等模塊化產品,為電源產品的設計和應用提供了極大的方便。

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