晶闸管 or IGBT?制氢电源异军突起【SMM科普】
电解水需要直流电,而电网是交流电,在电网和电解槽之间,需要一个将交流电转换为直流电的装置,这个装置就是制氢电源,又叫整流电源,主要结构包括整流柜、变压器、控制及冷却系统等。
从整流柜的技术路线来看,传统电解槽用的是晶闸管(SCR可控硅),应用成熟,适用于稳定的电网以及小体积、低功率电解槽。而IGBT是未来发展趋势,响应速度快,适用于电力波动的风电光伏制氢项目,以及大体积、高功率的电解槽。
晶闸管整流电源
晶闸管整流器,是一种以晶闸管(电力电子功率器件)为基础,以智能数字控制电路为核心的电源功率控制电器,又叫可控硅整流器。
整流的基本原理是利用二极管的单向电导率,将交流电转换为脉动直流电,常见的整流电路有半波、全波、桥式和倍压器整流。
而晶闸管在二极管的基础上增加了栅极。二极管不可控,电流通过时不能人为关断或导通,晶闸管是可以控制导通,但不能关断,所以叫半控型整流器,它依靠电网的关断而关断。
在整流电路中,需要向栅极提供栅极触发信号,以控制晶闸管的导通时间,以实现整流和调节直流输出。
晶闸管整流电源采用多脉波,具有应用成熟、投资低、效率高、可靠性好等优点。
IGBT整流电源
IGBT是绝缘栅双极型晶体管,具备高耐压、导通压降低、开关速度快的特点。
IGBT和晶闸管的区别主要在于,IGBT是一个 MOSFET 加一个三极管,相当于是在晶闸管的基础上增加了关断的功能。
IGBT整流电源属于全控型整流器,可完美适配新能源电网,同时响应速度快,综合转换效率高。
晶闸管和IGBT本质上都可以理解为“开关”,但其结构不同。晶闸管是半控型器件,依靠导通角的调整调制电压电流,依靠自然过零点关断,主动开被动关;IGBT是全控型器件,主动开主动关。因此,相比晶闸管,IGBT的开关控制更为精细,开关频率更高,相应产生的谐波也较少,电能质量更高。