半導體變流器

注：①類似術語也適用於由具體類型的半導體或其他電子閥件組成的變流器或具體類型的變流器。例如晶閘管變流器，汞弧整流器，晶體管逆變器。

②類似術語也適用於電子開關，交流功率控制器，例如晶閘管電子開關，晶體管交流功率控制器。

變流技術發展到今天，其應用範圍大致分為5個方面。

（1）整流：實現AC/DC變換；

（2）逆變：實現DC/AC變換；

（3）變頻：實現AC/AC(AC/DC/AC)變換；

（4）斬波：實現DC/DC(AC/DC/DC)變換；

（5）靜止式固態斷路器：實現無觸點的開關、斷路器的功能，控制電能的通斷。

（1）第一階段

第一階段是基於電子管、離子管（閘流管、汞弧整流器、高壓汞弧閥）的發展與應用，當時把這一學科稱作工業電子學（IndustrialElectronics）。這一階段的研究工作，主要是集中在整流、逆變和變頻技術的開發上。變流技術的應用領域主要是直流傳動，直流牽引，電化、電冶、中頻、高頻淬火、加熱，高壓直流輸電等。由於直流傳動，直流牽引，電化電冶在變流技術應用中佔有壓倒的優勢，因此，那時將直流傳動、牽引、電化稱作變流行業的三大支柱。其實從變流技術的分類來看，它屬於整流變換，是變流技術的一小部分。

（2）第二階段

第二階段是基於硅整流管、晶閘管的發展與應用，主要是晶閘管。在我國始於20世紀60年代初，電力電子學（PowerElectronics）問世，並取代了工業電子學。由於變流技術的基本理論——整流、逆變、變頻技術的研究，可以説在第一階段已經完成，這已不是第二階段的研究主題。這一階段主要是針對硅整流管、晶閘管取代電子管、離子管以後出現的新問題，（如硅整流管、晶閘管的阻斷電壓不高，通態電流不大，耐受過電壓、過電流衝擊能力不強，應用中稍有異常狀況出現，便會造成器件永久性損壞）開展的應用研究，諸如：觸發電路的研究、器件並聯均流措施的研究、器件串聯均壓措施的研究、器件換相過程中防止開通過電流、關斷過電壓的緩衝（阻尼）電路的研究、變流裝置過電壓保護、過電流保護、過熱保護的研究，以及器件的熱容量與變流系統故障時系統短路電流及快速熔斷器短路容量的保護配合研究等。隨着器件製造水平的不斷提高，變流裝置保護措施的不斷完善，使得硅整流管、晶閘管在變流裝置中的應用技術日趨成熟。

（3）第三階段

第三階段是基於全控型電力半導體器件的發展與應用，是半導體電力變流器向高頻化發展的階段，也是變流裝置的控制方式由移相控制（PhaseshiftControl）向時間比率控制(TimeRatioControl—TRC）發展的階段。時下將採用上述二種控制方式的變流裝置（電源）簡單地稱作相控電源和開關電源的説法是不確切的，這是因為在半導體電力變流器中，承擔功率變換的電力電子器件就是作為無觸點開關來應用的，無論是相控電源還是時間比率控制電源都是工作在開關狀態，因此，稱為移相控制電源和時間比率控制電源的比較確切。