パワーモジュールまたはソリッドステートモジュールとは何ですか？
前書き：
一般的に、電源モジュールは主に電源コンポーネントで構成されるデバイスを指します（SCRなど、トライアック、MOSFET、IGBT）。厳密に言えば、パワーモジュールはソリッドステートモジュールを指し、ソリッドステートリレーと区別します。ソリッドステートリレーの主な機能は電子スイッチであり、ソリッドステートモジュール負荷電力と電圧調整を調整するために使用されます。
この記事では、パワーモジュールとは何ですか？電源モジュールの構造は何ですか？電源モジュールの種類は何ですか？電源モジュールはどのように機能しますか？電源モジュールの選択方法は？
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内容
1.電源モジュールとは |
2.電源モジュールの仕組み |
3.電源モジュールの選択方法 |
1.電源モジュールとは
パワーモジュール（PM）は、電子パワーモジュール、またはソリッドステートパワーモジュールとも呼ばれ、パワーエレクトロニクスコンポーネントをカプセル化するモジュールです特定の機能に応じて、ソリッドステート構造への組み合わせ。内部集積回路（IC）を介して、パワーモジュールのCAN出力電力と調整力を負荷。主な機能に従って、ソリッドステートモジュールをソリッドステート電圧調整モジュールとソリッドステート整流モジュールに分割します。
1.1ソリッドステート電圧調整モジュール
ソリッドステート電圧調整モジュール（ソリッドステート電源電圧調整モジュール、ソリッドステート電源調整モジュール、ソリッドステート電圧調整モジュール、ソリッドステート電源電圧調整モジュールとも呼ばれます）は、電圧または電源の調整に使用されます交流負荷。一般的に、ソリッドステート電圧調整モジュールは、同期トランス、電力出力回路を統合しています、位相シフト回路、検出回路、および負荷を直接接続して制御できます。固体電圧レギュレータモジュールは、科学研究、実験、検出、断熱、ソフトスタートなどのさまざまな分野で広く使用されています。
ソリッドステート位相シフトモジュール（またはソリッドステート位相シフトモジュール）は電圧調整モジュールの一種ですが、位相シフト信号のみを出力でき、負荷に直接接続することはできません。一般に、電圧調整機能を実現するには、一連のソリッドステートリレー（または電力サイリスタ回路）と同期トランスが必要です。
フェーズに応じて、ソリッドステート電圧調整モジュールは、単相ソリッドステート電圧調整器モジュール、三相ソリッドステート電圧調整器モジュールに分けることができます。
ループが閉じているかどうかに応じて、ソリッドステート電圧調整モジュールは、閉ループ型と開ループ型（非閉ループ型）に分けることができます
強電流部分と弱電流部分が分離されているかどうかに応じて、ソリッドステート電圧調整モジュールは、完全分離タイプと非完全分離タイプに分けることができます。
制御された負荷（チャネル）の数に応じて、ソリッドステート位相シフトモジュールは、シングルチャネルソリッドステート位相シフトモジュール（またはシングルフェーズソリッドステート位相シフトモジュール）、デュアルチャネルソリッド-状態位相シフトモジュール、3チャネルソリッドステート位相シフトモジュール（または3相ソリッドステート位相シフトモジュール）。
外部電力出力装置によると、ソリッドステート位相シフトモジュールは、外部ソリッドステートリレータイプの位相シフトモジュールと、外部サイリスタ電力回路タイプの位相シフトモジュールに分けることができます。
1.2ソリッドステート整流モジュール
ソリッドステート整流モジュール（またはソリッドステート整流器モジュール）は、電源コンポーネント（パワーダイオード、パワーサイリスタ、整流器ブリッジなど）を使用して、交流（AC）をパルス直流（パルスDC）または整流交流（その方向（正と負）は変化しませんが、大きさは時間とともに変化します。さらに、半導体ダイオードと整流器シリコンは制御不可能なデバイスであり、半導体制御整流器と単方向サイリスタは制御可能なデバイスです。ソリッドステート整流モジュールは、DCなどのさまざまな分野で広く使用されています 電源 計器、PWMインバータの入力整流電源、DCモーターの励起電源、スイッチング電源の入力整流システム、ソフトスタートコンデンサ充電システム、電気駆動および補助電流、インバータ溶接機、 DC電源充電システム。
位相に応じて、ソリッドステート整流器リレーは、単相ソリッドステート整流器リレー、三相ソリッドステート整流器リレーに分割できます。
フェーズに応じて、ソリッドステートブリッジ整流器は、単相ソリッドステートブリッジ整流器、三相ソリッドステートブリッジ整流器に分けることができます。
整流器シリコン（またはダイオード）の量に応じて、ソリッドステート整流器モジュールは、半波整流器モジュール、全波整流器モジュール（半ブリッジ整流器モジュール）、および全ブリッジ整流器モジュールに分割できます。半波整流器モジュールには整流器シリコン（またはダイオード）が1つだけ、全波整流器モジュール（半ブリッジ整流器モジュール）には整流器シリコン（またはダイオード）が2つ、全ブリッジ整流器モジュールには整流器シリコン（またはダイオード）が4つ（またはダイオード）。全波整流器モジュールは、全波整流器モジュールと同様の機能を備えていますが、全波型のコストは全波型よりも高く、変圧器の要件は全波型よりも低くなっています。
強電流部分と弱電流部分が分離されているかどうかに応じて、ソリッドステート整流器モジュールは完全に分離されたものと完全に分離されていないものに分けることができます。
ダイオードとサイリスタの構成に従って、ソリッドステート整流器モジュールは、非制御整流器モジュール、完全制御整流器モジュール、および半制御整流器モジュールに分けることができます。非制御整流器モジュールの出力コンポーネントは、完全に整流器ダイオードで構成されています。完全に制御された整流器モジュールの出力コンポーネントは、サイリスタで構成されています。半制御整流の出力コンポーネントは、ダイオードとサイリスタで構成されています。
2.電源モジュールの仕組み
2.1ソリッドステート電圧調整モジュールの動作原理
MGR-DTシリーズをご覧ください例として単相電圧調整モジュール。MGR-DTシリーズは、同期トランス、位相検出回路、位相シフトトリガー回路、サイリスタ出力回路で構成されています。MGR-DTは、2つの制御モード（自動制御と手動制御）、および4つの制御信号（0-5VDC、0-10VDC、1-5VDC、4-20mA）を受け入れます。自動モード、つまり制御信号ソリッドステート電圧レギュレータに適用されるのは、PLCまたはコンピューターシステムによって生成されます。手動制御モード、つまり0-5VDC制御信号は、ポテンショメータを手動で制御することにより生成されます 5VDC内部電源の下。
MGR-DTシリーズの配線：
ポート1および2は、ソリッドステート電圧レギュレータモジュールの電力出力ポートです。負荷と電源は、電圧レギュレータモジュールの出力ポートに直接接続できます。なぜなら誘導負荷の電圧と電流同期されておらず、電源投入および電源切断プロセス中に充電および放電されるため、純粋な抵抗負荷を使用します デフォルトで作業プロセスを説明します。
ポート1および2は、ソリッドステート電圧レギュレータモジュールの電力出力ポートです。負荷と電源は、電圧レギュレータモジュールの出力ポートに直接接続できます。なぜなら誘導負荷の電圧と電流同期されておらず、電源投入および電源切断プロセス中に充電および放電されるため、純粋な抵抗負荷を使用します デフォルトで作業プロセスを説明します。
ポート3および4は、ソリッドステート電圧レギュレータモジュールの内蔵同期トランスに接続されています。同期トランスの役割は、モジュールのサイリスタに電源のAC電圧と同期した信号を提供し、出力遅延や電圧エラーを引き起こすことなく負荷電圧を正確に調整できるようにすることです。CON1およびCON2は自動制御信号の入力ポートです。+ 5Vは、ポテンショメータに供給するために使用され、ポテンショメータの高電位側に接続される、ソリッドステート電圧レギュレータモジュール内で生成される電力です。COMは共通端末です、COMポートは自動制御モードが選択されている場合は接地され、手動制御モードが選択されている場合はポテンショメーターの低電位側に接続されます。
MGR-DTシリーズの作業プロセス：
電圧レギュレータモジュールの動作原理を説明する前に、交流（AC）の電圧が0からピークまで周期的に変化することを知る必要があります。そして、負荷に作用するのは瞬間的な電圧ではなく、DC電圧と熱力学的に等価な実効AC電圧です。サイクルでAC電圧が動作する時間を変更することにより、その実効電圧値を変更することができます。サイリスタは制御可能なコンポーネントであり、制御電極（ゲート）に印加される信号を調整することで伝導能力を調整できるため、通常は電圧調整にサイリスタを使用します。この能力は、AC電圧曲線の伝導角αで表すことができます。さらに、制御角θと呼ばれるαに対応する量があり、
電圧レギュレータモジュールの動作原理を説明する前に、交流（AC）の電圧が0からピークまで周期的に変化することを知る必要があります。そして、負荷に作用するのは瞬間的な電圧ではなく、DC電圧と熱力学的に等価な実効AC電圧です。サイクルでAC電圧が動作する時間を変更することにより、その実効電圧値を変更することができます。サイリスタは制御可能なコンポーネントであり、制御電極（ゲート）に印加される信号を調整することで伝導能力を調整できるため、通常は電圧調整にサイリスタを使用します。この能力は、AC電圧曲線の伝導角αで表すことができます。さらに、制御角θと呼ばれるαに対応する量があり、
制御信号としてCON0-5VDCを選択すると、制御電圧が0から5VDCに上昇します。単方向サイリスタ（SCR）の開始電圧（トリガー電圧）は0.8VDCであるため、電圧が0.8VDC未満の場合、サイリスタはオフになります。つまり、ソリッドステート電圧調整モジュールは機能しません。電圧が0.8VDCに達すると、トランジスタは動作し始めますが、その導通角αは180°であるため、この時点では電圧調整モジュールは電力を出力しません。電圧を0.8から5VDCに調整すると、導通角αは180°から0°にスムーズに調整されます。このとき、出力電圧の実効値は0から電力グリッドの最大値まで調整されます。ただし、サイリスタの飽和電圧は4.6VDCであるため、電圧が4.6VDCに達すると、
2.2ソリッドステート整流モジュールの動作原理
MHFシリーズを取る例として、単相完全制御整流器モジュール。MHFシリーズ整流器モジュールには、4つの単方向サイリスタ（SCR）、VT1、VT2、VT3、VT4が含まれています。また、VT1とVT4はブリッジアームのペアを構成し、VT2とVT3はブリッジアームの別のペアを構成します。2組のブリッジアームがフルブリッジ整流器を形成します。入力電圧Uが正の半サイクルにある場合、電流の方向はVT1-R-VT4です。入力電圧Uが負の半サイクルにある場合、電流の方向はVT2-R-VT3です。
整流機能に加えて、単方向サイリスタの制御極（ゲート）に制御信号を適用できます。サイリスタの導通角αを調整することにより、サイリスタの出力波形と出力電圧値を変更できます。これは、電圧調整モジュールの位相シフトプロセスに似ています。
3.電源モジュールの選択方法
3.1電圧レギュレータ
3.1.1単相
標準ポテンショメータタイプ：MGR-Rシリーズ
産業用ポテンショメータタイプ：MGR-HVRシリーズ
アナログ信号/連続電圧タイプ：MGR-1VDシリーズ
デジタル信号/パルス電圧タイプ：MGR_DVシリーズ
外部トランスタイプ：MGR-EUVシリーズ
標準ポテンショメータタイプ：MGR-Rシリーズ
産業用ポテンショメータタイプ：MGR-HVRシリーズ
アナログ信号/連続電圧タイプ：MGR-1VDシリーズ
デジタル信号/パルス電圧タイプ：MGR_DVシリーズ
外部トランスタイプ：MGR-EUVシリーズ
3.2電圧調整モジュール
3.3位相シフトモジュール
3.4ソリッドステート整流器リレー
3.5ソリッドステートブリッジ整流器
3.6ソリッドステート整流器モジュール
3.6.2固体サイリスタ/ダイオード整流器モジュール
固体サイリスタ整流器モジュール：MTC、MTA、MTK、MTXシリーズ
ソリッドステートダイオード整流器モジュール：MDC、MDA、MDK、MDXシリーズ
ソリッドステートハイブリッド整流器モジュール：MFC、MFA、MFK、MFXシリーズ
固体サイリスタ整流器モジュール：MTC、MTA、MTK、MTXシリーズ
ソリッドステートダイオード整流器モジュール：MDC、MDA、MDK、MDXシリーズ
ソリッドステートハイブリッド整流器モジュール：MFC、MFA、MFK、MFXシリーズ
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