使用賽米控專門開發(fā)的可控硅模塊，可以開發(fā)出滿足這種要求的、性價比很高的、超緊湊的軟起動器。

圖1  賽米控SEMISTART系列軟啟動器專用可控硅模塊

西門子自動化與驅動分部（A&D）選擇半導體制造商賽米控為其新一代軟起動器Sirius開發(fā)合適的可控硅模塊。開發(fā)的結果是反并聯(lián)可控硅模塊SEMiSTART：由于采用了雙面芯片冷卻，該模塊熱阻只有常規(guī)模塊的一半，并且結構非常緊湊。良好的冷卻性能意味著該模塊能在短時間內(nèi)承受更大的過載電流。此外，新模塊采用壓接技術，從而保證了高度的可靠性。

基于半導體的軟起動器

軟起動器用來在異步電動機的起動階段調(diào)節(jié)電機的供電電壓。

兩個反并聯(lián)可控硅以串連的方式連接在電機繞組和電源之間。在加速至正常轉速（斜坡啟動）的過程中，通過相控的方式對電機繞組電壓進行控制。通過控制可控硅的導通角，來控制電機的起動轉矩和起動電流。通過軟起動器還可以控制起動時間。

流經(jīng)半導體的電流會使其產(chǎn)生功耗，該功耗會使半導體的溫度升高，因此必須對其進行冷卻。為了避免起動加速過程結束后半導體依舊消耗功率，我們采用一個機械開關進行旁路。由于不用切換大負載，所以旁路開關可以相對較小。

對半導體的要求

當用于軟起動裝置時，半導體必須能極好地承受相當大的芯片溫度變化并且必須表現(xiàn)出很好的負載循環(huán)能力。如果這些條件都得到滿足，軟起動裝置使用壽命就會很長。另外，軟啟動器的緊湊性和性價比也是非常關鍵的。

然而，即使用了軟起動器，系統(tǒng)在起動階段的起動電流仍是額定電流的幾倍（3-5倍）。在大規(guī)模系統(tǒng)中，起動電流的峰值常達幾千安培。因此，在起動階段半導體必須能夠承受這么大的起動電流。然而，與此同時，軟起動器必須優(yōu)化成本且結構盡可能的緊湊。正因為如此，所使用的半導體（包括散熱器）的體積必須盡可能的小。

因此，出于成本的考慮，實際使用的可控硅器件的額定電流遠小于起動時的大電流。這就是為什么可控硅芯片會在起動階段，這樣一個短時間內(nèi)，會大幅升溫，如從TStart=40°C到TRamp-up=130°C，導致芯片產(chǎn)生90°C的溫差。如果一個系統(tǒng)每小時切換3次，每天8小時，一年365天，那么10年后總的負載變化次數(shù)將達到87,600次。

即使是在負載變化次數(shù)非常多的情況下，這些可控硅必須能夠反復承受起動階段的過載電流長達十年。

可靠的軟起動控制

SEMiSTART模塊由兩個連接在散熱器之間的反并聯(lián)可控硅組成。SEMiSTART模塊散熱器的尺寸根據(jù)芯片尺寸和為用于特定應用的緊湊型軟起動器進行了優(yōu)化。

圖2    基于壓接技術的可控硅模塊保證高度的可靠性

散熱器同時也作為電氣連接器。所使用的芯片連接方法是基于壓接技術的。在SEMiSTART模塊中，兩個反并聯(lián)連接的可控硅芯片被壓置在兩個散熱器之間。這種裝配和連接方式不包含焊接層，這就是為什么SEMiSTART模塊具有非常好的負載循環(huán)能力且使用壽命長的原因。

可控硅芯片和散熱器之間的總的熱阻遠小于其他常規(guī)器件。由于芯片是壓置在兩個散熱器之間，雙面冷卻，因此熱阻非常小?；谶@個原因，與常規(guī)模塊相比，模塊的尺寸可以更小。

SEMiSTART模塊的另一個優(yōu)點是安裝便利。事實上，該模塊根本不需要安裝夾具或導熱硅脂。

表1    SEMiSTART模塊系列產(chǎn)品概覽

新一代模塊化控制設備

來自著名Sirius產(chǎn)品線的兩款全新的緊湊型軟起動器在三相感應電機起動階段提供負載和供電保護。

圖3    新一代緊湊型Sirius軟起動器

新Sirius3RW40軟起動器用于具有簡單或更多需求的標準應用中，取代這些應用中所用的星-三角起動器。

這種兩相控制的軟起動器用于切換輸出功率在75kW至250kW（400V）的電機。其特點是兩相控制和特制的可控硅模塊SEMiSTART。結果產(chǎn)生了一種價格極具吸引力的超緊湊型軟起動器。Sirius軟起動器的寬度只有星-三角起動器的三分之一。這意味著如果使用Sirius軟起動器，您的控制柜將有更多的空間。

新Sirius3RW44軟起動器還提供額外的獨特功能，用于輸出功率高達710kW（400V，標準連接）電機在非?？量虠l件下的起動。對于輸出功率高達1200kW（40V）的電機，也是適用的。Sirius3RW44的特點在于使用了帶三相控制的SEMiSTART模塊。

這兩款來自模塊化Sirius系列的新型軟起動器的特點在于采用了基于SEMiSTART可控硅模塊的先進功率半導體技術，使它們成為任何軟起動應用的最佳解決方案。

新Sirius系列軟起動器是在賽米控模塊開發(fā)工程師和西門子自動化與驅動（A&D）器件開發(fā)工程師的密切合作和協(xié)調(diào)下設計的，從而產(chǎn)生了一個符合成本效益且高度強大的軟起動器系列產(chǎn)品。這些軟起動器中所使用的全新的SEMiSTART模塊都有著出色的過載能力。