【正文】 22??????TdfTvtNvtIIKIIII???通態(tài)平均電流 IT的計(jì)算 電流有效值相等原則 dVTf IIk ?25 額定電流 IT=200A的晶閘管 ,工作波形如下圖所示 ,計(jì)算所允許負(fù)載電流 Id為多少 ? 例題 mIvt i d i dvtfffTdTdfIIKKKIIIIK?????m ax26 22s i n4121212121)s i n(2100220mmmmvtItItdtc o nItdtII?????????????????? ?????????????????????????mmmmvtdItc o nIttdIttdITiI2)(2s i n21s i n210020?????? ???422 ?????mmdvtf IIIIKAKKIIffTd 4 0 042 0 0 m ax ???????27 晶閘管的主要參數(shù) ? 維持電流 IH ?—— 使晶閘管維持導(dǎo)通所必需的最小電流。 ? 擎住電流 IL ?—— 晶閘管剛從斷態(tài)轉(zhuǎn)入通態(tài)并移除觸發(fā)信號(hào)后， 能維持導(dǎo)通所需的最小電流。 對同一晶閘管來說，通常 IL約為 IH的 2~4倍。 ? 浪涌電流 ITSM ?—— 指由于電路異常情況引起的并使結(jié)溫超過額定結(jié)溫的不重復(fù)性最大正向過載電流 。 28 例題 例題：型號(hào)為 KP1003的晶閘管，維持電流 IH=4mA，使用下圖電路中是否合理？說明理由。（不考慮電壓、電流裕量） E 100V 50KΩ E 150V 1Ω 220V 10Ω （ a） (b) (c) 解： KP1003 UN=300V。IT=100A。IN=157A； Il=(2~4)4mA=(8~16) mA (a)U=Um=100V＜ 300 V I=100/50000=2mA＜ Ilmin 所以，該電路中晶閘管不能導(dǎo)通。 29 晶閘管的主要參數(shù) 除開通時(shí)間 tgt和關(guān)斷時(shí)間 tq外 ， 還有： 斷態(tài)電壓臨界上升率 du/dt —— 指在額定結(jié)溫和門極開路的情況下 ， 不導(dǎo)致晶閘管從斷態(tài)到通態(tài)轉(zhuǎn)換的外加電壓最大上升率 。 —— 電壓上升率過大 ， 使充電電流足夠大 ， 就會(huì)使晶閘管誤導(dǎo)通 。 通態(tài)電流臨界上升率 di/dt —— 指在規(guī)定條件下 ， 晶閘管能承受而無有害影響的最大通態(tài)電流上升率 。 —— 如果電流上升太快 ， 可能造成局部過熱而使晶閘管損壞 。 3） 動(dòng)態(tài)參數(shù) 30 晶閘管的派生器件 有 快速晶閘管 和 高頻晶閘管 。 開關(guān)時(shí)間以及 du/dt和 di/dt耐量都有明顯改善 。 普通晶閘管關(guān)斷時(shí)間數(shù)百微秒 ， 快速晶閘管數(shù)十微秒 ，高頻晶閘管 10?s左右 。 高頻晶閘管的不足在于其電壓和電流定額都不易做高 。 由于工作頻率較高 ， 不能忽略其開關(guān)損耗的發(fā)熱效應(yīng) 。 1） 快速晶閘管 （ Fast Switching Thyristor—— FST) 31 晶閘管的派生器件 2） 雙向晶閘管 （ Triode AC Switch—— TRIAC或 Bidirectional triode thyristor） 圖 16 雙向晶閘管的電氣圖形符號(hào)和伏安特性 a) 電氣圖形符號(hào) b) 伏安特性 a) b) I O U I G = 0 G T 1 T 2 可認(rèn)為是一對反并聯(lián)聯(lián)接的普通晶閘管的集成。 有兩個(gè)主電極 T1和 T2，一個(gè)門極 G。 在第 Ｉ 和第 III象限有對稱的伏安特性。 觸發(fā)排序 :I+I_Ⅲ _ Ⅲ + 。 32 晶閘管的派生器件 3) 逆導(dǎo)晶閘管 （ Reverse Conducting Thyristor—— RCT） a) K G A b) U O I I G = 0 圖 17 逆導(dǎo)晶閘管的電氣圖形符號(hào)和伏安特性 a) 電氣圖形符號(hào) b) 伏安特性 將晶閘管反并聯(lián)一個(gè)二極管制作在同一管芯上的功率集成器件。 具有正向壓降小、關(guān)斷時(shí)間短、高溫特性好、額定結(jié)溫高等優(yōu)點(diǎn)。 33 晶閘管的派生器件 4) 光控晶閘管 （ Light Triggered Thyristor—— LTT） A G K a) AK 光強(qiáng)度 強(qiáng) 弱 b) O U I A 圖 18 光控晶閘管的電氣圖形符號(hào)和伏安特性 a) 電氣圖形符號(hào) b) 伏安特性 又稱光觸發(fā)晶閘管，是利用一定波長的光照信號(hào)觸發(fā)導(dǎo)通的晶閘管。 光觸發(fā)保證了主電路與控制電路之間的絕緣，且可避免電磁干擾的影響。 因此目前在高壓大功率的場合。 34 晶閘管的串聯(lián) 晶閘管的并聯(lián) 35 晶閘管的串聯(lián) 問題 ：理想串聯(lián)希望器件分壓相等 ， 但因特性差異 ， 使器件電壓分配不均勻 。 靜態(tài)不均壓 ：串聯(lián)的器件流過的漏電流相同 ， 但因靜態(tài)伏安特性的分散性 ， 各器件分壓不等 。 動(dòng)態(tài)不均壓 ：由于器件動(dòng)態(tài)參數(shù)和特性的差異造成的不均壓。 目的 ：當(dāng)晶閘管額定電壓小于要求時(shí) ， 可以串聯(lián) 。 36 晶閘管的串聯(lián) 靜態(tài)均壓措施 ： 選用參數(shù)和特性盡量一致的器件 。 采用電阻均壓 ， Rp的阻值應(yīng)比器件阻斷時(shí)的正 、 反向電阻小得多 。 b) a) R C R C VT 1 VT 2 R P R P I O U U T1 I R U T2 VT 1 VT 2 圖 141 晶閘管的串聯(lián) a) 伏安特性差異 b) 串聯(lián)均壓措施 動(dòng)態(tài)均壓措施 ： 選擇動(dòng)態(tài)參數(shù)和特性盡量一致的器件 。 用 RC并聯(lián)支路作動(dòng)態(tài)均壓 。 采用門極強(qiáng)脈沖觸發(fā)可以顯著減小器件開通時(shí)間的差異 。 37 晶閘管的并聯(lián) 問題 ：會(huì)分別因靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性參數(shù)的差異而電流分配不均勻 。 均流措施 ： 挑選特性參數(shù)盡量一致的器件 。 采用均流電抗器 。 用門極強(qiáng)脈沖觸發(fā)也有助于動(dòng)態(tài)均流 。 當(dāng)需要同時(shí)串聯(lián)和并聯(lián)晶閘管時(shí) ， 通常采用先串后并的方法聯(lián)接 。 目的 ：多個(gè)器件并聯(lián)來承擔(dān)較大的電流 38 整流電路 引言 整流電路的分類 ： 按組成的器件可分為 不可控 、 半控 、 全控 三種。 按電路結(jié)構(gòu)可分為 橋式電路 和 零式電路 。 按交流輸入相數(shù)分為 單相電路 和 多相電路 。 按變壓器二次側(cè)電流的方向是單向或雙向，又分為單拍電路 和 雙拍電路 。 整流電路 ： 出現(xiàn)最早的電力電子電路，將交流電變?yōu)橹绷麟姟? 39 單相可控整流電路 電阻負(fù)載 電阻電感負(fù)載 帶續(xù)流二極管的 電阻電感負(fù)載 40 單相半波可控整流電路 圖 19 單相半波可控整流電路及波形 帶電阻負(fù)載的工作情況 變壓器 T起變換電壓和電氣隔離的作用 。 電阻負(fù)載的特點(diǎn) ：電壓與電流成正比 ， 兩者波形相同 。 ? ? ? ? t T VT R 0 a) u 1 u 2 u VT u d i d ? t 1 ? 2 ? t t t u 2 u g u d u VT ? q 0 b) c) d) e) 0 0 單相半波可控整流電路 (Single Phase Half Wave Controlled Rectifier) 41 單相半波可控整流電路 VT的 ? 移相范圍為 180? 通過控制觸發(fā)脈沖的相位來控制直流輸出電壓大小的方式稱為 相位控制方式 ， 簡稱 相控方式 。 首先 ， 引入兩個(gè)重要的基本概念： 觸發(fā)延遲角 ：從晶閘管開始承受正向陽極電壓起到施加觸發(fā)脈沖止的電角度 ,用 ?表示 ,也稱 觸發(fā)角 或 控制角 。 導(dǎo)通角 ：晶閘管在一個(gè)電源周期中處于通態(tài)的電角度，用 θ表示 。 基本數(shù)量關(guān)系 直流輸出電壓平均值為 ? ????? ?? ?????? 2c o )c o s1(22)(s i n22 1 222 UUttdUU d (11) 42 單相半波可控整流電路 帶阻感負(fù)載的工作情況 圖 110 帶阻感負(fù)載的 單相半波電路及其波形 阻感負(fù)載的特點(diǎn) ：電感對電流變化有抗拒作用 ，使得流過電感的電流不發(fā)生突變 。 ? t t ? ? t ? t ? u 2 0 ? t 1 ? 2 ? t u g 0 u d 0 i d 0 u VT 0 q ? b) c) d) e) f) + + 43 單相半波可控整流電路 續(xù)流二極管 u 2 u d i d u VT i VT I d I d ? t 1 ? t ? t ? t ? t ? t ? t O O O O O O ? ? ? + ? b) c) d) e) f) g) i VD R a) 圖 112 單相半波帶阻感負(fù)載 有續(xù)流二極管的電路及波形 當(dāng) u2過零變負(fù)時(shí) ， VDR導(dǎo)通 ，ud為零 ， VT承受反壓關(guān)斷 。 L儲(chǔ)存的能量保證了電流 id在LRVDR回路中流通 ， 此過程通常稱為 續(xù)流 。 數(shù)量關(guān)系 (id近似恒為 Id） dd V T 2 II ??? ??（ 12） d2dVT 2)(21 ItdII?????????? ? （ 13） dd V D R II ??? 2?? （ 14） d2 2dVD 2)(21R ItdII ??????????? ? ?（ 15） 44 單相半波可控整流電路 VT的 ? 移相范圍為 180?。 簡單 ， 但輸出脈動(dòng)大 ， 變壓器二次側(cè)電流中含直流分量 ， 造成