半導(dǎo)體變流技術(shù)ppt課件(已修改)
2025-05-18 12:43 本頁面
【正文】 第五章 半導(dǎo)體變流技術(shù) ——晶閘管及其基本電路 學習要求 : ? 掌握晶閘管的基本工作原理、特性和主要參數(shù)的含義 ； ? 掌握幾種單相和三相基本可控整流電路的工作原理及特點 ； ?了解晶閘管工作時對觸發(fā)電路的要求和觸發(fā)電路的基本工作原理。 前 言 ?????電力（強）電子學電力半導(dǎo)體器件微（弱）電子學集成電路半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體變流技術(shù)的任務(wù)： 利用電力半導(dǎo)體器件和線路來實現(xiàn)電功率的變換和控制。 電力半導(dǎo)體器件 弱電 強電 ?????????大功率二極管功率晶體管可關(guān)斷晶閘管雙相晶閘管單相晶閘管電力半導(dǎo)體器件 晶閘管 （ Silicon Controlled Rectifier 簡稱 SCR） 是在 60年代發(fā)展起來的一種新型電力半導(dǎo)體器件 ， 晶閘管的出現(xiàn)起到了弱電控制與強電輸出之間的橋梁作用 。 優(yōu)點 ： (1) 用很小的功率 (電流約幾十毫安～一百多毫安 ， 電壓約 2～ 4V)可以控制較大的功率(電流自幾十安～幾千安 ， 電壓自幾百伏～幾千伏 )， 功率放大倍數(shù)可以達到幾十萬倍； (2) 控制靈敏、反應(yīng)快，晶閘管的導(dǎo)通和截止時間都在微秒級； (3) 損耗小 、 效率高 ， 晶閘管本身的壓降很小 (僅 1V左右 )， 總效率可達 %， 而一般機組效率僅為 85%左右； (4) 體積小 、 重量輕 。 缺點： (1) 過載能力弱 ， 在過電流 、 過電壓情況下很容易損杯 ， 要保證其可靠工作 ， 在控制電路中要采取保護措施 ， 在選用時 ， 其電壓 、 電流應(yīng)適當留有余量； (2) 抗干擾能力差 ， 易受沖擊電壓的影響 ， 當外界干擾較強時 ， 容易產(chǎn)生誤動作； (3) 導(dǎo)致電網(wǎng)電壓波形畸變 ， 高次諧波分量增加 ， 干擾周圍的電氣設(shè)備； (4) 控制電路比較復(fù)雜 ， 對維修人員的技術(shù)水平要求高 。 在實踐中 ， 應(yīng)該充分發(fā)揮晶閘管有利的一面 ， 同時采取必要措施消除其不利的一面 。目前 ， 采用晶閘管作為整流放大元件組成的晶閘管控制系統(tǒng) ， 獲得越來越廣泛的應(yīng)用 。 晶閘管 晶閘管是在半導(dǎo)體二極管、三極管之后發(fā)現(xiàn)的一種新型的大功率半導(dǎo)體器件，它是一 種可控制的硅整流元件，亦稱可控硅。 一、晶閘管的結(jié)構(gòu)和符號 晶閘管的外形和結(jié)構(gòu)圖分別如圖所示 ： 其中： A—陽極 ， K—陰極 ， G—控制極 。 結(jié)構(gòu)示意圖 表示符號 4層半導(dǎo)體 (P N P N2)， 3個 PN結(jié) 二、晶閘管的工作原理 實驗電路如圖 （ a） 所示 ， 主電路加上交流電壓 ~u2， 控制極電路接入 Eg， 在 t1 瞬間合上開關(guān) S， 在 t4 瞬間拉開開關(guān) S， 則 u ug和電阻上 RL的電壓 ud的波形關(guān)系如圖 （ b） 所示 。 （ 1） 在 0~t1之間 : 開關(guān) S未合上 ， ug=0， 盡管uAK0， 但 ud=0， 即晶閘管未導(dǎo)通； （ 2 ） 在 t1~t2 之間 : uAK0 ， 由于開關(guān) S合上 ，使 ug0， 而 ， 即晶閘管導(dǎo)通； （ 3）在 t2~t3 之間， uAK0，盡管 ug0，但 ud=0，即晶閘管關(guān)斷； （ 4） 在 t3~t4 之間 ， uAK0， 這時 ug0 ,而 ， 所以 ， 晶閘管又導(dǎo)通； 2uud ? （ 5） 當 t=t4 時 ， ug=0 ， 但 uAK0 ，
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