半控型器件晶閘管ppt課件(已修改)
2025-05-18 12:50 本頁面
【正文】 太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系 2022/6/3 電力電子技術(shù) 太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系 2022/6/3 電力電子技術(shù) ? 晶閘管 （ Thyristor） ：晶體閘流管 ， 可控硅整流器（ Silicon Controlled Rectifier—— SCR） ? 1956年美國貝爾實(shí)驗(yàn)室 （ Bell Lab） 發(fā)明了晶閘管 ? 1957年美國通用電氣公司 （ GE） 開發(fā)出第一只晶閘管產(chǎn)品 ? 1958年商業(yè)化 ? 開辟了電力電子技術(shù)迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用的嶄新時(shí)代 ? 20世紀(jì) 80年代以來 ， 開始被性能更好的全控型器件取代 ? 能承受的電壓和電流容量最高 ， 工作可靠 ， 在大容量的場(chǎng)合具有重要地位 ? 晶閘管往往專指晶閘管的一種基本類型 —— 普通晶閘管 ，廣義上講 ， 晶閘管還包括其許多類型的派生器件 太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系 2022/6/3 電力電子技術(shù) 太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系 2022/6/3 電力電子技術(shù) 晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理 ?外形有螺栓型和平板型兩種封裝 ?引出陽極 A、 陰極 K和門極 （ 控制端 ） G三個(gè)聯(lián)接端 ?對(duì)于螺栓型封裝 ， 通常螺栓是其陽極 ， 能與散熱器緊密聯(lián)接且安裝方便 ?平板型封裝的晶閘管可由兩個(gè)散熱器將其夾在中間 太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系 2022/6/3 電力電子技術(shù) 晶閘管的外形 小電流塑封式 小電流螺旋式 大電流螺旋式 大電流平板式 圖形符號(hào) 太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系 2022/6/3 電力電子技術(shù) 晶閘管的外形、結(jié)構(gòu)和電氣圖形符號(hào) a) 外形 b) 結(jié)構(gòu) c) 電氣圖形符號(hào) A A G G K K b) c) a) A G K K G A P 1 N 1 P 2 N 2 J 1 J 2 J 3 太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系 2022/6/3 電力電子技術(shù) 普通晶閘管系列 太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系 2022/6/3 電力電子技術(shù) 晶閘管如何導(dǎo)通呢？ 實(shí)驗(yàn)電路： 試驗(yàn)項(xiàng)目： AK端加正向電壓EA GK端加正向電壓EG GK端所加正向電壓 EG AK端加反向電壓 EA 太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系 2022/6/3 電力電子技術(shù) 試驗(yàn)結(jié)論： ?導(dǎo)通條件：在 AK端承受正向電壓 ， GK端也承受正向電壓時(shí) ， 晶閘管導(dǎo)通 ， 而且晶閘管一旦導(dǎo)通 ， 門極就失去了控制作用 ， 不論門極電壓是正還是負(fù) ， 晶閘管保持導(dǎo)通 。 所以 ， 在實(shí)驗(yàn)中 ， 我們發(fā)現(xiàn) ， 門極控制信號(hào)只需要一個(gè)脈沖即可 。 ?關(guān)斷條件：如果在晶閘管導(dǎo)通后 ， AK端一直承受正向電壓 ， 則晶閘管持續(xù)導(dǎo)通 ， 只有降低 AK端正向電壓 ， 使通過晶閘管的電流降到一定數(shù)值以下 ， 或去掉AK端的正向電壓 ， 或給 AK端施加反向電壓 ， 晶閘管才會(huì)關(guān)斷 。 太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系 2022/6/3 電力電子技術(shù) RN P NP N PAGSKEGIGEAIKIc2Ic1IAV1V2P1AGKN1P2P2N1N2a) b)圖 17 晶閘管的雙晶體管模型及其工作原理 a) 雙晶體管模型 b) 工作原理 太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系 2022/6/3 電力電子技術(shù) Ic1=?1 IA + ICBO1 （ 11） Ic2=?2 IK + ICBO2 （ 12） IK=IA+IG （ 13） IA=Ic1+Ic2 （ 14） ? 式中 ?1和 ?2分別是晶體管 V1和 V2的共基極電流增益；ICBO1和 ICBO2分別是 V1和 V2的共基極漏電流 。 由以上式 （ 11） ~（ 14） 可得： （ 15） 太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系 2022/6/3 電力電子技術(shù) ? 晶體管的特性是：在低發(fā)射極電流下 ? 是很小的 ， 而當(dāng)發(fā)射極電流建立起來之后 ， ? 迅速增大 。 ? 阻斷狀態(tài)： IG=0， ?1+?2很小 。 所以 IA= ?2 IG+ ICBO1+ ICBO2= ICBO1+ ICBO2， 流過晶閘管的漏電流稍大于兩個(gè)晶體管漏電流之和 。 ? 開通時(shí) （ 門極觸發(fā) ） ：注入觸發(fā)電流使晶體管的發(fā)射極電流增大以致 ?1+?2趨近于 1的話 ， 流過晶閘管的電流 IA（ 陽極電流 ） 將趨近于無窮大 ， 實(shí)現(xiàn)飽和導(dǎo)通 。IA實(shí)際由外電路決定 。 太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系 2022/6/3 電力電子技術(shù) ? 晶閘管的異常觸發(fā)情況： ?陽極電壓升高至相當(dāng)高的數(shù)值造成雪崩效應(yīng) ?陽極電壓上升率 du/dt過高 ?結(jié)溫較高 ?光直接照射硅片 ， 即光觸發(fā) – 光觸發(fā)可以保證控制電路與主電路之間的良好絕緣而應(yīng)用于高壓電力設(shè)備中 ， 其它都因不易控制而難以應(yīng)用于實(shí)踐 ， 稱為光控晶閘管 （ Light Triggered Thyristor——LTT） 。 ? 只有門極觸發(fā) （ 包括光觸發(fā) ） 是最精確 、 迅速而可靠的控制手段 太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系 2022/6/3 電力電子技術(shù) 晶閘管的基本特性
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