【正文】 ?負(fù)載容量較大 ， 或要求直流電壓脈動(dòng)較小 、 易濾波時(shí)采用 。3個(gè)單相半波整流電路 abcTRu di dVT 2VT 1VT 3a)b)c)d)e)f)u2abcTRudidVT2VT1VT3uaubuc? =0O ? t1? t2? t3uGOudOOuabuacOiVT1uVT1? t? t? t? t? t自然換相點(diǎn)： 當(dāng)把電路中所有的可控元件用不可控元件代替時(shí)，各元件的導(dǎo)電轉(zhuǎn)換點(diǎn)，又稱(chēng)為自然換流點(diǎn)。
。 一周期中 ? 在 wt1~wt2期間， VD1導(dǎo)通， ud=ua ? 在 wt2~wt3期間， VD2導(dǎo)通， ud=ub ? 在 wt3~ wt4期間， VD3導(dǎo)通 ， ud=uc 二極管換相時(shí)刻為 自然換相點(diǎn) ，是各相晶閘管能觸發(fā)導(dǎo)通的最早時(shí)刻 ， 將其作為計(jì)算各晶閘管觸發(fā)角 a的起點(diǎn) ，即 a =0? wt1＝ 30度 。 三相可控整流電路 三相可控整流電路 三相半波可控整流電路 三相橋式全控整流電路 2. 三相半波可控整流電路 a)b)c)d)e)f)u2abcTRudidVT2VT1VT3uaubuc? =0O? t1? t2? t3uGOudOOuabuacOiVT1uVT1? t? t? t? t? t2. 三相半波可控整流電路 電路的特點(diǎn)： ? 變壓器二次側(cè)接成星形得到零線(xiàn)，而一次側(cè)接成三角形避免 3次諧波流入電網(wǎng)。 ? 為了克服此缺點(diǎn)，一般在主電路中直流輸出側(cè)串聯(lián)一個(gè)平波電抗器，用來(lái)減少電流的脈動(dòng)和延長(zhǎng)晶閘管導(dǎo)通的時(shí)間。 22U數(shù)量關(guān)系 移相范圍 ： 0~π/2 REui ?? dd22a rc s i n UE??a )b )REidudidOEud? tIdO? t???3. 反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載 |u2| E 時(shí)，晶閘管承受正電壓，才有導(dǎo)通的可能。 2 . 阻感負(fù)載 TabRLa )u1u2i2VT1VT3VT2VT4udidu2O? tO? tO? tudidi2b )O? tO? tuV T1 , 4O ? tO ? tIdIdIdIdIdiV T2 , 3iV T1 , 4u2過(guò)零變負(fù)時(shí)，由于電感的作用晶閘管 VT1和 VT4中仍流過(guò)電流 id，并不關(guān)斷。 Ti2aVT1VT3idR?u1u2a )bVT2VT4ud? t? t? t000i2udidb )c )d )ud( id)? ?uV T1 , 4 單相橋式全控整流電路 特點(diǎn)： ? VT1和 VT4組成一對(duì)橋臂，在 u2正半周承受電壓 u2，得到觸發(fā)脈沖即導(dǎo)通。 加入續(xù)流二極管后 ，L中的電流通過(guò) VD形成通路 ， 晶閘管自然關(guān)斷 。 b. 減輕晶閘管的負(fù)擔(dān) 。 續(xù)流期間 ud為零 ， ud中不再出現(xiàn)負(fù)的部分 。換言之，在一個(gè)周期內(nèi)，電感儲(chǔ)存的能量等于釋放的能量。即使是電阻性負(fù)載，由于存在諧波電流，最大功率因數(shù)小于 1，為 。 移相范圍 使輸出電壓從最大值到最小值 變化的觸發(fā)延遲角的變化范圍 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 。 ?功率從電網(wǎng)流向負(fù)載、將交流電變換為固定或可調(diào)的直流電稱(chēng)為 “ 整流 ” ，即 AC/DC變換器；反之，功率從負(fù)載流向電網(wǎng)、將直流電變換為交流電稱(chēng)為 “ 有源逆變 ” ，即 DC/AC變換器。 限制電流容量原因之一 IGBT的掣住效應(yīng)和安全區(qū) IGBT的掣住效應(yīng)和安全區(qū) ?正向偏臵安全工作區(qū) 規(guī)范開(kāi)通過(guò)程、通態(tài)工作點(diǎn)最大集電極電流、最大集射極間電壓和最大集電極功耗確定 IGBT在導(dǎo)通工作狀態(tài)的參數(shù)極限 范圍。這種電流失控現(xiàn)象被稱(chēng)為掣住效應(yīng)或自鎖效應(yīng)。集電極峰值電流 ICM為避免掣住效應(yīng)而定義。隨溫度的升高而增大。 ICUTUGEO 特性 動(dòng)態(tài)特性 輸入電壓（ uGE）和集電極電流（ IC）、輸出電壓（ uCE）的關(guān)系 ttt10 %90 %10 %90 %u CEiC00uGEUG EMICMUCEMt fv 1 t fv 2t offtont fi 1 t fi 2t stft dtrU CE ( on )U G EMU G EMICMI CM0ttt10 %90 %10 %90 %u CEiC00uGEUG EMICMUCEMt fv 1 t fv 2t offtont fi 1 t fi 2t stft dtrU CE ( on )U G EMU G EMICMI CM0延遲時(shí)間 td 從驅(qū)動(dòng)電壓 uGE的前沿上升至其幅值 10%時(shí)刻開(kāi)始，到集電極電流 iC上升至其幅值的 10%所需時(shí)間 上升時(shí)間 tr 集電極電流 iC從其幅值 10%上升至 90%所需時(shí)間 開(kāi)通時(shí)間 ton ton=td+tr ttt10 %90 %10 %90 %u CEiC00uGEUG EMICMUCEMt fv 1 t fv 2t offtont fi 1 t fi 2t stft dtrU CE ( on )U G EMU G EMICMI CM0集射電壓 uCE的下降過(guò)程分為 tfv1和 tfv2兩段。集電極電流 IC大小幾乎不隨 uCE而變化，其大小取決于 uGE，正常情況下不會(huì)進(jìn)入擊穿區(qū)。以 N溝道 IGBT為例，柵極施以正電壓時(shí)， MOSFET內(nèi)形成導(dǎo)電溝道，為PNP晶體管提供基極電流， IGBT導(dǎo)通。 中小功率電力電子設(shè)備的主導(dǎo)器件，隨著其電壓和電流容量的不斷升高，有進(jìn)一步取代 GTO的趨勢(shì) 。但當(dāng) UGSUT（ UT為開(kāi)啟電壓或閾值電壓）時(shí)，漏極和源極導(dǎo)電，流過(guò)漏極電流。 功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管 電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管Power MOSFET 顯著優(yōu)點(diǎn)：驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單，驅(qū)動(dòng)功率小，同時(shí)開(kāi)關(guān)速度快（開(kāi)關(guān)時(shí)間 10~100ns），工作頻率可達(dá)１ MHz，不存在二次擊穿問(wèn)題；其缺點(diǎn)是電流容量小，耐壓低，通態(tài)壓降大。 ? 主要區(qū)別：容量足夠（耐壓高、電流大）、開(kāi)關(guān)速度高。數(shù)值低、4~5，主要缺點(diǎn)。在這段時(shí)間里，繼續(xù)從門(mén)極抽出電流，陽(yáng)極電流繼續(xù)減小，直至小于維持電流GTO關(guān)斷。在這段時(shí)間內(nèi)，依靠門(mén)極負(fù)脈沖電壓從門(mén)極抽出電流，晶體管飽和深度變淺，由于 PN結(jié)還處于正向偏臵，陽(yáng)極電流 iA變化很小，門(mén)極電流 iG達(dá)負(fù)的最大值。 工作原理 RNPNPNPAGSKEGIGEAIKIc2Ic1IAV1V2導(dǎo)通： V V2飽和 ?1+?2→1 ， ?1+?21； 關(guān)斷： V V2是不飽和 的， ?1+?21 臨界飽和： ?1+?2＝ 1 晶閘管導(dǎo)通時(shí) ?1+?2＝ GTO 導(dǎo)通時(shí) ?1+?2＝ GTO關(guān)斷過(guò)程：強(qiáng)烈正 反饋 —— 門(mén)極加負(fù)脈沖 即從門(mén)極抽出電流，則 IB2減小，使 IK和 IC2減小， IC2的減小又使 IA和 IC1減 小，又進(jìn)一步減小 V2的 基極電流。 全控型器件 電壓、電流容量高于其它全控型器件，但驅(qū)動(dòng)技術(shù)復(fù)雜、價(jià)位高，使其推廣受到限制。 過(guò)大，門(mén)極局部過(guò)熱 晶閘管的派生器件 快速、逆倒、雙向、光控晶閘管 門(mén)極可關(guān)斷晶閘管 結(jié)構(gòu)與工作原理 動(dòng)態(tài)特性 主要參數(shù) 門(mén)極可關(guān)斷晶閘管 晶閘管由于耐壓高、電流大和相對(duì)較強(qiáng)的過(guò)載能力，在高壓大功率領(lǐng)域?qū)⒗^續(xù)廣泛應(yīng)用。 門(mén)極 恢復(fù)時(shí)間 tgr 晶閘管完全關(guān)斷至恢復(fù)阻斷能力所需時(shí)間。 開(kāi)通過(guò)程 延遲時(shí)間 td 從門(mén)極電流階躍時(shí)刻開(kāi)始，陽(yáng)極電流上升到額定值的10%所需時(shí)間 上升時(shí)間 tr 陽(yáng)極電流從額定值 10%上到 90%所需時(shí)間 開(kāi)通時(shí)間 tgt tgt=td+tr 普通晶閘管的延遲時(shí)間為，上升時(shí)間為 ～3us。在感性負(fù)載電路中，由 于陽(yáng)極電流上升到 IL需要一定的時(shí)間，若門(mén)極信號(hào)持續(xù)時(shí)間低 于此值，晶閘管則不能維持住導(dǎo)通狀態(tài)。 若晶閘管陽(yáng)極電流小于維持電流，則晶閘管進(jìn)入阻斷狀態(tài)。選擇晶閘管時(shí)根 據(jù)有效值相等的原則，在選擇晶閘管定額電流時(shí)，通常需要根 據(jù)電流波形，做平均值與有效值的換算。 正向通態(tài)電壓 指晶閘管通過(guò)額定電流時(shí)陽(yáng)極與陰極間的 電壓降，也稱(chēng)管壓降，該參數(shù)直接反映了器件的通態(tài)損 耗特性。 取正、反向不重復(fù)峰值電壓的 90%作為正、反向重復(fù)峰值電壓。 晶閘管處于反向阻斷狀態(tài)時(shí) ， 只有極小的反向漏電流流過(guò) 。 晶閘管本身的壓降很小，在1V左右。 自鎖 、掣住 4) 要使晶閘管關(guān)斷 ， 只能使晶閘管的電流降到接近于零的某一數(shù)值以下 。 晶閘管的開(kāi)通、關(guān)斷規(guī)律： 1) 承受反向電壓時(shí) ， 不論門(mén)極是否有觸發(fā)電流 ，晶閘管均不導(dǎo)通 。 阻斷狀態(tài) ： IG=0， ?1+?2很小。 反向承受一定電壓，處于阻斷（截止）狀態(tài)。s以下，數(shù)百 ns）的二極管，簡(jiǎn)稱(chēng)快速二極管 。 額定電壓 。 電力二極管 PN結(jié)的工作原理 電力二極管的結(jié)構(gòu)與基本特性 電力二極管的主要參數(shù) 電力二極管的主要類(lèi)型 電力二極管的主要參數(shù) 正向平均電流 IF(AV) 在規(guī)定的管殼溫度和散熱條件下，所允許流過(guò)的最大工頻正弦半波電流的平均值。經(jīng)過(guò)一段短暫的時(shí)間才能重新獲得反向阻斷能力，進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)。 門(mén)檻、閾值電壓 正向電壓大于 UTO，正向電流線(xiàn)性增長(zhǎng)。 PN結(jié)的反向截止?fàn)顟B(tài) 微弱的反向電流 。 4）電力電子器件盡管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，但是自身的功率 損耗通常仍遠(yuǎn)大于信息電子器件，為了保證不至于因 損耗散發(fā)的熱量導(dǎo)致器件溫度過(guò)高而損壞，不僅在器 件封裝上考慮散熱設(shè)計(jì)，而且在其工作時(shí)一般都還需 要設(shè)計(jì)安裝散熱器。其處理電功率的能力一般遠(yuǎn)大于處理信息的電 子器件。模擬、數(shù)字控制 —— 微機(jī)控制 （ 1）一般工業(yè) 冶金工業(yè)中高頻感應(yīng)加熱電源設(shè)備 （ 2） 交通運(yùn)輸 DJ型交流電力傳動(dòng)機(jī)車(chē) 磁懸浮列車(chē) 國(guó)內(nèi)外知名變頻器 西門(mén)子（ Siemens）公司 施奈德公司 富士公司 安圣（華為電氣）變頻器系列 ABB公司 （ 3）電力系統(tǒng) 晶閘管變流裝置 無(wú)功補(bǔ)償裝置 （ 4）電子裝置用電源 開(kāi)關(guān)、 UPS電源 電子裝置用電源 （ 5）家用電器 交流變頻控制器的原理框圖 變頻空調(diào)控制器 直流變頻空調(diào)的電路原理圖 (6)其它 不間斷電源 YJ32雙繞組雙速異步風(fēng)力發(fā)電機(jī) 水泵變頻、風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能 教材的內(nèi)容可分為三大部分 第一部分：電力電子器件 （第 1章 全書(shū)的基礎(chǔ) ) 第二部分：電力電子電路