【正文】 控整流電路 若無續(xù)流二極管 ， 則當 a 突然增大至 180?或觸發(fā)脈沖丟失時 ， 會發(fā)生一個晶閘管持續(xù)導通而兩個二極管輪流導通的情況 ， 這使 ud成為正弦半波 ， 其平均值保持恒定 ， 稱為 失控 。 在 u2負半周觸發(fā)角 a時刻觸發(fā)VT3， VT3導通 ， u2經(jīng) VT3和VD2向負載供電 。 如此即成為 單相橋式半控整流電路 （先不考慮VDR）。 單相全波只用 2個晶閘管 ， 比單相全控橋少 2個 ， 相應地 ， 門極驅(qū)動電路也少 2個；但是晶閘管承受的最大電壓是單相全控橋的 2倍 。 圖 116 單相橋式全控整流電路帶反電動勢負載串平波電抗器，電流連續(xù)的臨界情況 t ? ? O u d 0 E i d t ? ? ? q = ? 54 單相全控橋式整流電路 單相全波可控整流電路（ Single Phase Full Wave Controlled Rectifier)，又稱單相雙半波可控整流電路。這樣，相當于 觸發(fā)角被推遲為 ?。 在 a 角相同時，整流輸出電壓比電阻負載時大。 晶閘管導通角 θ與 a無關 ， 均為 180?。 u2過零變負時 ， 晶閘管 VT1和 VT4并不關斷 。 電路結(jié)構 單相橋式全控整流電路 (Single Phase Bridge Contrelled Rectifier) 47 單相全控橋式整流電路 數(shù)量關系 ? ????? ?? ?????? 2c o o s122)(ds i n21 222d UUttUU（ 16） a 角的移相范圍為 180?。 實際上很少應用此種電路 。 ? 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 單相半波帶阻感負載 有續(xù)流二極管的電路及波形 當 u2過零變負時 ， VDR導通 ，ud為零 ， VT承受反壓關斷 。 ? ? ? ? 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 。 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 。 目的 ：多個器件并聯(lián)來承擔較大的電流 38 整流電路 均流措施 ： 挑選特性參數(shù)盡量一致的器件 。 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 動態(tài)均壓措施 ： 選擇動態(tài)參數(shù)和特性盡量一致的器件 。 動態(tài)不均壓 ：由于器件動態(tài)參數(shù)和特性的差異造成的不均壓。 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。 觸發(fā)排序 :I+I_Ⅲ _ Ⅲ + 。 由于工作頻率較高 ， 不能忽略其開關損耗的發(fā)熱效應 。 3） 動態(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 。 29 晶閘管的主要參數(shù) 除開通時間 tgt和關斷時間 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 。 28 例題 例題：型號為 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。 2） 電流定額 vti tI m ?sinvti23 晶閘管的主要參數(shù) 通態(tài)平均電流 IT的計算 22s i n4121212121)s i n(2100220mmmmNItItdtc o nItdtII?????????????????? ?????????????????????????mmmmvtTItc o nIttdIttdITiI?????? ???0020)(2s i n21s i n2124 晶閘管的主要參數(shù) TNmmTNIIIIII22??????TdfTvtNvtIIKIIII???通態(tài)平均電流 IT的計算 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 ,計算所允許負載電流 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 ?—— 使晶閘管維持導通所必需的最小電流。 選用時 ， 一般取額定電壓為正常工作時晶閘管所承受峰值電壓 2~3倍 。 圖 14 晶閘管的伏安特性 IG2IG1IG 正向 導通 雪崩 擊穿 O + U A U A I A I A I H I G2 I G1 I G = 0 U bo U DSM U DRM U RRM U RSM （ 2） 反向特性 20 晶閘管的基本特性 1) 開通過程 延遲時間 td (~?s) 上升時間 tr (~3?s) 開通時間 tgt以上兩者之和 ， tgt=td+ tr （ 16） 100% 90% 10% u AK t t O 0 t d t r t rr t gr U RRM I RM i A 2) 關斷過程 反向阻斷恢復時間 trr 正向阻斷恢復時間 tgr 關斷時間 tq以上兩者之和tq=trr+tgr （ 17) 普通晶閘管的關斷時間約幾百微秒 2） 動態(tài)特性 圖 15 晶閘管的開通和關斷過程波形 21 晶閘管的主要參數(shù) 斷態(tài)重復峰值電壓 UDRM —— 在門極斷路而結(jié)溫為額定值時 ， 允許重復加在器件上的正向峰值電壓 。 晶閘管本身的壓降很小 ，在 1V左右 。 要使晶閘管關斷 ， 只能使晶閘管的電流降到接近于零的某一數(shù)值以下并承受反壓 。 只有門極觸發(fā)是最精確 、 迅速而可靠的控制手段 。 流過晶閘管的漏電流稍大于兩個晶體管漏電流之和 。 平板型晶閘管可由兩個散熱器將其夾在中間 。 能承受的電壓和電流容量最高 ， 工作可靠 ， 在大容量的場合具有重要地位 。 1957年美國通用電氣公司開發(fā)出第一只晶閘管產(chǎn)品 。 三 電力電子器件的分類 按照器件能夠被控制的程度，分為以下三類： 9 電流驅(qū)動型 —— 通過從控制端注入或者抽出電流來實現(xiàn)導通或者 關斷的控制。 主要損耗 通態(tài)損耗 斷態(tài)損耗 開關損耗 關斷損耗 開通損耗 一 電力電子器件的概念和特征 電力電子器件的損耗 7 電力電子系統(tǒng) ：由 控制電路 、 驅(qū)動電路 、 保護電路 和以電力電子器件為核心的 主電路 組成。 電力電子器件往往需要由信息電子電路來控制。 第 1章 引言 3 一 電力電子器件的概念和特征 二 應用電力電子器件的系統(tǒng)組成 三 電力電子器件的分類 引言 電力電子器件概述 4 1）概念 : 電力電子器件 （ Power Electronic Device） —— 可直接用于主電路中，實現(xiàn)電能的變換或控制的電子器件。 介紹常用電力電子器件的 工作原理 、 基本特性 、 主要參數(shù) 以及選擇和使用中應注意問題。 電力電子器件一般都工作在開關狀態(tài)。 器件開關頻率較高時， 開關損耗 可能成為器件功率損耗的主要因素。 不可控器件 (Power Diode) —— 不能用控制信號來控制其通斷 , 因此也就不需要驅(qū)動電路。引言 1956年美國貝爾實驗室發(fā)明了晶閘管 。 20世紀 80年代以來 ， 開始被全控型器件取代 。 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 。 阻斷狀態(tài) ： IG=0， ?1+?2很小 。 16 晶閘管的結(jié)構與工作原理 陽極電壓升高至相當高的數(shù)值造成雪崩效應 陽極電壓上升率 du