【正文】 控整流電路 若無(wú)續(xù)流二極管 ， 則當(dāng) a 突然增大至 180?或觸發(fā)脈沖丟失時(shí) ， 會(huì)發(fā)生一個(gè)晶閘管持續(xù)導(dǎo)通而兩個(gè)二極管輪流導(dǎo)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(fù)半周觸發(fā)角 a時(shí)刻觸發(fā)VT3， VT3導(dǎo)通 ， u2經(jīng) VT3和VD2向負(fù)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(gè)晶閘管 ， 比單相全控橋少 2個(gè) ， 相應(yīng)地 ， 門極驅(qū)動(dòng)電路也少 2個(gè)；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(dòng)勢(shì)負(fù)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(dāng)于 觸發(fā)角被推遲為 ?。 在 a 角相同時(shí)，整流輸出電壓比電阻負(fù)載時(shí)大。 晶閘管導(dǎo)通角 θ與 a無(wú)關(guān) ， 均為 180?。 u2過(guò)零變負(fù)時(shí) ， 晶閘管 VT1和 VT4并不關(guān)斷 。 電路結(jié)構(gòu) 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(guān)系 ? ????? ?? ?????? 2c o o s122)(ds i n21 222d UUttUU（ 16） a 角的移相范圍為 180?。 實(shí)際上很少應(yīng)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(fù)載 有續(xù)流二極管的電路及波形 當(dāng) u2過(guò)零變負(fù)時(shí) ， VDR導(dǎo)通 ，ud為零 ， VT承受反壓關(guān)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(guò)控制觸發(fā)脈沖的相位來(lái)控制直流輸出電壓大小的方式稱為 相位控制方式 ， 簡(jiǎn)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(gè)器件并聯(lián)來(lái)承擔(dān)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(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 。 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。 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(guān)損耗的發(fā)熱效應(yīng) 。 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 。 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 。 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(shuō)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(jì)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(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。 選用時(shí) ， 一般取額定電壓為正常工作時(shí)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(dǎo)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(guò)程 延遲時(shí)間 td (~?s) 上升時(shí)間 tr (~3?s) 開通時(shí)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(guān)斷過(guò)程 反向阻斷恢復(fù)時(shí)間 trr 正向阻斷恢復(fù)時(shí)間 tgr 關(guān)斷時(shí)間 tq以上兩者之和tq=trr+tgr （ 17) 普通晶閘管的關(guān)斷時(shí)間約幾百微秒 2） 動(dòng)態(tài)特性 圖 15 晶閘管的開通和關(guān)斷過(guò)程波形 21 晶閘管的主要參數(shù) 斷態(tài)重復(fù)峰值電壓 UDRM —— 在門極斷路而結(jié)溫為額定值時(shí) ， 允許重復(fù)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(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(guò)晶閘管的漏電流稍大于兩個(gè)晶體管漏電流之和 。 平板型晶閘管可由兩個(gè)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(chǎng)合具有重要地位 。 1957年美國(guó)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(dòng)型 —— 通過(guò)從控制端注入或者抽出電流來(lái)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通或者 關(guān)斷的控制。 主要損耗 通態(tài)損耗 斷態(tài)損耗 開關(guān)損耗 關(guān)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(dòng)電路 、 保護(hù)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(lái)控制。 第 1章 引言 3 一 電力電子器件的概念和特征 二 應(yīng)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(shí)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(yīng)注意問(wèn)題。 電力電子器件一般都工作在開關(guān)狀態(tài)。 器件開關(guān)頻率較高時(shí)， 開關(guān)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(hào)來(lái)控制其通斷 , 因此也就不需要驅(qū)動(dòng)電路。引言 1956年美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明了晶閘管 。 20世紀(jì) 80年代以來(lái) ， 開始被全控型器件取代 。 螺栓型封裝 ， 通常螺栓是其陽(yáng)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(gòu)與工作原理 陽(yáng)極電壓升高至相當(dāng)高的數(shù)值造成雪崩效應(yīng) 陽(yáng)極電壓上升率 du