【正文】 duction Thyristor） —— 場控晶閘管（ Field Controlled Thyristor—FCT ）2023/3/1 發(fā)展現(xiàn)狀2023/3/1分立元件型，專用集成型。全控型器件的驅(qū)動電路 (1) GTOGTO的 開通控制 與普通晶閘管相似。全控型器件的驅(qū)動電路 (1) 電力 MOSFET的一種驅(qū)動電路：圖 132　電力 MOSFET的一種驅(qū)動電路2023/3/1星期一電氣工程學(xué)院Electrical Engineering Institute of NEDU 晶閘管的串聯(lián)靜態(tài)均壓措施 ：選用參數(shù)和特性盡量一致的器件。星期一電氣工程學(xué)院Electrical Engineering Institute of NEDU MOSFET和 IGBT并聯(lián)運行的特點電力 MOSFET并聯(lián)運行的特點Ron具有正溫度系數(shù)，并聯(lián)時電流自動均衡。均流措施 ：挑選特性參數(shù)盡量一致的器件。星期一電氣工程學(xué)院Electrical Engineering Institute of NEDU 晶閘管的串聯(lián)問題：理想串聯(lián)希望器件分壓相等，但因特性差異，使器件電壓分配不均勻。星期一電氣工程學(xué)院Electrical Engineering Institute of NEDU 過電流保護過電流 ——過載 和 短路 兩種情況保護措施負(fù)載觸發(fā)電路開關(guān)電路過電流繼電器交流斷路器動作電流整定值短路器電流檢測電子保護電路快速熔斷器 變流器 直流快速斷路器電流互感器變壓器圖 137　過電流保護措施及配置位置2023/3/1 電壓驅(qū)動型器件的驅(qū)動電路2023/3/1? 關(guān)斷時，施加一定的負(fù)基極電流，有利于減小關(guān)斷時間和關(guān)斷損耗。圖 127 常見的晶閘管觸發(fā)電路常見的晶閘管觸發(fā)電路2023/3/1實際應(yīng)用電路2023/3/1在雷達(dá)通信設(shè)備、超聲波功率放大、脈沖功率放大和高頻感應(yīng)加熱等領(lǐng)域獲得應(yīng)用。 安全工作區(qū)比 GTR大，具有耐脈沖電流沖擊能力。星期一電氣工程學(xué)院Electrical Engineering Institute of NEDU 電力場效應(yīng)晶體管導(dǎo)電機理與小功率 MOS管相同，結(jié)構(gòu)上區(qū)別較大 。ib Ib1Ib2Icsic0090% Ib110% Ib190% Ics10% Icst0 t1 t2 t3 t4 t5 tttoffts tftontrtd圖 117 GTR的開通和關(guān)斷過程電流波形(2)星期一電氣工程學(xué)院Electrical Engineering Institute of NEDU 電力晶體管n 電力晶體管 （ Giant Transistor——GTR ，直譯為巨型晶體管）。星期一電氣工程學(xué)院Electrical Engineering Institute of NEDU星期一電氣工程學(xué)院Electrical Engineering Institute of NEDU星期一電氣工程學(xué)院Electrical Engineering Institute of NEDU 晶閘管的派生器件2） 雙向晶閘管 （ Triode AC Switch——TRIAC 或Bidirectional triode Thyristor）圖 110 雙向晶閘管a) 電氣圖形符號 b) 伏安特性a) b)IO UIG =0GT 1T 2可認(rèn)為是一對反并聯(lián)聯(lián)接的普通晶閘管。2） 電流定額2023/3/1星期一電氣工程學(xué)院Electrical Engineering Institute of NEDU星期一電氣工程學(xué)院Electrical Engineering Institute of NEDU 半控器件 — 晶閘管 能承受的電壓和電流容量最高，工作可靠，在大功率的場合具有重要地位。與 IF對應(yīng)的電力二極管兩端的電壓即為其 正向電壓降 UF 。星期一電氣工程學(xué)院Electrical Engineering Institute of NEDU單極型雙極型復(fù)合型 電力電子器件的分類 按參與導(dǎo)電的載流子，分為三類：2023/3/1工作在開關(guān)狀態(tài)。主電路（ Main Power Circuit） —— 直接承擔(dān)電能的變換或控制任務(wù)的電路。星期一電氣工程學(xué)院Electrical Engineering Institute of NEDU電流驅(qū)動型星期一電氣工程學(xué)院Electrical Engineering Institute of NEDUPN結(jié)的電荷量隨外加電壓而變化，呈現(xiàn) 電容效應(yīng) ，該效應(yīng)影響 PN結(jié)的工作頻率。DATASHEET 1 2 3 電力二極管的主要類型2)、快恢復(fù)二極管 （ Fast Recovery Diode——FRD ）2023/3/1星期一電氣工程學(xué)院Electrical Engineering Institute of NEDU2023/3/1星期一電氣工程學(xué)院Electrical Engineering Institute of NEDU 晶閘管的基本特性反向阻斷狀態(tài)時，只有極小的反向漏電。維持電流 IH 使晶閘管維持導(dǎo)通所必需的最小陽極電流 。高頻晶閘管電壓和電流定額都不易做高。典型代表 —— 門極可關(guān)斷晶閘管、電力晶體管、電力場效應(yīng)晶體管、絕緣柵雙極晶體管。導(dǎo)通時 ?1+?2更接近 1，臨界飽和，有利門極控制關(guān)斷?！?GTO額定電流。截止區(qū)放大區(qū)飽和區(qū)OIcib3ib2ib1ib1ib2ib3Uce圖 116 共發(fā)射極接法時 GTR的輸出特性2） GTR的基本特性2023/3/1電力晶體管2023/3/12023/3/1星期一電氣工程學(xué)院Electrical Engineering Institute of NEDU 功率模塊與功率集成電路高壓集成電路 （ High Voltage IC—— HVIC）一般指橫向高壓器件與邏輯或模擬控制電路的單片集成。 驅(qū)動電路 — 主電路與控制電路之間的接口2023/3/1tIIMt1 t2 t3 t4圖 126　理想的晶閘管觸發(fā)脈沖電流波形t1~t2? 脈沖前沿上升時間（ 1?s）　 t1~t3? 強脈寬度IM? 強脈沖幅值（ 3IGT~5IGT）t1~t4? 脈沖寬度　　 I? 脈沖平頂幅值（ ~2IGT）晶閘管觸發(fā)電路2023/3/1使 MOSFET開通的驅(qū)動電壓一般 1015V，使 IGBT開通的驅(qū)動電壓一般 15 20V。星期一電氣工程學(xué)院Electrical Engineering Institute of NEDU 過電壓的產(chǎn)生及過電壓保護過電壓保護措施圖 134　過電壓抑制措施及配置位置可視具體情況只采用其中的幾種。在以上的區(qū)段則具有 正 溫度系數(shù)，并聯(lián)時電流自動均衡。用 RC并聯(lián)支路作動態(tài)均壓。復(fù)合緩沖電路 —— 關(guān)斷緩沖電路和開通緩沖電路的結(jié)合。圖 131　 GTR的一種驅(qū)動電路2023/3/1 圖 128　推薦的 GTO門極電壓電流波形O ttOuGiG電流驅(qū)動型器件的驅(qū)動電路正的門極電流5V的負(fù)偏壓2023/3/1 驅(qū)動電路 分類2023/3/1DATASHEET 1 2 IGCT（ Integrated GateCommutated Thyristor） — GCT（ GateCommutated Thyristor）2023/3/1 開關(guān)速度2023/3/1 二次擊穿 ：一次擊穿發(fā)生時， Ic突然急劇上升，電壓陡然下降。星期一電氣工程學(xué)院Electrical Engineering Institute of NEDU 電力晶體管星期一電氣工程學(xué)院Electrical Engineering Institute of NEDU 晶閘管的派生器件4) 光控晶閘管 （ Light Triggered Thyristor— LTT）AGKa)AK光強度強 弱b)O UIA圖