ch1電力電子1(編輯修改稿)
2025-01-16 11:43 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 降 。 電流上升率越大 ， UFP越高 。 2. 動(dòng)態(tài)特性 （ 續(xù) ） 電力二極管的基本特性 延遲時(shí)間： td= t1 t0, 電流下降時(shí)間： tf= t2 t1 反向恢復(fù)時(shí)間： trr= td+ tf 恢復(fù)特性的軟度：下降時(shí)間與延遲時(shí)間 的比值 tf /td，或稱恢復(fù)系數(shù)，用 Sr表示 b)UFPuiiFuFtfrt02Va)IFUFtFt0trrtdtft1t2tURURPIRPd iFd td iRd t 圖 15 電力二極管的動(dòng)態(tài)過程波形 a) 正向偏臵轉(zhuǎn)換為反向偏臵 b) 零偏臵轉(zhuǎn)換為正向偏臵 電力二極管的基本特性 電力二極管的主要參數(shù) 1. 正向平均電流 IF(AV) 額定電流 ——在指定的管殼溫度 （ 簡稱殼溫 ， 用 TC表示 ） 和散熱條件下 ， 其允許流過的最大工頻正弦半波電流的平均值 。 ?正向平均電流是按照電流的發(fā)熱效應(yīng)來定義的 ，因此使用時(shí)應(yīng)按 有效值相等的原則 來選取電流定額 ， 并應(yīng)留有一定的裕量 。 ?當(dāng)用在頻率較高的場合時(shí) ， 開關(guān)損耗造成的發(fā)熱往往不能忽略 。 ?當(dāng)采用反向漏電流較大的電力二極管時(shí) ， 其斷態(tài)損耗造成的發(fā)熱效應(yīng)也不小 。 2. 正向壓降 UF ?指電力二極管在指定溫度下 ， 流過某一指定的穩(wěn)態(tài)正向電流時(shí)對應(yīng)的正向壓降 ?有時(shí)參數(shù)表中也給出在指定溫度下流過某一瞬態(tài)正向大電流時(shí)器件的最大瞬時(shí)正向壓降 3. 反向重復(fù)峰值電壓 URRM ?指對電力二極管所能重復(fù)施加的反向最高峰值電壓 ?通常是其雪崩擊穿電壓 UB的 2/3 ?使用時(shí) ， 往往按照電路中電力二極管可能承受的反向最高峰值電壓的兩倍來選定 電力二極管的主要參數(shù) 4. 最高工作結(jié)溫 TJM ?結(jié)溫 是指管芯 PN結(jié)的平均溫度 ， 用 TJ表示 。 ?最高工作結(jié)溫 是指在 PN結(jié)不致?lián)p壞的前提下所能承受的最高平均溫度 。 ?TJM通常在 125~175?C范圍之內(nèi) 。 5. 反向恢復(fù)時(shí)間 trr ?trr= td+ tf ， 關(guān)斷過程中 ， 電流降到零起到恢復(fù)反響阻斷能力止的時(shí)間 。 6. 浪涌電流 IFSM ?指電力二極管所能承受最大的連續(xù)一個(gè)或幾個(gè)工頻周期的過電流 。 電力二極管的主要參數(shù) 電力二極管的主要類型 ?按照正向壓降 、 反向耐壓 、 反向漏電流等性能 ， 特別是反向恢復(fù)特性的不同介紹 。 ?在應(yīng)用時(shí) ， 應(yīng)根據(jù)不同場合的不同要求選擇不同類型的電力二極管 。 ?性能上的不同是由半導(dǎo)體物理結(jié)構(gòu)和工藝上的差別造成的 。 1. 普通二極管 （ General Purpose Diode） ?又稱整流二極管 （ Rectifier Diode） ?多用于開關(guān)頻率不高 （ 1kHz以下 ） 的整流電路中 ?其反向恢復(fù)時(shí)間較長 ， 一般在 5?s以上 ， 這在開關(guān)頻率不高時(shí)并不重要 。 ?正向電流定額和反向電壓定額可以達(dá)到很高 ， 分別可達(dá)數(shù)千安和數(shù)千伏以上 。 2. 快恢復(fù)二極管 （ Fast Recovery Diode——FRD） 電力二極管的主要類型 ?恢復(fù)過程很短特別是反向恢復(fù)過程很短 （ 5?s以下 ） 的二極管 ， 也簡稱快速二極管 。 ?工藝上多采用了摻金措施 ?有的采用 PN結(jié)型結(jié)構(gòu) ?有的采用改進(jìn)的 PiN結(jié)構(gòu) ? 采用外延型 PiN結(jié)構(gòu)的的 快恢復(fù)外延二極管 （ Fast Recovery Epitaxial Diodes—— FRED） ， 其反向恢復(fù)時(shí)間更短 （ 可低于50ns） ， 正向壓降也很低 （ ） ， 但其反向耐壓多在1200V以下 。 ? 從性能上可分為快速恢復(fù)和超快速恢復(fù)兩個(gè)等級(jí) 。 前者反向恢復(fù)時(shí)間為數(shù)百納秒或更長 ， 后者則在 100 ns以下 ， 甚至達(dá)到20~30ns。 3. 肖特基二極管 ? 以金屬和半導(dǎo)體接觸形成的勢壘為基礎(chǔ)的二極管稱為肖特基勢壘二極管 （ Schottky Barrier Diode——SBD） ， 簡稱為肖特基二極管 。 ? 20世紀(jì) 80年代以來 ， 由于工藝的發(fā)展得以在電力電子電路中廣泛應(yīng)用 。 ?肖特基二極管的 弱點(diǎn) ? 當(dāng)反向耐壓提高時(shí)其正向壓降也會(huì)高得不能滿足要求 ， 因此多用于200V以下 。 ? 反向漏電流較大且對溫度敏感 ， 因此反向穩(wěn)態(tài)損耗不能忽略 ， 而且必須更嚴(yán)格地限制其工作溫度 。 ?肖特基二極管的 優(yōu)點(diǎn) ? 反向恢復(fù)時(shí)間很短 （ 10~40ns） 。 ? 正向恢復(fù)過程中也不會(huì)有明顯的電壓過沖 。 ? 在反向耐壓較低的情況下其正向壓降也很小 ， 明顯低于快恢復(fù)二極管 ? 其開關(guān)損耗和正向?qū)〒p耗都比快速二極管還要小 ， 效率高 。 電力二極管的主要類型 半控器件 — 晶閘管 晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理 晶閘管的基本特性 晶閘管的主要參數(shù) 晶閘管的派生器件 ? 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 半控器件 — 晶閘管 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
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