[工學(xué)]電力電子技術(shù)課件前言-展示頁(yè)
2024-12-16 23:44本頁(yè)面
【正文】 管 10— 40ns 200V 電力二極管性能比較 半控器件 — 晶閘管 效率高 ， 其開(kāi)關(guān)損耗和正向?qū)〒p耗都比快速二極管還小 。 正向恢復(fù)過(guò)程中也不會(huì)有明顯的電壓過(guò)沖 。 反向穩(wěn)態(tài)損耗不能忽略 ， 必須嚴(yán)格地限制其工作溫度 。前者 trr為數(shù)百納秒或更長(zhǎng)，后者則在 100ns以下，甚至達(dá)到 20~30ns。 128 常見(jiàn)國(guó)產(chǎn) ZP系列二極管參數(shù) 1) 普通二極管 （ General Purpose Diode） 又稱(chēng)整流二極管 （ Rectifier Diode） 多用于開(kāi)關(guān)頻率不高 （ 1kHz以下 ） 的整流電路 其反向恢復(fù)時(shí)間較長(zhǎng) ,5微秒以上 正向電流定額和反向電壓定額可以達(dá)到很高 電力二極管的主要類(lèi)型 簡(jiǎn)稱(chēng)快速二極管 快恢復(fù)外延二極管 （ Fast Recovery Epitaxial Diodes—— FRED），其 trr更短（可低于 50ns）， UF也很低（ 右），但其反向耐壓多在 1200V以下。 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(guò)電流 。 4） 反向恢復(fù)時(shí)間 trr trr= td+ tf 電力二極管的主要參數(shù) ?結(jié)溫是指管芯 PN結(jié)的平均溫度 ， 用 TJ表示 ?TJM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 。 反向不重復(fù)峰值電壓值的 80％ 稱(chēng)為反向重復(fù)峰值電壓 URRM。 () 157F AVI I A??() 314m F AVI I A???2）正向壓降 UF 在規(guī)定的＋ 40℃ 環(huán)境溫度和標(biāo)準(zhǔn)的散熱條件下 ， 元件通以工頻正弦半波額定正向平均電流時(shí) ， 元件陽(yáng) 、 陰極間電壓的平均值 ， 有時(shí)亦稱(chēng)為 管壓降 。 電力二極管的主要參數(shù) 1) 正向平均電流 IF(AV) 122 0 π 4π 2π 3π 5π Im F ( A V ) 01I si n 0 . 3 22mmm II d I? ?? ??? ? ??平均值： 有效值： 工頻正弦半波： T=2π ,并且只有一半的波形導(dǎo)通 201 ( s in ) 0 . 522 mT m mII I d I? ???? ? ??F ( ) 7T AVII?123 0 π 4π 2π 3π 5π Im 2d F ( A V )01I 0 . 5 I2mmmII d I? ??? ? ? ??2201 0 . 7 12mT m mII I d I???? ? ??平均值： 有效值： dd0 .7 1 1 .4 20 .5TI I I? ＝ 可見(jiàn)， 平均電流 Id和 正向平均電流 IF(AV)是不一樣的。在選用大功率二極管時(shí) ， 應(yīng)按元件允許通過(guò)的電流有效值來(lái)選取 。 注：指在規(guī)定＋ 40℃ 的環(huán)境溫度和標(biāo)準(zhǔn)散熱條件下 ， 元件結(jié)溫達(dá)額定且穩(wěn)定時(shí) ， 容許長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)流過(guò)工頻正弦半波電流的平均值將此電流整化到等于或小于規(guī)定的電流等級(jí) ， 則為該二極管的額定電流 。 電流上升率越大， UFP越高 。 b) U FP u i i F u F t fr t 0 2V 開(kāi)通過(guò)程 ： 正向壓降先出現(xiàn)一個(gè)過(guò)沖UFP，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間才趨于接近穩(wěn)態(tài)壓降的某個(gè)值（如 2V）。 圖 14 電力二極管的伏安特性 電力二極管的基本特性 1) 靜態(tài)特性 —— 伏安特性 I O I F U TO U F U UDRM 2)動(dòng)態(tài)特性 電力二極管的基本特性 a) F U F t F t 0 t rr t d t f t 1 t 2 t U R U RP I RP d i F d t d i R d t 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 關(guān)斷過(guò)程 須經(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) 。 與 IF對(duì)應(yīng)的電力二極管兩端的電壓即為其 正向電壓降 UF 。 PN結(jié)的反向擊穿（兩種形式 ) 雪崩擊穿 齊納擊穿 均可能導(dǎo)致熱擊穿 PN結(jié)與電力二極管的工作原理 PN結(jié)的單向?qū)щ娦? PN結(jié)的電容效應(yīng) — 結(jié)電容 ?勢(shì)壘電容 ?擴(kuò)散電容 ?電容影響 PN結(jié)的工作頻率，尤其是高速的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。 PN結(jié)與電力二極管的工作原理 A K A K a) I K A P N J b) c) A K ?二極管的基本原理就在于 PN結(jié)的單向?qū)щ娦赃@一主要特征 。 PN結(jié)與電力二極管的工作原理 電力二極管的基本特性 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 由一個(gè)面積較大的 PN結(jié)和兩端引線以及封裝組成的 。 ◆了解電力電子器件的半導(dǎo)體物理結(jié)構(gòu)和基本工作原理。 ■學(xué)習(xí)要點(diǎn) ◆最重要的是掌握其基本特性。 ?電壓驅(qū)動(dòng)型 —— 僅通過(guò)在控制端和公共端之間施加一定的電壓信號(hào)就可實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通或者關(guān)斷的控制。 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。 圖 11 電力電子器件在實(shí)際應(yīng)用中的系統(tǒng)組成 控 制 電 路 檢測(cè) 電路 驅(qū)動(dòng) 電路 R L 主電路 V 1 V 2 保護(hù)
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