【正文】 勻 。 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。 具有正向壓降小、關(guān)斷時(shí)間短、高溫特性好、額定結(jié)溫高等優(yōu)點(diǎn)。 觸發(fā)排序 :I+I_Ⅲ _ Ⅲ + 。 有兩個(gè)主電極 T1和 T2，一個(gè)門極 G。 由于工作頻率較高 ， 不能忽略其開(kāi)關(guān)損耗的發(fā)熱效應(yīng) 。 普通晶閘管關(guān)斷時(shí)間數(shù)百微秒 ， 快速晶閘管數(shù)十微秒 ，高頻晶閘管 10?s左右 。 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 。 通態(tài)電流臨界上升率 di/dt —— 指在規(guī)定條件下 ， 晶閘管能承受而無(wú)有害影響的最大通態(tài)電流上升率 。 29 晶閘管的主要參數(shù) 除開(kāi)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(kāi)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 。IT=100A。 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。 對(duì)同一晶閘管來(lái)說(shuō)，通常 IL約為 IH的 2~4倍。 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。標(biāo)稱其額定電流的參數(shù)。 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 。 通態(tài) （ 峰值 ） 電壓 UT —— 晶閘管通以某一規(guī)定倍數(shù)的額定通態(tài)平均電流時(shí)的瞬態(tài)峰值電壓 。 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(kāi)通過(guò)程 延遲時(shí)間 td (~?s) 上升時(shí)間 tr (~3?s) 開(kāi)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(kāi)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 。 反向阻斷狀態(tài)時(shí) ， 只有極小的反相漏電流流過(guò) 。 晶閘管本身的壓降很小 ，在 1V左右 。 正向電壓超過(guò)正向轉(zhuǎn)折電壓 Ubo，則漏電流急劇增大，器件開(kāi)通。 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 。 承受正向電壓時(shí) ， 僅在門極有觸發(fā)電流的情況下晶閘管才能開(kāi)通 。 只有門極觸發(fā)是最精確 、 迅速而可靠的控制手段 。 IA實(shí)際由外電路 決定 。 流過(guò)晶閘管的漏電流稍大于兩個(gè)晶體管漏電流之和 。由以上式可得 ： 圖 13 晶閘管的雙晶體管模型及其工作原理 a) 雙晶體管模型 b) 工作原理 按 晶體管的工作原理 ，得： 111 C B OAc III ?? ?222 C B OKc III ?? ?GAK III ??21 ccA III ??（ 12） （ 11） （ 13） （ 14） )(1 21C B O 2C B O 1G2A ???????? IIII （ 15） 15 晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理 在低發(fā)射極電流下 ? 是很小的，而當(dāng)發(fā)射極電流建立起來(lái)之后， ? 迅速增大。 平板型晶閘管可由兩個(gè)散熱器將其夾在中間 。 有三個(gè)聯(lián)接端 。 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 。 開(kāi)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 。 1957年美國(guó)通用電氣公司開(kāi)發(fā)出第一只晶閘管產(chǎn)品 。 三 電力電子器件的分類 按照驅(qū)動(dòng)電路信號(hào)的性質(zhì)，分為兩類： 10 普通晶閘管 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 11 半控器件 — 晶閘管 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。 全控型器件（ IGBT,MOSFET) —— 通過(guò)控制信號(hào)既可控制其導(dǎo)通又可控制其關(guān) 斷，又稱自關(guān)斷器件。 主要損耗 通態(tài)損耗 斷態(tài)損耗 開(kāi)關(guān)損耗 關(guān)斷損耗 開(kāi)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。 一 電力電子器件的概念和特征 3）同處理信息的電子器件相比的一般特征： 6 通態(tài)損耗 是器件功率損耗的主要成因。 電力電子器件往往需要由信息電子電路來(lái)控制。 2）分類 : 電真空器件 (汞弧整流器 ) 半導(dǎo)體器件 (采用的主要材料硅） 仍然 一 電力電子器件的概念和特征 電力電子器件 5 能處理電功率的能力，一般遠(yuǎn)大于處理信息的電子器件。 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。1 第 1章 晶閘管及可控整流電路 半控型器件 —— 晶閘管 單相橋式可 控整流電路 三相橋式可控整流電路 反電勢(shì)負(fù)載的特點(diǎn) 本章作業(yè) 2 電子技術(shù)的基礎(chǔ) ——— 電子器件：晶體管和集成電路 電力電子電路的基礎(chǔ) ——— 電力電子器件 本章主要內(nèi)容： 概述電力電子器件的 概念 、 特點(diǎn) 和 分類 等問(wèn)題。 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。 主電路（ Main Power Circuit） —— 電氣設(shè)備或電力系統(tǒng)中，直接承擔(dān)電能的變換或控制任務(wù)的電路。 電力電子器件一般都工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)。 電力電子器件自身的功率損耗遠(yuǎn)大于信息電子器件，一般都要安裝散熱器。 器件開(kāi)關(guān)頻率較高時(shí)， 開(kāi)關(guān)損耗 可能成為器件功率損耗的主要因素。 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)電路 在主電路和控制電路中附加一些電路，以保證電力電子器件和整個(gè)系統(tǒng)正?？煽窟\(yùn)行 二 應(yīng)用電力電子器件系統(tǒng)組成 電氣隔離 控制電路 8 半控型器件（ Thyristor） —— 通過(guò)控制信號(hào)可以控制其導(dǎo)通而不能控制其關(guān)斷。 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。 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。引言 1956年美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明了晶閘管 。 1958年商業(yè)化 。 20世紀(jì) 80年代以來(lái) ， 開(kāi)始被全控型器件取代 。 晶閘管 （ Thyristor） ：晶體閘流管 ， 可控硅整流器 （ Silicon Controlled Rectifier—— SCR） 12 圖 12 晶閘管的外形、結(jié)構(gòu)和電氣圖形符號(hào) a) 外形 b) 結(jié)構(gòu) c) 電氣圖形符