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电力电子技术 电子教案 模拟演示 电 子 教 案 部 分 目录 绪论 第一章 晶闸管 第二章 单相可控整流电路 第三章 三相可控整流电路 第四章 晶闸管整流主电路计算及保护 第五章 晶闸管触发电路 第六章 晶闸管有源逆变电路 第七章 晶闸管交流开关与交流调压 第八章 变频电路与直流斩波电路 绪论 晶闸管全称为晶体闸流管，是一种大功率半导体器件。它具有容量大、控制特性好、寿命长以及体积小等特点。 电力半导体器件应用技术的基本功能是对电能的 整流、逆变、斩波、变频、开关等的控制。按功能可分为：可控整流；逆变与变频；交流调压；直流斩波调压；无触点功率静态开关。 本课程是一门专业基础性质较强且与生产紧密联系的课程，主要介绍晶闸管元件、可控整流电路、触发控制电路、交流调压、直流斩波以及变频电路的工作原理及过压、过流保护方法、各种典型生产实例。 绪论 半导体变流技术，就是利用电力半导体器件（又叫电力电子器件）进行电能变换的技术，包括电压、电流、波形、频率和相数等的变换。 晶闸管的发展史：1958年-------工业用的晶闸管70年代-------功率集成器件80年代-------功率集成电路现在-------新型电力电子器件 晶闸管变流技术按其功能可分为：整流器—把交流电压变成固定或可调的直流电压绪 论 逆变器—把固定的直流电压变成固定或可调的交流电压 斩波器—把固定的直流电压变成可调的直流电　　　　压 交流调压器--把固定的交流电压变成可调的交流电压 变频器—把固定的交流频率变成可调的交流频率 晶闸管组成的变流装置的优、缺点 优点： 1。装置功率放大倍数大，可达104以上。与直流发电机组相比，要高三个数量级。 2。快速响应好，变流机组为秒级而晶闸管为毫秒级。 3。功耗低、效率高、节能效果显著。 4。它是静止式电子装置，体积小、重量轻、无噪声、无火化磨损，维护方便，可靠性高。 缺点： 1。晶闸管元件的电压电流过载能力差，必须设置可靠的保护措施。 2。晶闸管采用移相触发时，出现非正弦电压与电流，使电网波形畸变产生高次谐波，导致电网质量下降。 3。移相控制在控制角大时，功率因数低。 电力电子器件介绍 kp普通晶闸管 GTO门极可关断晶闸管 MOSFET电力场效应晶体管 IGBT绝缘栅双极晶体管 KC集成化的晶闸管模块 晶闸管简介 晶闸管结构:大功率PNPN四层半导体元件， 平板式普通晶闸管和螺栓式普通晶闸管的区别平板式普通晶闸管属于双面散热，适用于大功率场合；螺栓式普通晶闸管属于单面散热，适用于中、小功率场合。 门极可关断晶闸管---GTOGTO为PNPN四层结构，与普通晶闸管结构相似。具有门极正信号触发导通，门极负信号触发关断的特性。具有耐高压、电流大、造价便宜、有自关断能力、线路简单等优点，导通管压降较大、触发功率与缓冲电路损耗较大是它的缺点。主要用于高电压、大功率的斩波器、逆变器和调频调压电源。 功率场效应管---MOSFET功率场效应管有三个引脚，源极S 、栅极G 、漏极D 。与GTR比较有驱动电路简单、开关损耗小、安全工作区大的优点。可应用在开关稳压调压电源方面，可作功率变换器件和高频的主功率振荡，放大器件。 绝缘门极晶体管---IGBTIGBT是在功率MOSFET的基础上增加了一个P+层发射极，形成PN结J，并由此引出漏极D、门极G、和源极S。其输入阻抗高、速度快、热稳定性好、驱动电路简单、通态电压低、耐压高。可用于通用逆变器、交流伺服、DC-DC变流器、不停电电源、焊机、加工机、感应加热装置和家用电器。 集成化的晶闸管模块集成化的晶闸管模块，它的显著特点就是：它除了拥有晶闸管的各种特性之外，还具有体积小、重量轻、使用方便、性能较未集成前好等特点，具有广阔的发展前景。 第一章晶闸管 §1-1 晶闸管的可控单向导电性 §1-2 晶闸管的工作原理与特性 §1-3 晶闸管的主要特性参数 §1-1 晶闸管的可控单向导电性 实验结论 1.晶闸管在反向阳极电压作用下，不论门极为何种电压，都处于关断状态。 2.晶闸管同时在正向阳极电压与正向门极电压作用下，才能导通。 3.已导通的晶闸管在正向阳极电压作用下，门极失去控制作用。 4.晶闸管在导通状态时，当Ea减小到接近零时，晶闸管关断。 结论一 晶闸管的导通条件： 1、阳极与阴极之间加上正向电压； 2、门极与阴极之间加上适当的正向电压。1、2同时满足。 结论二 晶闸管关断的条件：使流过晶闸管的阳极电流小于晶闸管规定的维持电流。 关断实现的方式：⒈ 减小阳极电压⒉ 增大负载电阻⒊ 加反向阳极电压 晶闸管所能承受的最大电压UTn当门极断开、元件处在额定结温时，管子阳极电压升到正向转折电压之前，管子的正向漏