10晶闸管分析报告.ppt

第十章 电力电子技术 学习要求: 掌握晶闸管的基本工作原理、特性和主要参数的含义 掌握几种单相和三相基本可控整流电路的工作原理及特点 熟悉逆变器的基本工作原理、用途和控制 了解晶闸管工作时对触发电路的要求和触发电路的基本工作原理。 第十章 电力电子技术 10.1 电力半导体器件 10.2 单相可控整流电路 10.3 三相可控整流电路 10.4 逆变器 10.5 晶闸管的触发电路 第十章 电力电子技术 电力电子学的任务： 利用电力半导体器件和线路来实现电功率的变换和控制。 第十章 电力电子技术 第十章 电力电子技术 晶闸管（Thyristor）是在1960年代发展起来的一种新型电力半导体器件，是在半导体二极管、三极管之后发现的一种新型的大功率半导体器件，它是一种可控制的硅整流元件,又叫可控硅（Silicon Controlled Rectifier 简称SCR）.晶闸管的出现起到了弱电控制与强电输出之间的桥梁作用。 第十章 电力电子学- 晶闸管及基本电路 10.1 电力半导体器件 10.1.1 晶闸管 1.晶闸管结构与符号 阳极 控制极 阴极 控制极 100A 200A 第十章 电力电子学-晶闸管及基本电路 10.1 电力半导体器件 10.1.1 晶闸管 1.晶闸管结构与符号 内部结构 表示符号 示意图 4层半导体 (P1、N1、P2、N2) 3个PN结 其中：A—阳极 K—阴极 G—控制极 第十章 电力电子学-晶闸管及基本电路 10.1 电力半导体器件 10.1.1 晶闸管 2.晶闸管的工作原理 实验电路如图（a）所示，主电路加上交流电压~u2，控制极电路接入Eg，在t1 瞬间合上开关S，在t4 瞬间拉开开关S，则u2、ug和电阻上RL的电压ud的波形关系如图（b）所示。 （1）在0~t1之间: 开关S未合上，ug=0，尽管uAK0，但ud=0，即晶闸管未导通； （2）在t1~t2之间: uAK0 ，由于开关S合上，使ug0，而ud≈u2， 即晶闸管导通； 第十章 电力电子学-晶闸管及基本电路 10.1 电力半导体器件 （3）在 t2~t3 之间， uAK0，尽管ug0，但 ud=0，即晶闸管关断； （5）当 t=t4 时， ug=0 ，但uAK0 ， ，即晶闸管仍处于导通状态； （6）当 t=t5 时， uAK=0 ， ug=0 ，而ud=0，即晶闸管关断，晶闸管处于阻断状态。 （4）在 t3~t4 之间， uAK0，这时ug0 ,而 ，所以，晶闸管又导通； 第十章 电力电子技术 10.1 电力半导体器件 第十章 电力电子学-晶闸管及基本电路 10.1 电力半导体器件 10.1.1 晶闸管 2.晶闸管的工作原理 结论： 1晶闸管具有双向阻断能力 2晶闸管A、G两 极加电压才导通： 3晶闸管导通后，G极失去作用，使晶闸管再次阻断，必须将A极断电或反向. 第十章 电力电子学-晶闸管及基本电路 10.1 电力半导体器件 10.1.1 晶闸管 3.晶闸管的伏安特性 触发电压（电流） A、K间加直流6V，G极最小电压（电流） 正向( uAK 0 ) 正向阻断状态: 当ug=0， uAK UDSM ，元件中有很小的电流（正向漏电流）流过，处于截止状态（称为正向阻断状态），简称断态。 正向击穿：当ug=0， uAK =UDSM ，晶闸管突然由阻断状态转化为导通状 态。 UDSM称为断态不重复峰值电压，或用UBO表示称正向转折电压。 正向导通状态： ug0， uAK 0，晶闸管导通，其电流的大小由负载决定，阳极和阴极间的管压降很小。 反向( uAK 0 ) 反向截止状态: 当 uAK URSM ，元件中有很小的反向电流（反向漏电流）流过，处于截止状态。 反向击穿：当 uAK =URSM ，晶闸管突然由反向截止状态转化为导通状 态。 URSM称为反向不重复峰值电压，或用UBR表示称反向击穿电压。 第十章 电力电子学-晶闸管及基本电路 10.1 电力半导体器件 4、晶闸管的主要参数 为了正确选用晶闸管元件，必须要了解它的主要参数，一般在产品目录上给出了参数的平均值或极限值，产品合格证上标有元件的实测数据。 (1). 断态重复峰值电压UDRM 晶闸管正向阻断状态下，可以重复加在晶闸管阳极和阴极两端的正向峰值电压 。 UDRM=UDSM -100 在选择晶闸管时还要考虑留有足够的余量，一般：