电力电子应用的技术莫正康版主编.pptVIP

第一章 功率二极管、晶闸管及单相相控整流电路;电力电子器件的分类;电力电子器件的分类;第一节 功率二极管;5 功率二极管的伏安特性 当外加正向电压大于UTO （门槛电压）即克服PN结内电场后管子才开始导通，正向导通后其压降基本不随电流变化。反向工作时，当反向电压增大到UB（击穿电压），使PN结内电场达到雪崩击穿强度时，反向漏电流ＩＲＲ剧增，导致二极管击穿损坏。;　　用于工频整流的功率二极管亦称整流管，国产型号为ＺP，主要参数说明如下： ;　　（2）反向重复峰值电压ＵＲＲＭ（额定电压）指管子反向能重复施加的最高峰值电压，此值通常为击穿电压ＵB的2／3。 ;;第二节 晶闸管;晶闸管的缺点： 1. 过载能力小 2. 晶闸管工作在深调速（α较大）时，产生较大的无功功率，使装置cosφ降低，并产生高次谐波，引起电网波形畸变。;◆关于晶闸管（Thyristor）：晶体闸流管，也称可控硅（Silicon Controlled Rectifier——SCR） 1956年美国贝尔实验室（Bell Lab）发明了晶闸管 1957年美国通用电气公司（GE）开发出第一只晶闸管产品 1958年商业化，开辟了电力电子技术迅速发展和广泛应用的崭新时代 20世纪80年代以来，开始被性能更好的全控型器件取代 能承受的电压和电流容量最高，工作可靠，在大容量的场合具有重要地位 ◆晶闸管往往专指晶闸管的一种基本类型——普通晶闸管，广义上讲，晶闸管还包括其许多类型的派生器件 ;　　晶闸管是电力电子器件，工作时发热大，必须安装散热器。图a为小电流塑封式，电流稍大时也需紧固在散热板上，图b、c为螺栓式，使用时必须紧栓在散热器上，图d为平板式，使用时由两个彼此绝缘的散热器把其紧夹在中间。 ; 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。;　　晶闸管散热器，图a适用于螺栓式，图b、c用于平板式。平板式两面散热效果好，电流在200Ａ以上的管子都采用平板式结构。;集成化的晶闸管模块;集成化的晶闸管模块;晶闸管导通关断实验原理图;实验顺序;实验结论;　　管芯由四层半导体（P1 N1 P2 N2）组成,形成三个PN结（Ｊ1、Ｊ2、Ｊ3）。;　　晶闸管由四层半导体交替叠成，可等效看成两个晶体管Ｖ1（Ｐ1—Ｎ1—Ｐ2）与V2（N1—Ｐ2—Ｎ2）的组成。; 晶闸管的工作原理 IG↑→Ib2↑→IC2(Ib1)↑→IC1↑; Ic1=?1 IA + ICBO1 （1.1） Ic2=?2 IK + ICBO2 （1.2） IK=IA+IG （1.3） IA=Ic1+Ic2 （1.4） 式中?1和?2分别是晶体管V1和V2的共基极电流增益；ICBO1和ICBO2分别是V1和V2的共基极漏电流。由以上式（1.1）~（1.4）可得 （1.5）;晶体管的特性是：在低发射极电流下? 是很小的，而当发射极电流建立起来之后，? 迅速增大。 阻断状态：IG=0，?1+?2→0。流过晶闸管的漏电流稍大于两个晶体管漏电流之和。 开通（门极触发）：注入触发电流IG使晶体管的发射极电流增大以致?1+?2→1的话，流过晶闸管的电流IA（阳极电流）将→∞，实现饱和导通。IA实际由外电路决定，即IA=EA / R。且IG失去作用。 关断：逐渐减小IA，实际使?1+?2→0， IA=ICBO1+ ICBO2;其他几种可能导通的情况： 阳极电压升高至相当高的数值造成雪崩效应 阳极电压上升率du/dt过高 结温较高 光直接照射硅片，即光触发 光触发可以保证控制电路与主电路之间的良好绝缘而应用于高压电力设备中，称为光控晶闸管（Light Triggered Thyristor——LTT）。 其它都因不易控制而难以应用于实践， 只有门极触发（包括光触发）是最精确、迅速而可靠的控制手段; 总结前面介绍的工作原理，可以简单归纳晶闸管正常工作时的特性如下： 承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通。 承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能开通。 晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用。 要使晶闸管关断，只能使晶闸管的电流降到接近于零的某一数值（维持电流）以下 。; 1）Ig=0时，当阳极电压足够大 时，晶闸管会“硬开通”，此电压称 为正向转折电压。;;2.晶闸管的门极伏安特性;1. 电压参数;2. 电流参数;