第2讲晶闸管.ppt

第一章 晶闸管 共19页 电力电子技术 —电力电子器件 1.1.1 电力电子器件组成的应用系统 1.概念 电力电子器件（Power Electronic Device）是指可以直接用于处理电能的主电路中，实现电能的变换或控制的电子器件。 2.特征 处理电功率的能力小至毫瓦级，大至兆瓦级，一般都远大于处理信息的电子器件； 电力电子器件一般都工作在开关状态； 需要驱动电路； 电力电子器件自身的功率损耗通常远大于信息电子器件 1.1.3电力电子器件的分类 受控程度 不控型 半控型 全控型 控制方式 电压控制型(场控器件 or 场效应器件) 电流控制型 1.2 不可控器件—电力二极管 反向击穿 施加的反向电压过大，反向电流将会急剧增大，从而破坏PN结反向为截止的工作状态，这就叫做反向击穿。 热击穿 当发生发生反向击穿时，如果反向电流未被限制住，使得反向电流和反向电压的乘积超过了PN结所容许的耗散功率，就会因大量的热量散发不出去而导致PN结结温快速上升，直至过热而烧毁，这就是热击穿。 1.2.2 电力二极管的基本特性与参数 1.电力二极管的伏安特性 1.3 半控型器件－晶闸管 符号：阳极A，阴极K，门极G（控制极） 螺栓形： 螺栓—阳极A， 粗引线– 阴极K 细引线---门极G 特点： 安装方便 平板形： 两面分别为阳极A和阴极K 中间引出线---门极G 特点： 散热效果好，容量大 常用晶闸管的结构 　从内部结构看为四层硅单晶体 　四层三端器件（P1 N1 P2 N2） 　三个PN结 J1,J2,J3 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以下 。 （1）正向特性 IG=0时，器件两端施加正向电压，只有很小的正向漏电流，为正向阻断状态。 正向电压超过正向转折电压Ubo，则漏电流急剧增大，器件开通。(雪崩击穿/非正常导通) 随着门极电流幅值的增大，正向转折电压降低。 晶闸管本身的压降很小，在1V左右。 断态重复峰值电压UDRM ——在门极断路而结温为额定值时，允许重复加在器件上的正向峰值电压。 断态不重复峰值电压UDSM ——在门极断路而结温为额定值时，允许不重复加在器件上的正向峰值电压。 反向重复峰值电压URRM ——在门极断路而结温为额定值时，允许重复加在器件上的反向峰值电压。 反向不重复峰值电压URSM ——在门极断路而结温为额定值时，允许不重复加在器件上的反向峰值电压。 通态平均电流 IT(AV） ——在环境温度为40?C和规定的冷却状态下，稳定结温不超过额定结温时所允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。标称其额定电流的参数。 ——使用时应按有效值相等的原则来选取晶闸管。 维持电流 IH ——使晶闸管维持导通所必需的最小电流。 擎住电流 IL ——晶闸管刚从断态转入通态并移除触发信号后， 能维持导通所需的最小电流。对同一晶闸管来说，通常IL约为IH的2~4倍。 浪涌电流ITSM ——指由于电路异常情况引起的并使结温超过额定结温的不重复性最大正向过载电流 。 正弦半波的电流平均值与有效值： 由于有效值与平均值的特定含义，这里定义两者之间的比例关系为波形系数： 如果额定电流为100A的晶闸管，其允许通过的电流有效值为1.57×100＝157A 在实际电路中，流过晶闸管的波形可能是任意的非正弦半波波形 对于这些波形，应根据电流有效值相等即发热相同的原则 将非正弦半波电流的有效值IT折合成等效的正弦半波电流平均值去选择晶闸管额定值 由于晶闸管元件的热容量小，过载能力低，故在实际选用时，一般取1.5-2倍的安全裕量 公式折算含义！ IT为应用电流的有效值；Id为应用电流的平均值；Kf为应用电流的波形系 ；ITav为额定电流 用法一：对于任意波形应用，在知道具体电流大小，求解其额定电流取值 用法二：对于任意波形应用，给定晶闸管的额定电流后，求解任意波形的平均值最大允许值 通态平均电流 IT(AV） ——在环境温度为40?C和规定的冷却状态下，稳定结温不超过额定结温时所允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。标称其额定电流的参数。 ——使用时应按有效值相等的原则来选取晶闸管。 维持电流 IH ——使晶闸管维持导通所必需的最小电流。 擎住电流 IL ——晶闸管刚从断态转入通态并移除触发信号后， 能维持导通所需的最小电流。对同一晶闸管来说，通常IL约为IH的2~