功率二极管、晶闸管.ppt

单相半控桥式整流电路带大电感性负载时，虽本身有自然续流的能力，似乎不需要另接续流二极管。但在实际运行中， 当突然把控制角α增大到180°以上或突然切断触发电路时， 会发生正在导通的晶闸管一直导通，两个二极管轮流导通的现象。此时触发信号对输出电压失去了控制作用，我们把这种现象称为失控。 失控现象在使用中是不允许的，为消除失控，带电感性负载的半控桥式整流电路还需另接续流二极管VD， 如图1-13(a)所示。 图 1-13 单相半控桥式整流电路带大电感负载接续流二极管时的波形 (a) 电路； (b) 波形 不同的电流波形有不同的平均值与有效值，波形系数Kf也不同。在选用晶闸管的时候，首先要根据管子的额定电流（通态平均电流）求出元件允许流过的最大有效电流。不论流过晶闸管的电流波形如何，只要流过元件的实际电流最大有效值小于或等于管子的额定有效值，且散热冷却在规定的条件下，管芯的发热就能限制在允许范围内。由于晶闸管的电流过载能力比一般电机、电器要小得多，因此在选用晶闸管额定电流时，根据实际最大的电流计算后至少要乘以1.5～2的安全系数，使其有一定的电流裕量。 4．维持电流IH和掣住电流IL 在室温且控制极开路时，维持晶闸管继续导通的最小电流称为维持电流IH。维持电流大的晶闸管容易关断。维持电流与元件容量、结温等因素有关，同一型号的元件其维持电流也不相同。通常在晶闸管的铭牌上标明了常温下IH的实测值。 给晶闸管门极加上触发电压，当元件刚从阻断状态转为导通状态时就撤除触发电压，此时元件维持导通所需要的最小阳极电流称为掣住电流IL。对同一晶闸管来说，掣住电流 IL要比维持电流IH大2～4倍。  5． 晶闸管的开通与关断时间 1） 开通时间tgt  一般规定：从门极触发电压前沿的10%到元件阳极电压下降至10%所需的时间称为开通时间tgt ，普通晶闸管的tgt约为6 μs。开通时间与触发脉冲的陡度大小、结温以及主回路中的电感量等有关。为了缩短开通时间，常采用实际触发电流比规定触发电流大3～5倍、前沿陡的窄脉冲来触发，称为强触发。另外， 如果触发脉冲不够宽， 晶闸管就不可能触发导通。一般说来， 要求触发脉冲的宽度稍大于tgt ，以保证晶闸管可靠触发。 2） 关断时间tq  晶闸管导通时，内部存在大量的载流子。晶闸管的关断过程是： 当阳极电流刚好下降到零时，晶闸管内部各PN结附近仍然有大量的载流子未消失，此时若马上重新加上正向电压， 晶闸管仍会不经触发而立即导通，只有再经过一定时间，待元件内的载流子通过复合而基本消失之后，晶闸管才能完全恢复正向阻断能力。我们把晶闸管从正向阳极电流下降为零到它恢复正向阻断能力所需要的这段时间称为关断时间tq。  晶闸管的关断时间与元件结温、关断前阳极电流的大小以及所加反压的大小有关。普通晶闸管的tq约为几十到几百微秒。 6． 通态电流临界上升率di/dt 门极流入触发电流后，晶闸管开始只在靠近门极附近的小区域内导通，随着时间的推移，导通区才逐渐扩大到PN结的全部面积。如果阳极电流上升得太快，则会导致门极附近的PN结因电流密度过大而烧毁，使晶闸管损坏。因此，对晶闸管必须规定允许的最大通态电流上升率，称通态电流临界上升率di/dt。  7． 断态电压临界上升率du/dt 晶闸管的结面积在阻断状态下相当于一个电容，若突然加一正向阳极电压， 便会有一个充电电流流过结面，该充电电流流经靠近阴极的PN结时，产生相当于触发电流的作用，如果这个电流过大，将会使元件误触发导通，因此对晶闸管还必须规定允许的最大断态电压上升率。我们把在规定条件下，晶闸管直接从断态转换到通态的最大阳极电压上升率称为断态电压临界上升率du/dt。 1.2.5 晶闸管的型号及简单测试方法 1． 晶闸管的型号 图 1-8 晶闸管型号的含义 2．晶闸管的简单测试方法 对于晶闸管的三个电极，可以用万用表粗测其好坏。依据PN结单向导电原理，用万用表欧姆挡测试元件的三个电极之间的阻值，可初步判断管子是否完好。如用万用表R×1 kΩ 挡测量阳极A和阴极K之间的正、反向电阻都很大，在几百千欧以上，且正、反向电阻相差很小；用R×10或R×100挡测量控制极G和阴极K之间的阻值，其正向电阻应小于或接近于反向电阻，这样的晶闸管是好的。如果阳极与阴极或阳极与控制极间有短路，阴极与控制极间为短路或断路， 则晶闸管是坏的。 3．