电力电子技术基础-华南理工大学：1—器件.pptVIP

电力电子技术 第二部分 电力电子器件 ——SCR的工作原理 电力电子技术基础 阻断状态：IG=0，?1+?2很小。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）：注入触发电流使晶体管的发射极电流增大以致?1+?2趋近于1的话，流过晶闸管的电流IA（阳极电流）将趋近于无穷大，实现饱和导通。IA实际由外电路决定。 电力电子技术 第二部分 电力电子器件 ——SCR其他可以导通的情况 电力电子技术基础 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之外，其它都因不易控制而难以应用于实践，称为光控晶闸管（Light Triggered Thyristor——LTT） 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 电力电子技术 第二部分 电力电子器件 ——SCR的静态特性 电力电子技术基础 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 电力电子技术 第二部分 电力电子器件 ——SCR的静态特性 电力电子技术基础 晶闸管的伏安特性 第I象限的是正向特性 第III象限的是反向特性 电力电子技术 第二部分 电力电子器件 ——SCR的静态特性 电力电子技术基础 IG=0时，器件两端施加正向电压，正向阻断状态，只有很小的正向漏电流流过，正向电压超过临界极限即正向转折电压Ubo，则漏电流急剧增大，器件开通 随着门极电流幅值的增大，正向转折电压降低 导通后的晶闸管特性和二极管的正向特性相仿 晶闸管本身的压降很小，在1V左右 导通期间，如果门极电流为零，并且阳极电流降至接近于零的某一数值IH以下，则晶闸管又回到正向阻断状态。IH称为维持电流。（伏安特性图） 电力电子技术 第二部分 电力电子器件 ——SCR的静态特性 电力电子技术基础 晶闸管上施加反向电压时，伏安特性类似二极管的反向特性 晶闸管的门极触发电流从门极流入晶闸管，从阴极流出 阴极是晶闸管主电路与控制电路的公共端 门极触发电流也往往是通过触发电路在门极和阴极之间施加触发电压而产生的 晶闸管的门极和阴极之间是PN结J3，其伏安特性称为门极伏安特性。为保证可靠、安全的触发，触发电路所提供的触发电压、电流和功率应限制在可靠触发区。（伏安特性图） 电力电子技术 第二部分 电力电子器件 ——SCR的动态特性 电力电子技术基础 晶闸管的开通和关断波形 电力电子技术 第二部分 电力电子器件 ——SCR的动态特性 电力电子技术基础 1) 开通过程（特性图) 延迟时间td：门极电流阶跃时刻开始，到阳极电流上升到稳态值的10%的时间 上升时间tr：阳极电流从10%上升到稳态值的90%所需的时间 开通时间ton以上两者之和， ton=td+ tr （1-6） 普通晶闸管延迟时间为0.5~1.5?s，上升时间为0.5~3?s 电力电子技术 第二部分 电力电子器件 ——FET的分类 电力电子技术基础 2) 关断过程 反向阻断恢复时间trr：正向电流降为零到反向恢复电流衰减至接近于零的时间 正向阻断恢复时间tgr：晶闸管要恢复其对正向电压的阻断能力还需要一段时间 在正向阻断恢复时间内如果重新对晶闸管施加正向电压，晶闸管会重新正向导通 实际应用中，应对晶闸管施加足够长时间的反向电压，使晶闸管充分恢复其对正向电压的阻断能力，电路才能可靠工作 关断时间toff：trr与tgr之和，即 toff=trr+tgr （1-7) 普通晶闸管的关断时间约几百微秒。 电力电子技术 第二部分 电力电子器件 ——SCR的主要参数 电力电子技术基础 1. 电压定额 1)?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。 2)?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。 3)?通态（峰值）电压UTM——晶闸管通以某一规定倍 数的额定通态平均电流时的瞬态峰值电压。 通常取晶闸管的UDRM和URRM中较小的标值作为该器件的额定电压。选用时，额定电压要留有一定裕量,一般取额定电压为正常工作时晶闸管所承受峰值电压2~3倍 电力电子技术 第二部分 电力电子器件 ——SCR的主要参数 电力电子技术基础 2. 电流定额 1)??通态平均电流 IT(AV)