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第十章 晶闸管及其基本电路 半导体器件向两个方向发展：微电子和电力电子 1：微电子向微观发展---集成电路。主要实现信号的变换和传递。 2：电力电子向大功率发展---晶闸管。主要实现电功率的变换和控制；既实现强电的传输，但用弱电控制。 晶闸管的优点： 1）用弱电信号控制大功率的电能传输。 2）控制灵敏，反应快。既控制时导通及截止快（微秒级）。 3）损耗小，效率高（压降仅1V）。 4）体积小，重量轻。 * 晶闸管的缺点： 1）过载能力差。过电流，过电压时容易损坏，要采用保护措施，使用的电压及电流要留余量。 2）抗干扰能力差，易受冲击电压的影响。 3）导致电网电压波形畸变，产生高次谐波分量，对电网产生干扰。 4）控制电路复杂。 10.1 电力半导体器件 10.1.1 晶闸管（Silicon Contrilled Rectifier—SCR) 1.晶闸管的结构和符号：是可控制的硅整流元件----可控硅。 2.晶闸管的工作原理： 晶闸管具有可控的单向导电性。 1）可控性：既当控制极（G）加电压才导通。 2）单向导通：反向电压时不导通。 晶闸管可以看成两支晶体管的组合： 晶闸管的特性： 1）起始时若控制极不加电压，则无论阳极加正向电压或反向电压，晶闸管均不导通。 2）晶闸管的阳极和控制极同时加正向电压晶闸管才导通，晶闸管导通同时具备的两个条件。 3）晶闸管导通后，控制极就失去了作用；要使晶闸管由导通变为关断，就要将晶闸管的正向电压降到一定值（正向电压关断或正向电压反向）。 晶闸管PN结间可通过几十A~几千A的电流。 3.晶闸管的伏安特性： 晶闸管的正向转折电压UBO（断态不重复峰值电压UDSM）;随控制极电流的增大而减小。 2） 晶闸管的反向转折（击穿）电压UBR（反向不重复峰值电压UDSM）;随控制极电流的增大而减小。 4.晶闸管的主要参数： 1）断态重复峰值电压UDRM：比正向转折电压UBO小100V。 2）反向重复峰值电压URRM：比反向击穿电压UBR小100V。 3）额定通态平均电流（额定通态平均电流）IT：即晶闸管的额定电流。表示可以连续的工频正弦半波电流的平均值。 4）维持电流IH：在控制极断路的情况下，维持元件继续导通的最小 电流 。 ５.晶闸管的型号及其含义：３ＣＴ５０／５００ ６.如何判别管子的好坏： 10.1.２ 其他电力半导体器件 　１.双向晶闸管：用于交流电路。相当与两只普通的晶闸管的反并联，或叫交流晶闸管。控制极对电源的两个半周均有触发控制作用。 ２.可关断晶闸管：可控制关断。 (1)GTO的控制极可以控制元件的导通和关断，而晶闸管控制极只能控制元件的导通。 (２)GTO的动态特性较晶闸管要好。 　　只要在GTO的控制极加不同极性的脉冲触发信号就可以控制其导通与断开，但GTO所需的控制电流远较晶闸管大．例如，额定电流相同的GTO与晶闸管相比较，如果晶闸管需要30μA的控制触发电流．则GTO约需要20mA才能动作。 ３.功率晶体管：使用于高电压和高电流的晶体管。 10.２ 单相可控整流电路 　可组成单相半波，单相桥式，三相零式和三相桥式整流电路。 10.２.1 单相半波可控整流电路 　1.带电阻负载的可控整流电路： ２.带电感性负载的可控整流电路： ３.带电感性负载的可控整流电路（加续流二极管）： 10.２.２ 单相桥式可控整流电路 １.单相半控桥式整流电路； １）.电阻性负载； ２）.电感性负载； ２）.反电势负载； 电流是断续的 加平波电抗器后,负载的电流是连续的 2.单相全控桥式整流电路： 用两只晶闸管代替半控桥中的两只二极管即组成全控桥。带电阻 负载时电路的输出与半控桥相同。带电感负载且没有续流二极管，电 压波形会出现负值。 10.3 三相可控整流电路 10.3.1 三相半波可控整流电路 变压器的副边接成星形，有公共零点，也叫三相零式电路。负载上的电压为电源的相电压。改变触发脉冲的相位可得到不同的直流电压。 　　1.电阻性负载：相邻两相的 电压波形交点为自然换相点。 控制角α从自然换相点算起。 1）当α=0时：三相触发角相差2π/3。 2）当0≤α≤π/6时：三相触发角相差2π/3。 3）当π/6 ≤α≤5π/6时：三相触发角相差2π/3。 当α=5π/6时，Ud=0。电阻负载时, α的移相范围为0~5π/6 2.电感性负载： 由于电感的作用,电流的 变化落后于电压的变化. 当α=π/2时，Ud