电力电子第二章第三讲.pptVIP

电 力 电 子 技 术 Power Electronics 2.4 晶闸管 晶闸管（Thyristor）是能承受高电压、大电流的半控型电力电子器件，也称可控硅整流管（SCR，Silicon Controlled Rectifier）。 由于它电流容量大、电压耐量高以及开通的可控性，已被广泛应用于可控整流和逆变、交流调压、直流变换等领域，成为特大功率、低频（200Hz以下）装置中的主要器件。 它包括普通晶闸管及其一系列派生产品，在无特别说明的情况下，本书所说的晶闸管都为普通晶闸管。 2.4.1 基本结构和工作原理 2.4.1 基本结构和工作原理 2.4.1 基本结构和工作原理 2.4.1 基本结构和工作原理 2.4.1 基本结构和工作原理 2.4.1 基本结构和工作原理 2.4.1 基本结构和工作原理 2.4.1 基本结构和工作原理 2.4.1 基本结构和工作原理 2.4.1 基本结构和工作原理 2.4.2 晶闸管特性及主要参数 1．晶闸管的稳态伏安特性 UDRM、URRM—正、反向断态重复峰值电压； UDSM、URSM—正、反向断态不重复峰值电压； Ubo—正向转折电压； IH—维持电流。 当AK两端施加反压时，即使有门极信号也不可能在晶闸管内部产生电流正反馈。 当反向电压过大而达到反向击穿电压，则反向漏电流迅速上升。类似二极管。 2.4.2 晶闸管特性及主要参数 2.4.2 晶闸管特性及主要参数 2.4.2 晶闸管特性及主要参数 2.4.2 晶闸管特性及主要参数 2.4.2 晶闸管特性及主要参数 2.4.2 晶闸管特性及主要参数 2.4.2 晶闸管特性及主要参数 关断过程 影响关断时间的因素：从应用电路设计看，有结温，反向恢复电流下降率，反向电压及再加的du/dt等。 2.4.2 晶闸管特性及主要参数 3．晶闸管的主要特性参数 1）晶闸管的重复峰值电压——额定电压UT 正向断态重复峰值电压和反向重复峰值电压中的最小值 选用元件的额定电压值应比实际正常工作时的最大电压大2～3倍。 2）晶闸管的额定通态平均电流——额定电流IT(AV) 在环境温度为40℃和规定的冷却条件下，当结温稳定且不超过额定结温时，晶闸管所允许的最大工频正弦半波电流的平均值，称为额定电流。 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还要乘以1.5～2的安全系数，使其具有一定的电流裕量。 2.4.2 晶闸管特性及主要参数 3）通态平均电压UT(AV) 在规定的环境温度、标准散热条件下，晶闸管通以正弦半波额定电流时，阳极与阴极间电压降的平均值，被称为通态平均电压（也称管压降）。反映了器件的通流能力，也和过载能力相关。 4）维持电流IH和掣住电流IL 在室温下门极断开时，元件晶闸管从较大的通态电流降至刚好能保持导通的最小阳极电流被称为维持电流IH。 给晶闸管门极加上触发电压，当晶闸管刚从阻断状态转为导通状态就撤除触发电压，此时晶闸管维持导通所需要的最小阳极电流，被称为掣住电流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。 2.4.2 晶闸管特性及主要参数 5）晶闸管的开通与关断时间 晶闸管的关断时间tq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。 6）通态电流临界上升率di/dt 晶闸管必须规定允许的最大通态电流上升率，称为通态电流临界上升率di/dt。 7）断态电压临界上升率du/dt 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。 2.4.3 晶闸管派生器件及应用 1．快速晶闸管 快速晶闸管（FST，Fast Switching Thyristor），其允许开关频率达到400Hz以上。其中开关频率在10kHz以上快速晶闸管的称为高频晶闸管。它们的外形、电气符号、基本结构、伏安特性都与普通晶闸管相同。 普通晶闸管关断时间数百微秒，快速晶闸管数十微秒，高频晶闸管10?s左右 高频晶闸管的不足在于其电压和电流定额都不易做高，不能忽略开关损耗 频率较高的斩波和逆变电路 2.4.3 晶闸管派生器件及应用 2．双向晶闸管 双向晶闸管（TRIAC，Triode AC Switch）具有正、反两个方向都能控制导通的特性，在交流调压、交流开关电路