北京交通大学+电力电子技术+第02章+电力电子器件的原理与特性.ppt

当IG=0、器件承受正压，呈正向阻断状态，只有很小的正向漏 电流，正压超过临界值即正向转折电压Ubo，漏电流急剧增大， 器件开通 正向转折电压随着门极电流增大而减小 晶闸管导通后与二极管正向特性相仿，压降很小（约1V），而 承受反压时的伏安特性与二极管的反向特性也类似 导通期间，若门极电流为零，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 晶闸管门极触发电流由触发电路在门极和阴极之间施加触发电 压而产生，从门极流入晶闸管、自阴极流出，阴极为晶闸管主 电路与控制电路的公共端 门极的伏安特性 SCR的特性 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、安全地触发，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 SCR的导通和关断条件 当SCR承受反向阳极电压时，不论门极承受何种电压，SCR均处于阻断状态 当SCR承受正向阳极电压时，仅在门极承受正向电压的情况下，SCR才能导通 SCR在导通时，只要仍然承受一定正向阳极电压，不论门极电压如何，SCR仍能导通 SCR在导通情况下，当主电路电流减少到一定程度时，SCR恢复为阻断。阻断方法是： ① 阳极—阴极间加反向电压（常用方法） ② 减小阳极—阴极间电压、增大回路阻抗 导致SCR导通的几种情况（外部条件）： 正向转折导通：UAK↑→J2击穿→ IA ↑ ↑ 高温导通 ：温度↑ →ICBO1、ICBO2 ↑ → IA ↑ ↑ dUAK/dt导通 ： dUAK/dt ↑ →iJ ↑ → IA ↑ ↑ 以上均属非正常导通，应该避免！ 门极触发导通：注入IG → IA ↑ ↑ 光注入导通 ：光照→ ICBO1、ICBO2 ↑ → IA ↑ ↑ 以上两种情况属于正常导通 SCR的主要参数 电压定额 断态重复峰值电压 VDRM：门极断路且结温为额定值时，允许 重复加在器件上的正向峰值电压 反向重复峰值电压 VRRM ：门极断路且结温为额定值时，允许 重复加在器件上的反向峰值电压 额定电压：晶闸管的UDRM和URRM中较小的标值 通态（峰值）电压 VTM ：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 正向不重复峰值电压VDSM ： 反向不重复峰值电压VRSM： 转折电压VBO ：晶闸管开始正向 导通时的电压 SCR的主要参数 电流定额 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，通常约为2~4倍IH 浪涌电流 ITSM：因电路异常引起并使结温超过额定结温的不重 复性最大正向过载电流，通常为 4?ITA 或更大 SCR的主要参数（续） 额定电流 ：晶闸管在环境温度为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 正弦半波的有效值（均方根值）为 ： 由上两式得： ——使用时应按实际电流与通态平均电流有效值相等的 原则选取晶闸管，且留一定裕量，一般取1.5~2倍 ——IR是按照正向电流造成器件本身的发热来定义的 ——产品手册中规定IR=IAV，表示它可以流过任意波形 的、有效值为1.57IR的电流 流过任意波形电流时，SCR额定电流参数计算： ① 根据阳极电流波形计算其有效值（均方根值）： ② 求SCR额定电流： 思 考 通过SCR的电流波形如图所示，Im＝300A试选取SCR的ITA 解：电流有效值 浪涌电流 ITSM：结温为额定值时，晶闸管在规定的极短时间内（工频正弦波半周期内）所能承受的最大过载电流值（通常为 4?IAV或更多）