《晶闸管的工作原理与应用》.ppt

晶闸管的工作原理与应用;1.1.1 晶闸管及其工作原理 1.1.2 晶闸管的特性与主要参数 1.1.3 晶闸管的派生器件 ;1.1 、晶闸管;1.1.1 晶闸管及其工作原理;常用晶闸管的结构;2、晶闸管的工作原理;返回;1.3.2 晶闸管的特性与主要参数;2. 晶闸管的开关特性;3. 晶闸管的主要特性参数 ;（2）晶闸管的额定通态平均电流─额定电流IT(AV) ;2） IT(AV)计算方法：; （3）门极触发电流IGT和门极触发电压UGT ;（5）维持电流ＩＨ 和掣住电流ＩL;1.3.3 晶闸管的派生器件 ; 有两个主电极T1和T2，一个门极G。 正反两方向均可触发导通，所以双向晶闸管在第Ｉ和第III象限有对称的伏安特性。;3. 逆导晶闸管 (RCT);1.4 可关断晶闸管 ; PNPN四层半导体结构，外部引出阳极、阴极和门极;2、可关断晶闸管的工作原理 1）GTO的导通机理与SCR是相同的。 2）在关断机理上与SCR是不同的。门极加负脉冲即从门极抽出电流(即抽取饱和导通时储存的大量载流子)，强烈正反馈使器件退出饱和而关断。 ; 3、可关断晶闸管的应用 ;1.4.2 可关断晶闸管的特性 ;1.5、 电力晶体管 ; 深饱和区：类似于开关的通态。;1.6 电力场效应晶体管;1、电力场效应管的结构; 1.7 、绝缘栅双极型晶体管 ;（1）IGBT的伏安特性（如图a) 反映在一定的栅极一发射极电压UGE下器件的输出端电压UCE与电流Ic的关系。 IGBT的伏安特性分为:截止区、有源放大区、饱和区和击穿区。;1.8 、其它新型电力电子器件;1.8.1 静电感应晶体管（SIT）;1.8.2 静电感应晶闸管（SITH） ;1.8.3 MOS控制晶闸管（MCT） ;1.8.4 MOS控制晶闸管（IGCT/GCT） ;1.8.5 功率模块与功率集成电路 ; 1.9 、电力电子器件的驱动与保护;（4）滤波器：在输出直流的电力电子系统中输出滤波器用来滤除输出电压或电流中的交流分量以获得平稳的直流电能；在输出交流的电力电子系统中滤波器滤除无用的谐波以获得期望的交流电能，提高由电源所获取的以及输出至负载的电力质量。 （5）散热系统：散发开关器件和其他部件的功耗发热，减小开关器件的热心力，降低开关器件的结温。（6）控制系统：实现电力电子电路的实时、适式控制，综合给定和反馈信号，经处理后为开关器件提供开通、关断信号，开机、停机信号和保护信号。;1.9.1 电力电子器件的换流方式;（1）器件换流：利用电力电子器件自身所有的关断能力进行换流称为器件换流。 （2）电网换流：由电网提供换流电压使电力电子器件关断，实现电流从一个臂向另一个臂转移称为电网换流。 （3）负载换流：由负载提供换流电压，使电力电子器件关断，实现电流从一个臂向另一个臂转移称为负载换流。凡是负载电流的相位超前电压的场合，都可以实现负载换流。;（4）脉冲换流： 设置附加的换流电路，由换流电路内的电容提供换流电压，控制电力电子器件实现电流从一个臂向另一个臂转移称为脉冲换流，有时也称为强迫换流或电容换流。 脉冲换流有脉冲电压换流和脉冲电流换流。; 1.9.2 驱动电路;作用：产生符合要求的门极触发脉冲，决定每个晶闸管的触发导通时刻。 图1.9.4为基于脉冲变压器PT和三极管放大器的驱动电路。 工作原理：当控制系统发出的高电平驱动信号加至三极管放大器后，变压器PT输出电压经D2输出脉冲电流触发SCR导通。当控制系统发出的驱动信号为零后，D1、DZ续流，PT的原边电压速降为零，防止变压器饱和。;图1.9.5光耦隔离的SCR驱动电路。 工作原理：当控制系统发出驱动信号致光耦输入端时，光耦输出电路中R上的电压产生脉冲电流触发SCR导通。 ;2．GTO的驱动电路;1) 作用: 将控制电路输出的控制信号放大到足以保证GTR可靠导通和关断的程度。 2) 功能: ①提供合适的正反向基流以保证GTR可靠导通与关断(期望的基极驱动电流波形如图1.9.7 所示)。 ② 实现主电路与控制电路的隔离。 ③ 具有自动保护功能，以便在故障发生时快速自动切除驱动信号，避免损坏GTR。 ④ 电路尽可能简单、工作稳定可靠、抗干扰能力强。;图1.9.8 双电源驱动电路 ; 由于IGBT的输入特性几乎和VDMOS相同(阻抗高，呈容性)所以，要求的驱动功率小，电路简单，用于IGBT的驱动电路同样可以用于VDMOS。;图1.9.13 EXB8XX驱动模块框图 ;1.9.3 保护电路;措施：通常电力电子系统同时采用电子电路、快速熔断器、直流快速断路器和过电流继电器等几种过电流保护措施，提高保