电力电子器件的原理与特性课件.pptVIP

GTR的輸出特性基本上同三極管（Ⅰ）截止區（Ⅱ）放大區（Ⅲ）臨界飽和區（Ⅳ）深飽和區1-*GTR的電壓極限值BVCEOBVCESBVCEXBVCERBVCEXBVCESBVCERBVCEO1-*GTR的二次擊穿原因元件內部局部

溫度過高，引

起電流急劇增

長。性質熱擊穿1-*****電力電子器件的原理與特性1-*電力電子技術的發展傳統的電力電子技術階段（1960～1980年）器件基礎：以晶閘管為核心的晶閘管大家族主要應用：相控整流器、直流斬波器等基本特徵：整流或交流到直流的順變現代的電力電子技術階段（1980年～至今）器件基礎：高頻率、全控的功率集成器件主要應用：脈寬調製（PWM）電路、零電壓零電流開關諧振電路、高頻斬波電路等基本特徵：進入逆變時期1-*現代電力電子技術與傳統的電力電子技術相比較，有如下特點：集成化高頻化全控型電路“弱電化”，控制技術數位化多功能化專用化ASIC1-*電力電子器件的發展第一代電力電子器件無關斷能力的SCR第二代電力電子器件有關斷能力的GTO、GTR等第三代電力電子器件性能優異的複合型器件如（IGBT）和智能器件IPM(IntelligentPowerModule)等1-*電力電子器件的分類按其開關控制性能分類：不控型器件 如電力二極體半控型器件 如晶閘管全控型器件 如GTO、GTR、IGBT按器件內部載流子參與導電的種類分類：單極型器件(MOSFET、SIT等)雙極型器件(SCR、GTO、GTR等)複合型器件(IGBT等)1-*電力電子器件的基本特點雙極型器件通態壓降較低、阻斷電壓高、電流容量大單極型器件開關時間短、輸入阻抗高（電壓控制型）電流具有負的溫度特性，二次擊穿的可能性很小。通態壓降高、電壓和電流定額較小。複合型器件既有電流密度高、導通壓降低的優點；又有輸入阻抗高、回應速度快的優點。1-*電力電子器件的應用決定應用場合的基本因素輸出容量工作頻率應用舉例高壓輸電電力牽引開關電源1-*晶閘管（SCR）名稱晶閘管

（Thyristor）可控矽

（SCR）外形與符號1-*SCR的導通和關斷條件當SCR承受反向陽極電壓時，不論門極承受何種電壓，SCR均處於阻斷狀態。當SCR承受正向陽極電壓時，僅在門極承受正向電壓的情況下，SCR才能導通。SCR在導通時，只要仍然承受一定正向陽極電壓，不論門極電壓如何，SCR仍能導通。SCR在導通情況下，當主電路電流減少到一定程度時，SCR恢復為阻斷。1-*課堂思考（一）調試如圖所示晶閘管電路，在斷開Rd測量輸出電壓Vd是否正確可調時，發現電壓表V讀數不正常，接上Rd後一切正常，為什麼？（觸發脈衝始終正常工作）1-*SCR的工作原理1-*SCR的特性SCR的伏安特性VRSM:反向不重複峰值電壓VBO：轉折電壓IH：維持電流門極的伏安特性1-*SCR的主要參數SCR的電壓定額斷態重複峰值電壓VDRM反向重複峰值電壓VRRM額定電壓通態（峰值）電壓VTMSCR的電流定額維持電流IH擎住電流IL浪湧電流ITSM（通常為4?ITA或更多）1-*SCR的主要參數（續）通態平均電流ITA

1-*課堂思考（二）通過SCR的電流波形

如圖所示，Im＝300A

試選取SCR的ITA解：電流有效值

1-*SCR的主要參數（續）動態參數斷態電壓臨界上升率dv/dt過大的dv/dt下會引起誤導通通態電流臨界上升率di/dt過大的di/dt可使晶閘管內部局部過熱而損壞1-*SCR的主要參數（續）門極參數

以三菱公司的

TM400HA－M

為例1-*晶閘管家族的其他器件快速晶閘管（KK、FSCR）逆導型晶閘管（ReverseConductingThyristor）RCT1-*晶閘管家族的其他器件（續）雙向晶閘管（Bi-directionalThyristor）TRIAC1-*可關斷晶閘管（GTO）名稱GateTurnoffThyristor，簡稱GTO符號1-*GTO的關斷原理GTO處於臨界導通狀態集電極電流IC1占總電流的比例較小電流增益1-*GTO的陽極伏安特性逆阻型逆導型1-*GTO的開通特