电力电子器件晶闸管及其应用

《电力电子器件晶闸管及其应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、电子技术晶闸管及其应用第11章晶闸管及其应用11.1晶闸管11.2可控整流电路11.4晶闸管的保护11.3单结晶体管触发电路11.5应用举例返回后一页前一页前一页后一页本章要求1、了解晶闸管的基本结构、工作原理、特性和主要参数。2、理解可控整流电路的工作原理、掌握电压平均值与控制角的关系。3、了解单结晶体管及其触发电路的工作原理。第11章晶闸管及其应用返回晶闸管（SiliconControlledRectifier）一种可控单向导电开关（工作于开关状态下的大功率电子器件）出现于70年代。它的出现使半导体器件由弱电领域扩展到强电领域。体积小、重量轻、效率高无噪声、寿命长、容量大（正

2、向平均电流达千安、正向耐压达数千伏）。优点：返回前一页后一页整流（交流直流）逆变（直流交流）变频（交流交流）斩波（直流直流）此外还可作无触点开关等应用领域：返回前一页后一页11.1晶闸管11.1.1可控硅的结构及工作原理1.结构及符号K阴极控制极G阳极A符号KGAP1P2N1N2结构三个PN结四层半导体返回前一页后一页PPNNNPAGKKAGVT2VT1内部等效电路P1P2N1N2KGA内部结构返回前一页后一页2.工作原理KAGVT1VT2EA>0、EG>0在极短时间内使两个三极管均饱和导通，此过程称触发导通。形成正反馈过程:EGEA返回前一页后一页KAGVT1VT2晶闸管导通后

3、，去掉EG，依靠正反馈，仍可维持导通状态。正反馈过程:2.工作原理EAEGEA>0、EG>0返回前一页后一页晶闸管导通的条件：1、晶闸管阳极电路（阳极与阴极之间）施加正向电压。2、晶闸管控制电路（控制极与阴极之间）加正向电压或正向脉冲（正向触发电压）。晶闸管导通后，控制极便失去作用。依靠正反馈，可控硅仍可维持导通状态。返回前一页后一页晶闸管关断的条件：晶闸管正向导通后，若要使其关断（截止），必须使可控硅阳极电流减小，直到正反馈效应不能维持。当EA下降到0或电源断开时，可控硅自行关断返回前一页后一页11.1.2晶闸管的伏安特性和主要参数1.伏安特性URRMIHUFRMIG3IG2I

4、G1>>UBR正向特性反向特性IG1=0AIG2IG3ABCUI0IFUBO返回前一页后一页前一页后一页2.主要参数UFRM：正向重复峰值电压（晶闸管耐压值）晶闸管控制极开路且正向阻断情况下,允许重复加在晶闸管两端的正向峰值电压。一般取UFRM=80%UB0。普通晶闸管UFRM为100V---3000VURRM：反向重复峰值电压控制极开路时,允许重复作用在晶闸管元件上的反向峰值电压。一般取URRM=80%UBR普通晶闸管URRM为100V---3000V返回IF含义说明正向平均电流环境温度为40OC及标准散热条件下，晶闸管处于全导通时可以连续通过的最大工频半波电流的平均值。普通可

5、控硅IF为1A—1000A。IF：IFt2前一页后一页返回UF:通态平均电压（管压降）。在规定的条件下，通过正弦半波平均电流时，晶闸管阳、阴极间的电压平均值。一般为1V左右。IH：维持电流在室温下，控制极开路、晶闸管维持导通状态所必须的最小电流。一般为几十到一百多毫安。UG、IG：控制极触发电压和电流室温下，阳极电压为直流6V时，使晶闸管完全导通所必须的最小控制极直流电压、电流。一般UG为1到5V，IG为几十到几百毫安。前一页后一页返回晶闸管型号通态平均电压（UF）共九级额定电压（UFRM或URRM）额定正向平均电流（IF）晶闸管类型P---普通晶闸管K---快速晶闸管S--

6、-双向晶闸管晶闸管K前一页后一页返回晶闸管元件电压、电流级别额定正向平均电流IF通用系列为：1、5、10、20、30、50、100、200、300、400、500、600、800、1000A等14种规格。额定电压UFRM通用系列为：1000V以下的每100V为一级，1000V到3000V的每200V为一级。通态平均电压（UF）等级一般用A~I字母表示，由0.4~1.2V，每0.1V为一级。前一页后一页返回11.2可控整流电路11.2.1单相半波可控整流1.电阻性负载1)电路前一页后一页uuTuoRL+–++––Tu<0时：若uG=0，晶闸管不导通，u<0时,晶闸管承受反向电压不

7、导通,u0=0,uT=u，故称可控整流。控制极加触发信号，晶闸管承受正向电压导通，返回2）工作原理tt1t02u2<0时：可控硅承受反向电压不导通即：晶闸管反向阻断前一页后一页,0，晶闸管不导通，u2>0时加触发信号，晶闸管承受正向电压导通返回电压、电流波形3)导通角控制角tttt0t12动画前一页后一页返回4）输出电压及电流的平均值由公式可知：改变控制角，可改变输出电压U0。前一页后一页返回计算举例则=37.2V设V前一页后一页返回5）晶闸管的选择电