电力电子技术 配套课件教学课件 作者 徐立娟 模块一-项目1.ppt

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1、电力电子技术2010年6月长沙民政职业技术学院电子信息工程系模块一调光灯晶闸管同步变压器调光电位器触发电路主电路单结晶体管长沙民政职业技术学院电子信息工程系认识普通晶闸管、双向晶闸管、可关断晶闸管和单结晶体管器件。会选用和检测普通晶闸管、双向晶闸管、可关断晶闸管和单结晶体管。能分析普通晶闸管、双向晶闸管、可关断晶闸管和单结晶体管的工作原理。能分析单相半波整流电路和单结晶体管触发电路的工作原理。能了解触发电路与主电路电压同步的基本概念。学会调光灯电路的安装与调试技能。在小组合作实施项目过程中培养与人合作的精神。【学习目标】长沙民政职业技术学院电子信息工程系项目一认

2、识晶闸管和单结晶体管【学习目标】·观察普通晶闸管、双向晶闸管和单结晶体管的外形，让同学们认识这三种器件的外形结构、端子及型号。·通过测试，会判别器件的端子、判断器件的好坏并能通过原理说明原因。·通过选择器件，掌握器件的基本参数，初步具备成本核算意识。一、项目分析调光灯是一种最简单的电力电子装置，调光灯电路中常用的器件有：普通晶闸管、双向晶闸管、单结晶体管、二极管、电阻、电容等。其中二极管、电阻、电容等是前续课程已经介绍过的器件，本项目主要认识普通晶闸管、双向晶闸管、单结晶体管器件，为分析调光灯电路和其他电力电子电路打下基础。长沙民政职业技术学院电子信息工程系二、

3、相关知识（一）普通晶闸管晶闸管的结构和工作原理长沙民政职业技术学院电子信息工程系晶闸管导通条件：阳极加正向电压、门极加正向电压；关断条件：阳极电流小于维持电流结论长沙民政职业技术学院电子信息工程系晶闸管的特性阳极伏安特性长沙民政职业技术学院电子信息工程系晶闸管主要参数（1）阳极参数晶闸管的额定电压晶闸管的额定电流维持电流擎住电流（2）门极参数（3）动态参数长沙民政职业技术学院电子信息工程系双向晶闸管长沙民政职业技术学院电子信息工程系双向晶闸管结构双向晶闸管是一种NPNPN五层结构的三端器件。有两个主电极T1、T2，一个门极G长沙民政职业技术学院电子信息工程系双向

4、晶闸管的特性与参数长沙民政职业技术学院电子信息工程系双向晶闸管的触发方式双向晶闸管正反两个方向都能导通，门极加正负电压都能触发。主电压与触发电压相互配合，可以得到四种触发方式：1）Ⅰ+触发方式。主极T1为正，T2为负；门极电压G为正，T2为负。特性曲线在第Ⅰ象限。2）Ⅰ-触发方式。主极T1为正，T2为负；门极电压G为负，T2为正。特性曲线在第Ⅰ象限。3）Ⅲ+触发方式。主极T1为负，T2为正；门极电压G为正，T2为负。特性曲线在第Ⅲ象限。4）Ⅲ-触发方式。主极T1为负，T2为正；门极电压G为负，T2为正。特性曲线在第Ⅲ象限。由于双向晶闸管的内部结构原因，四种触发方

5、式中灵敏度不相同，以Ⅲ+触发方式灵敏度最低，使用时要尽量避开，常采用的触发方式为Ⅰ+和Ⅲ-。长沙民政职业技术学院电子信息工程系单结晶体管单结晶体管的结构长沙民政职业技术学院电子信息工程系单结晶体管的伏安特性长沙民政职业技术学院电子信息工程系可关断晶闸管（GTO）长沙民政职业技术学院电子信息工程系GTO的结构长沙民政职业技术学院电子信息工程系GTO的工作原理GTO的触发导通原理与普通晶闸管相似，阳极加正向电压，门极加正触发信号后，使GTO导通。但是它的关断原理、方式与普通晶闸管大不相同。普通晶闸管门极正信号触发导通后就处于深度饱和状态维持导通，除非阳、阴极之间正向

6、电流小于维持电流IH或电源切断之后才会由导通状态变为阻断状态。而GTO导通后接近临界饱和状态，可给门极加上足够大的负电压破坏临界状态使其关断长沙民政职业技术学院电子信息工程系GTO的阳极伏安特性长沙民政职业技术学院电子信息工程系GTO的主要参数（1）最大可关断阳极电流IATO最大可关断阳极电流IATO是可以通过门极进行关断的最大阳极电流，当阳极电流超过IATO时，门极负电流脉冲不可能将GTO关断。通常将最大可关断阳极电流IATO作为GTO的额定电流。应用中，最大可关断阳极电流IATO还与工作频率、门极负电流的波形、工作温度以及电路参数等因素有关，它不是一个固定不

7、变的数值。（2）门极最大负脉冲电流IGRM门极最大负脉冲电流IGRM为关断GTO门极施加的最大反向电流。（3）电流关断增益βOFF电流关断增益βOFF为IATO与IGRM的比值，βOFF=IATO/IGRM。βOFF反映门极电流对阳极电流控制能力的强弱，βOFF值越大控制能力越强。这一比值比较小，一般为5左右，这就是说，要关断GTO门极的负电流的幅度也是很大的。如βOFF=5，GTO的阳极电流为1000A，那么要想关断它必须在门极加200A的反向电流。长沙民政职业技术学院电子信息工程系三、项目实施（一）认识晶闸管和单结晶体管外形1．普通晶闸管普通晶闸管的外形如图

8、1-2所示。从外观上判断