电子技术新课件第5章现代电力电子技术.ppt

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1、第5章现代电力电子电路第5章晶闸管电路第1节功率电子器件第2节可控桥式整流电路第3节晶闸管触发电路第4节调压、变频、逆变和斩波技术第5节功率电子器件的保护电路第6节晶闸管交流开关电路实例第5章重点晶闸管工作原理单相可控整流电路别名：可控硅（SCR)（SiliconControlledRectifier）是一种大功率半导体器件，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、无噪声、寿命长、容量大（正向平均电流达千安、正向耐压达数千伏）。特点第1节功率电子器件应用领域：逆变整流（交流直流）斩波（直流交流）变频（交流交流）（直流直流）此外还可作

2、无触点开关等一、基本结构A（阳极）P1P2N1三个PN结N2四层半导体K（阴极）G（控制极）第节晶闸管符号AKGPPNNNPAGK二、工作原理结构示意图GKP1P2N1N2AAAPPNNNPGK工作原理分析IGßIGßßIGKAGV1V2GKP1P2N1N2AA1、UGK=0时，UAK>0或UAK<0，均不能导通。J1J2J3工作原理分析IGßIGßßIGKAGV1V2工作原理分析2、UGK>0且UAK>0时（正向电压），V1导通V2导通V1进一步导通，形成正反馈晶闸管迅速导通。IB1=IGIC1=IG=IB2IC2=IB2=IG=IB1维持电流IC2=

3、IGIGßIGßßIGKAGV1V2A3、UGK<0时，UAK>0或UAK<0，均不能导通。GKP1P2N1N2AJ1J2J3工作原理分析导通条件（导通状态）：1、阳极与阴极间加正向电压；2、控制极与阴极间加正向触发电压；3、阳极电流不小于维持电流。截止条件（阻断状态）：1、晶闸管开始工作时，UAK加反向电压，或不加触发信号（即UGK=0）；2、晶闸管正向导通后，令其截止，必须减小UAK，或加大回路电阻，使晶闸管中电流的正反馈效应不能维持。结论晶闸管具有单向导电性（正向导通条件：A、K间加正向电压，G、K间加触发信号）；晶闸管一旦导通，控制极失去作用。若使其关断，必须降

4、低UAK或加大回路电阻，把阳极电流减小到维持电流以下。三、特性与参数1、特性UIURSMUFSMURRMIHUFRMIFIG1=0AIG2IG3IG3IG2IG1>>正向反向UFRM：正向断态重复峰值电压。（晶闸管耐压值。一般取UFRM=80%UFSM。普通晶闸管UFRM为100V~3000V）URRM：反向重复峰值电压。（控制极断路时，可以重复作用在晶闸管上的反向重复电压。一般取URRM=80%URSM。普通晶闸管URRM为100V~3000V）IF：额定通态平均电流。（环境温度为40OC时,在电阻性负载、单相工频正弦半波、导电角不小于170o的电路中，晶闸管允许的最

5、大通态平均电流。普通晶闸管IF为1A~1000A。）2、主要参数UD:额定电压。URRM与UFRM中较小的一个。IF含义说明it2IFIH：维持电流。(在室温下，控制极开路、晶闸管被触发导通后，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。（在室温下，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。）晶闸管型号通态平均电压（UF）额定电压级别（UD）额定通态平均电流（IF）晶闸管类型P---普通晶闸管K---快速晶闸管S---双向晶闸管晶闸管KKP100-

6、3晶闸管电压、电流级别额定通态电流（IF）通用系列为1、5、10、20、30、50、100、200、300、400500、600、800、1000A等14种规格。额定电压（UD）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。四、特殊晶闸管1、可关断晶闸管（GTO-GataTurnOffthyristor）可关断晶闸管的触发导通与普通晶闸管相同。不同之处在于：普通晶闸管的关断不能控制，只能靠减小阳极电压或工作电流来实现。普通晶闸管属半控器件；而可关断

7、晶闸管可在控制极上加负触发信号将其关断，因此它属全控器件。2、双向晶闸管特点：相当于两个晶闸管反向并联，两者共用一个控制极。A2A1G符号PNNNNNPGA2A1结构3、逆导晶闸管特点：相当于一个晶闸管与一个二极管反向并联。正向特性相当于晶闸管，反向特性相当于二极管。AKGAKG符号等效电路4、快速晶闸管特点：开通和关断时间短。适于高频场合。第2节可控整流电路一、单相半波可控整流电路1、电阻性负载电路及工作原理设u1为正弦波u2>0时，加上触发电压uG，晶闸管导通。且uL的大小随uG加入的迟早而变化；u2<0时，晶闸管不通，uL=0。故称