晶闸管可控整流电路精品ppt课件.pptx

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1、定义:电力电子电路中能实现电能的变换和控制的半导体电子器件。(PowerElectronicDevice)其基本模型：ＡＢＫ图１电力电子器件的理想开关模型第一章电力电子器件知识电力电子器件的基本特性电力电子器件一般都工作在开关状态。电力电子器件的开关状态由外电路（驱动电路）来控制。在工作中器件的功率损耗（通态、断态、开关损耗）很大。为保证不至因损耗散发的热量导致器件温度过高而损坏，在其工作时一般都要安装散热器。晶闸管是一种功率四层半导体器件，有三个引出极，阳极（A）、阴极（K）、门极（G），常用的有螺栓式与平板式。二、晶闸管的结构与工

2、作原理ANNPKGPJ1J2J3AGK图2晶闸管的图形符号和内部结构2.1晶闸管的结构常用晶闸管的外形结构螺栓型晶闸管平板型晶闸管外形及结构大电流螺旋式大电流平板式晶闸管模块小电流塑封式晶闸管由四层半导体交替叠成，可等效看成两个晶体管Ｖ1（Ｐ1—Ｎ1—Ｐ2）与V2（N1—Ｐ2—Ｎ2）的组成。2.2晶闸管工作原理图4晶闸管工作原理晶闸管的导通条件：1、阳极与阴极之间加上正向电压；2、门极（控制极）与阴极之间加上适当的正向电压，有足够的门极电流Ig流入。晶闸管导通后，控制极便失去作用，晶闸管维持导通状态。晶闸管的工作原理：可控的单向导电性

3、。晶闸管关断的条件：流过晶闸管的阳极电流Ia小于晶闸管规定的维持电流IH。关断实现的方式：⒈减小阳极电压⒉增大负载电阻⒊加反向阳极电压(1)正向特性1)IG=0时，器件两端施加正向电压，只有很小的正向漏电流，为正向阻断状态。2)正向电压超过正向转折电压UBO，则漏电流急剧增大，器件开通。3)随着门极电流幅值的增大，正向转折电压降低。4)晶闸管本身的压降很小，在1V左右。正向导通雪崩击穿O+UA-UA-IAIAIHIG2IG1IG=0UBOUDSMUDRMURRMURSM图5晶闸管的伏安特性IG2>IG1>IG2.3晶闸管的

4、伏安特性(静态特性)1)反向特性类似二极管的反向特性。2)反向阻断状态时，只有极小的反相漏电流流过。3)当反向电压达到反向击穿电压后，可能导致晶闸管发热损坏。正向导通雪崩击穿O+UA-UA-IAIAIHIG2IG1IG=0UboUDSMUDRMURRMURSM(2)反向特性图5晶闸管的伏安特性IG2>IG1>IG晶闸管型号KP□－□□表示闸流特性普通反向阻断型额定通态平均电流正反向重复峰值电压等级通态平均电压组别如KP100―12G表示额定电流为100A,额定电压为1200V,管压降(通态平均电压)为1V的普通型晶闸管.三、可控整流电

5、路整流电路单相单相半波单相全波单相桥式三相三相半控三相全控负载性质：电阻性电感性反电势性（一）电阻性负载3.1单相半波可控整流电路图6单相半波可控整流电路及波形单相变压器二次侧电压U2为50HZ正弦波;变压器起变换电压和电气隔离的作用。电路输出电压电流平均值下标均用d表示。晶闸管VT,当在电源正半周内且在门极加触发脉冲时导通.VT导通时，Ud=U2,截止时Ud=0。电阻负载的特点：电压与电流成正比，两者波形相同。VT的α移相范围为　0～180通过控制触发脉冲的相位来控制直流输出电压大小的方式称为相位控制方式，简称相控方式。首先，引入

6、两个重要的基本概念：控制角：从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加触发脉冲止的电角度,用α表示,也称触发角或触发延迟角。导通角：晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度，用θ表示。直流输出电压平均值为阻感负载的特点：电感对电流变化有抗拒作用，使得流过电感的电流不发生突变。延迟了晶闸管的关断时刻，使Ud波形上出现了负值。(二)电感性负载整流电路直流负载的感抗ωLd和电阻Rd的大小相比不可忽略时，这种负载称为电感性负载。图7带电感性负载的单相半波可控整流电路及波形(二)电感性负载在带有大电感负载时，单相半波相控整流电路正常工作的关键是使负载端

7、不出现负电压，因此要设法在电源电压U2负半周时，使晶闸管VT承受反压而关断。解决的办法是在负载两端并联一个二极管。加了续流二极管以后，输出直流电压Ud的波形与电阻负载时一样，而电流波形则完全不同。电源电压正半周时，电流由电源经导通的晶闸管供给；电源电压负半周时，晶闸管关断，电流由续流电流维持，因此，负载电流由两部分合成。(三)续流二极管L储存的能量保证了电流id在Ld-Rd-VD回路中流通，此过程通常称为续流。图8电感性负载接续流二极管时的电路及波形(三)续流二极管3.2单相全波可控整流电路0TRu2u2单相全波可控整流电路采用了二次

8、侧带有中心抽头的变压器，每个二次绕组一周期内只工作一半时间，利用率低。VT1VT2RdTRu2u2电阻性负载3.2单相全波可控整流电路图9单相全波可控整流电路单相全波可控整流与单相桥式全控整流电路输出的直流电压都是全波相