多学时-电力电子技术ppt课件.ppt

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1、第9章电力电子技术本章要求：1.了解晶闸管的基本构造、工作原理、特性曲线和主要参数；2.了解单相可控整流电路的可控原理和整流电压与电流的波形，了解单结晶闸管及其触发电路；3.了解逆变电路、变频电路和交流调压电路及斩波电路的工作原理和应用。第9章电力电子技术9.1电力电子器件(1)不控器件器件的导通和关断无可控功能。如整流二极管(D)。(2)半控器件器件的导通可控,但关断不可控。如普通晶闸管(T)。(3)全控器件器件的导通和关断均具可控的功能。如可关断晶闸管(GTO)、功率晶体管(GTR)、功率场效晶体管(VDMOS)及绝缘栅双极晶体管

2、(IGBT)。电力电子器件的符号电力电子器件的主要性能指标电压、电流、工作频率。KGATKADKGAGTOGSDVDMOSBECGTRGECIGBT9.1.1晶闸管晶闸管是在晶体管基础上发展起来的一种大功率半导体器件。它的出现使半导体器件由弱电领域扩展到强电领域。晶闸管也像半导体二极管那样具有单向导电性，但它的导通时间是可控的，主要用于整流、逆变、调压及开关等方面。优点：体积小、重量轻、效率高、动作迅速、维修简单、操作方便、寿命长、容量大（正向平均电流达千安、正向耐压达数千伏）。（SiliconControlledRectifier）

3、G控制极1.基本结构K阴极阳极AP1P2N1N2晶闸管具有三个PN结。(c)结构KGA(b)符号(a)外形晶闸管的外形、结构及符号四层半导体三个PN结P1P2N1N2KGA晶闸管相当于PNP和NPN型两个晶体管的组合PPNNNPAGK+KAT2T1_P2N1N2IGIAP1N1P2IKG2.工作原理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EA>0、EG>0AKGEA+_RT1T2EG_+EA+_RT1T2EGA_+K晶闸管导通后，去掉EG，依靠正反馈，仍可维持导通状态。2.工作原理EA>0、EG>0形成正反

4、馈过程G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，晶闸管仍可维持导通状态。晶闸管关断的条件：(1)必须使可控硅阳极电流减小，直到正反馈效应不能维持。(2)将阳极电源断开或者在晶闸管的阳极和阴极间加反向电压。正向特性反向特性URRMUFRMIG2>IG1>IG0UBRIFUBO正向转折电压IHOUIIG0IG1IG2+_+_反向转折电压正向平均电流维持电流U3.伏安特性4.主要参数(1)

5、正向重复峰值电压UDRM晶闸管控制极开路且正向阻断情况下,可以重复加在晶闸管两端的正向峰值电压。一般UDRM比正向转折电压UBO低100V。(2)反向重复峰值电压URRM晶闸管控制极开路时,可以重复加在晶闸管两端的反向峰值电压。一般URRM比反向转折电压

6、UBO

7、低100V。(3)正向平均电流IF环境温度为40°C及标准散热条件下，晶闸管处于全导通时可以连续通过的工频正弦半波电流的平均值。IFt2如果正弦半波电流的最大值为Im,则普通晶闸管IF为1A—1000A。(4)维持电流IH在规定的环境和控制极断路时，晶闸管维持导通状态所必

8、须的最小电流。晶闸管型号及其含义导通时平均电压组别共九级,用字母A~I表示0.4~1.2V额定电压,用百位或千位数表示取UFRM或URRM较小者额定正向平均电流(IF)（晶闸管类型）P--普通晶闸管K--快速晶闸管S--双向晶闸管晶闸管KP普通型如KP5-7表示额定正向平均电流为5A,额定电压为700V。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。晶闸管双向触发导通。UA2>UA1时控制极相对于A1加正脉冲，uGA1>0，晶闸管正向导通，电流从A2流向A1。UA2

9、管反向导通，电流从A1流向A2。工作原理：(a)结构图(b)GA1PNPNA2NNN(b)符号控制极第二电极TA2GA1第一电极可关断晶闸管符号：KGAGTO特点：控制极加正触发信号，晶闸管导通；控制极加负触发信号，晶闸管关断。GTO全控示意图KGAiGiAREAiGiA功率晶体管、功率场效应晶体管和绝缘栅双极晶体管1.功率晶体管2.功率场效应晶体管3.绝缘栅双极晶体管这种晶体管主要作为功率开关使用。这种场效应管的漏极电流较大，可达几百A；耐压较高，漏-源电压可达千伏；效率较高、速度较快。这种晶体管综合了功率晶体管和功率场效应晶体管

10、的优点，具有较高的电压与电流和工作频率，其关断时间可缩短到40ns。9.2整流电路整流电路的作用:将交流电压转变为脉动的直流电压。常见的整流电路：半波、全波、桥式和倍压整流；单相和三相整流等。分析时可把二极管当作理想元件