晶闸管特性、作用

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1、第一章电力电子器件1.1不可控器件—电力二极管1.2晶闸管的可控单向导电性1.3晶闸管的工作原理与特性1.4晶闸管的主要特性参数1.5晶闸管的派生器件1.6典型全控型器件1.7电力电子器件的驱动1.8电力电子器件的保护1.9电力电子器件器件的串联和并联使用1.3.2晶闸管伏安特性：图1.6晶闸管伏安特性（1）正向特性○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。○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。○随着门极电流幅值的增大，正向转折电压降低。○晶闸管本身的压降

2、很小，在1V左右。1）静态特性（2）反向特性反向特性类似二极管的反向特性。反向阻断状态时，只有极小的反相漏电流流过。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。图1.6晶闸管伏安特性(1)开通过程延迟时间td(0.5-1.5s)上升时间tr(0.5-3s)开通时间tgt以上两者之和，tgt=td+tr100%90%10%uAKttO0tdtrtrrtgrURRMIRMiA2)关断过程反向阻断恢复时间trr正向阻断恢复时间tgr关断时间tq以上两者之和tq=trr+tgr普通晶闸管的关断时间约几百微

3、秒2）动态特性图1.7晶闸管的开通和关断过程波形断态重复峰值电压UDRM——在门极断路而结温为额定值时，允许重复加在器件上的正向峰值电压。反向重复峰值电压URRM——在门极断路而结温为额定值时，允许重复加在器件上的反向峰值电压。通态（峰值）电压UT——晶闸管通以某一规定倍数的额定通态平均电流时的瞬态峰值电压。通常取晶闸管的UDRM和URRM中较小的标值作为该器件的额定电压。选用时，一般取额定电压为正常工作时晶闸管所承受峰值电压2-3倍。使用注意：1）电压定额1.4闸管的主要特性参数通态平均电流IT(AV）——在

4、环境温度为40C和规定的冷却状态下，稳定结温不超过额定结温时所允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。标称其额定电流的参数。——使用时应按有效值相等的原则来选取晶闸管。维持电流IH——使晶闸管维持导通所必需的最小电流。擎住电流IL——晶闸管刚从断态转入通态并移除触发信号后，能维持导通所需的最小电流。对同一晶闸管来说，通常IL约为IH的2-4倍。浪涌电流ITSM——指由于电路异常情况引起的并使结温超过额定结温的不重复性最大正向过载电流。2）电流定额除开通时间tgt和关断时间tq外，还有：断态电压临界上升率du/

5、dt——指在额定结温和门极开路的情况下，不导致晶闸管从断态到通态转换的外加电压最大上升率。——电压上升率过大，使充电电流足够大，就会使晶闸管误导通。通态电流临界上升率di/dt——指在规定条件下，晶闸管能承受而无有害影响的最大通态电流上升率。——如果电流上升太快，可能造成局部过热而使晶闸管损坏。3）动态参数有快速晶闸管和高频晶闸管。开关时间以及du/dt和di/dt耐量都有明显改善。普通晶闸管关断时间数百微秒，快速晶闸管数十微秒，高频晶闸管10s左右。高频晶闸管的不足在于其电压和电流定额都不易做高。由于工作频

6、率较高，不能忽略其开关损耗的发热效应。1）快速晶闸管（FastSwitchingThyristor—FST)1.5晶闸管的派生器件2）双向晶闸管（TriodeACSwitch——TRIAC或Bidirectionaltriodethyristor）图1-8双向晶闸管的电气图形符号和伏安特性a)电气图形符号b)伏安特性a)b)IOUIG=0GT1T2可认为是一对反并联联接的普通晶闸管的集成。有两个主电极T1和T2，一个门极G。在第Ｉ和第III象限有对称的伏安特性。不用平均值而用有效值来表示其额定电流值。3)逆导晶

7、闸管（ReverseConductingThyristor——RCT）a)KGAb)UOIIG=0图1-9逆导晶闸管的电气图形符号和伏安特性a)电气图形符号b)伏安特性将晶闸管反并联一个二极管制作在同一管芯上的功率集成器件。具有正向压降小、关断时间短、高温特性好、额定结温高等优点。4)光控晶闸管（LightTriggeredThyristor——LTT）AGKa)AK光强度强弱b)OUIA图1-10光控晶闸管的电气图形符号和伏安特性a)电气图形符号b)伏安特性又称光触发晶闸管，是利用一定波长的光照信号触发导通的

8、晶闸管。光触发保证了主电路与控制电路之间的绝缘，且可避免电磁干扰的影响。因此目前在高压大功率的场合。1.6典型全控型器件门极可关断晶闸管——在晶闸管问世后不久出现。20世纪80年代以来，电力电子技术进入了一个崭新时代。典型代表——门极可关断晶闸管、电力晶体管、电力场效应晶体管、绝缘栅双极晶体管。1.6.0引言常用的典型全控型器件电力MOSFETIGBT单管及模块图1.13常用的典型全控