第8单元 电力电子器件.ppt

《第8单元 电力电子器件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第8单元电力电子器件《电力电子技术》8.1电力二极管(SR)伏安特性电力二极管的阳极和阴极间的电压UAK和流过管子的电流IA之间的关系称为伏安特性，其伏安特性曲线如图所示。电力二极管的伏安特性《电力电子技术》二、主要参数1.额定正向平均电流IF在规定的环境温度为40℃和标准散热条件下，元件PN结温度稳定且不超过140℃时，所允许长时间连续流过50Hz正弦半波的电流平均值。将此电流值取规定系列的电流等级，即为元件的额定电流。2.反向击穿电压指管子反向击穿时的电压值。一般手册上给出的最高反向工作电压约为击穿电压的一半，以确保管子安全运行3.正向平均电压UF在规定环境温度+40℃

2、和标准散热条件下，元件通过50Hz正弦半波额定正向平均电流时，元件阳极和阴极之间的电压的平均值，取规定系列组别称为正向平均电压UF，简称管压降，一般在0.45～1V范围内。《电力电子技术》8.2晶闸管8.2.1晶闸管的结构及其工作原理晶闸管是四层(PlNlP2N2)三端(阳极A、阴极K、门极G)器件，其内部结构和等效电路如下图所示。a)b)晶闸管的内部结构和等效电路a)内部结构b)以互补三极管等效《电力电子技术》晶闸管等效为两个互补连接的三极管工作分析IG→IB2↑→I2（IB1）↑→IB2↑↑＿＿＿＿＿＿＿＿↓晶闸管的工作原理示意图《电力电子技术》晶闸管的导通与关断条件1

3、）晶闸管的导通条件：在晶闸管的阳极和阴极两端加正向电压，同时在它的门极和阴极两端也加上足够的正向触发脉冲，两者缺一不可。晶闸管一旦导通，门极即失去控制作用。3)晶闸管的关断条件：使流过晶闸管的阳极电流IA小于维持电流IH。《电力电子技术》8.2.2晶闸管的阳极伏安特性晶闸管的阳极与阴极间的电压ua和阳极电流ia之间的关系，称为阳极伏安特性。其伏安特性曲线如下图所示。晶闸管的伏安特性曲线《电力电子技术》8.2.3晶闸管主要参数1．额定电压UTn当门极开路，元件处于额定结温时，根据所测定的正向不可重复峰值电压UDSM和反向不可重复峰值电压URSM，再各乘以0.9，即得正向断态重

4、复峰值电压UDRM和反向阻断重复峰值电压URRM。取UDRM和URRM中较小值并按标准电压等级系数取为额定电压UTn。2．额定电流IT(AV)晶闸管的额定电流也称为额定通态平均电流，即在环境温度为40℃和规定的冷却条件下，晶闸管在导通角不小于170°的电阻性负载电路中，当不超过额定结温且稳定时，所允许通过的工频正弦半波电流的平均值。3．通态平均电压UT(AV)当晶闸管中流过额定电流并达到稳定的额定结温时，阳极与阴极之间电压降的平均值，称为通态平均电压。《电力电子技术》4、维持电流IH在室温和门极断开时，器件从较大的通态电流降至维持通态所必需的最小电流称为维持电流。它一般为几

5、毫安到几百毫安。5、擎住电流IL晶闸管刚从断态转入通态就去掉触发信号，能使器件保持导通所需要的最小阳极电流。6、断态电压临界上升率du／dt在额定结温和门极开路情况下，不使器件从断态到通态转换的阳极电压最大上升率称为断态电压临界上升率。7、通态电流临界上升率di／dt在规定条件下，晶闸管在门极触发开通时所能承受不导致损坏的通态电流最大上升率称为通态电流临界上升率。《电力电子技术》选用晶闸管的原则1.按工作电路中可能承受到的最大瞬时值电压UTM的2～3倍来选择晶闸管的额定电压，即UTn=(2～3)UTM2.按电流有效值相等的原则进行换算，选择晶闸管的额定电流即IT=1.57I

6、T(AV)IT(AV)=IT/1.57由于晶闸管的过载能力差，一般在选用时取(1.5～2)的安全裕量，即IT(AV)=(1.5～2)IT/1.57《电力电子技术》8.2.6晶闸管派生器件一、双向晶闸管1．双向晶闸管的结构与伏安特性曲线a)b)c)d)双向晶闸管a)双向晶闸管的结构b)等效电路c)符号d)伏安特性曲线《电力电子技术》双向晶闸管的参数双向晶闸管的主要参数中额定电流与普通晶闸管有所不同，其他参数定义与普通晶闸管相似。由于双向晶闸管工作在交流电路中，正反向电流都可以流过，所以它的额定电流不是用平均值，而是用有效值(方均根值)来表示，定义为：在标准散热条件下，当器件的

7、单向导通角大于170°时，允许流过器件的最大交流正弦电流的有效值，用IT(RMS)表示。双向晶闸管有效值电流与普通晶闸管平均值电流之间的换算关系式为以此推算，一个100A的双向晶闸管与两个45A的普通晶闸管反并联电流容量相等。《电力电子技术》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T2为正，T1为负；门极电压G为正，T1为负。(2)I_触发方式主极T2为正，T1为负；门极电压G为负，T1为正。(3)Ⅲ+触发方式