电力电子技术基础1—器件..
20 世纪 80 年代以来,由于工艺的发展得以在电力 电子电路中广泛应用
肖特基二极管的弱点
当反向耐压提高时其正向压降也会高得不能满足 要求,因此多用于200V以下
晶闸管的开关特性
iA 100% 90%
10% 0 td uA K
tr IRM
t
O
t
tr r
URRM t gr
晶闸管的开通和关断波形
1) 开通过程
SCR内部的正反馈导通过程总 需要一定时间(阳极电流在iG 作用后经过循环放大而建 立)。
iA 100% 90%
10% 0 td uAK
tr IRM
又称整流二极管(Rectifier Diode)
多用于开关频率不高(1kHz以下)的整流电路中
其反向恢复时间较长,一般在5s以上,这在开关 频率不高时并不重要 正向电流定额和反向电压定额可以达到很高,分 别可达数千安和数千伏以上
电力电子技术基础
——PD的分类 2. 快恢复二极管(Fast Recovery Diode—— FRD)
——SCR的特性 晶闸管的阳极伏安特性
该特性表示阳阴极之间的电压UAK与阳极电流IA之间的关系。 第I象限的是正向特性 第III象限的是反向特性
IA 正向 导通
URSM URRM -U A
IH O
IG2
IG1
IG=0 +UA
UDRM Ubo UDSM
雪崩 击穿
- IA
IG2>IG1>IG
(1)正向特性
电力电子技术基础
晶闸管正常工作时的特性总结如下: 承受反向电压时,不论门极是否有触发电 流,晶闸管都不会导通
承受正向电压时,仅在门极有触发电流的 情况下晶闸管才能开通
晶闸管一旦导通,门极就失去控制作用 要使晶闸管关断,只能使晶闸管的电流降 到接近于零的某一数值以下
电力电子技术基础
晶闸管导通要具备两个条件: 阳-阴极(A-K)之间加有正向电压; 门-阴极(G-K)之间加正向电压和电流(触 发脉冲)。
——SCR的结构和工作原理
晶体管的触发导通正反馈原理 :V1实际上为V2构成了正反馈电路, 在A-K间加正向电压情况下,若外电路向门极注入电流IG:
IG
IB2
IB2
IC2 (IB1 ) IC1
如此不断地对电流放大,形
成强烈的正反馈,很快使
V1、V2进入饱和导通状态, 即晶闸管导通,A-K间压降约1V 左右。此过程称作门极触发。
1.2
普通晶闸管(SCR)
晶闸管(Thyristor):是晶体闸流管的简称,又 称 作 可 控 硅 整 流 器 ( Silicon Controlled Rectifier——SCR),简称可控硅。
能承受的电压和电流容量是目前电力电子器件中最高 的,而且工作可靠,因此在大容量的场合具有重要地 位。
A
K A I P J b) N K
K A a)
A
K
c)
PN结的状态
状态 参数 电流 电压 阻态 正向导通 正向大 维持1V 低阻态 反向截止 几乎为零 反向大 高阻态 反向击穿 反向大 反向大 ——
二极管的基本原理就在于PN结的单向导电性这一主要 特征。
PN结的反向击穿(两种形式)
雪崩击穿
齐纳击穿
恢复过程很短特别是反向恢复过程很短(1s以 下)的二极管,也简称快速二极管 适用频率:20~100kHz 从性能上可分为快速恢复和超快速恢复两个等级。 前者反向恢复时间为数百纳秒或更长,后者则在 100ns以下,甚至达到20~30ns。
电力电子技术基础
——PD的分类 3. 肖特基二极管
iA 100% 90%
10% uAK 0 td tr t
IRM
O
t
trr
URRM t gr
——SCR的主要参数
1. 电压定额 1) 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。 2) 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。 规定:重复频率为50次/s,电压持续时间为10ms以内。 3)额定电压——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,额定电压要留有一 定裕量 , 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 4) 通态(峰值)电压UTM——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。
t
O
t
trr
URRM t gr
开通过程(特性图) 延迟时间 td :门极电流阶跃时刻开始,到阳极 电流上升到稳态值的10%的时间
上升时间 tr :阳极电流从 10% 上升到稳态值的 90%所需的时间
开通时间ton以上两者之和,
ton=td+ tr
(1-6)
普 通 晶 闸 管 延 迟 时 间 为 0.5~1.5s , 上 升 时 间 为 0.5~3s
电力电子技术基础 2) 关断过程(改变A-K极的电压极性)
反向阻断恢复时间trr:正向电流降为零到反向恢复电 流衰减至接近于零的时间 正向阻断恢复时间 tgr :由于载流子复合慢,晶闸管 要恢复其对正向电压的阻断能力还需要一段时间 在正向阻断恢复时间内如果重新对晶闸管施加正 向电压,晶闸管会重新正向导通而不受门极电流 控制而导通,即误导通 实际应用中,应对晶闸管施加足够长时间的反向 电压,使晶闸管充分恢复其对正向电压的阻断能 力,电路才能可靠工作 关断时间toff:trr与tgr之和,即 toff=trr+tgr (1-7) 普通晶闸管的关断时间约几百微秒。
i
Im IT(AV) 0
I T ( AV ) 1 T 1 i (t )dt T 0 2
t
1 i (t )d (t ) 2
峰值为IM的正弦半波电流对应的平均值
2
0
0
I M sin td (t ) I M /
Fundamentals of Power Electronics Technology
电力电子技ห้องสมุดไป่ตู้基础
第二部分
电力电子器件
6
1.1
功率二极管
电力二极管的结构和工作原理
Power Diode结构和原理简单,工作可靠, 自20世纪50年代初期就获得应用
基本结构和工作 原理与信息电子 电路中的二极管 一样。 由一个面积较大 的 PN 结和两端引 线以及封装组成 的。 从外形上看,主 要有螺栓型和平 板型两种封装。
图1-5 晶闸管的双晶体管模型及其工作原理 a) 双晶体管模型 b) 工作原理
此时若撤掉外加门极电流IG,由于内部已形成了正反馈,并且反馈电 流IC1>>IG,V1、V2可以相互维持导通。
——SCR的结构和工作原理
SCR为半控器件:通过门极只能使SCR触发导通,而不能控 制其关断。 如何使SCR关断:设法使阳极电流IA减小到小于维持电流IH (接近于零的某一数值),解除正反馈;A-K间施加反压。
(2)反向特性
位于第III象限,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
URSMURRM
IA 正向 导通
IH O
IG2
IG1 IG=0 UDRM Ubo +UA UDSM
反相漏电流流过。
当反向电压达到反向击穿电压 后(雪崩击穿),外电路如无
UA
雪崩 击穿
限制措施,则反向漏电流急剧
反向漏电流较大且对温度敏感,因此反向稳态损 耗不能忽略,而且必须更严格地限制其工作温度
电力电子技术基础
——PD的分类 肖特基二极管的优点
反向恢复时间很短(10~40ns)
其正向压降也很小,明显低于快恢复二极 管
其开关损耗和正向导通损耗都比快速二极 管还要小,效率高
适用频率:1MHz
均可能导致热击穿
电力二极管的基本特性
——静态特性
主要指其伏安特性
门槛电压 UTO,当电力二
极管承受的正向电压大到一定 值( UTO ),正向电流IF才开 始明显增加,处于稳定导通状 态 与 IF 对应的电力二极管两端的 电压即为其 正 向 电 压 降 UF ,0.7~1.2V。 承受反向电压时,只有少子引 起的微小而数值恒定的反向漏 电流Is。
增大,可能导致晶闸管发热损 坏。
-IA
图1-6 晶闸管的伏安特性
IG2>IG1>IG
晶闸管的门极伏安特性
晶闸管的门极触发信号是作用于G-K之间的, 触发电流是从门极流入,从阴极流出的。阴极是晶闸管主电路
与控制电路的公共端。从晶闸管的结构图可以看出,门极和阴
极之间是一个PN结J3,其伏安特性称为门极伏安特性。该特性 表示门极电压UGK与门极电流IG之间的关系。为保证可靠、安 全的触发,触发电路所提供的触发电压、电流和功率应限制在 器件所要求的范围内。
I IF
O UTO
UF
U
图1-3a 电力二极管的伏安特性
反向击穿电压
电力二极管的基本特性
——动态特性
主要反映电力二极管通态和断态之间转 换过程的开关特性
开关特性:PN结上存储有空间电荷和两种载流子,形成电荷 存储效应及结电容,直接影响着二极管的动态开关特性 原处于正向导通状态的二极管的外加电压突然从正向变为反 向时,二极管不能立即关断,而是经过短暂的时间才能重新 获得反向阻断能力,进入截止状态。
电力电子技术基础
——SCR的 外形和符号
外形有螺栓型和平板型、模块等封装 引出阳极A、阴极K和门极(控制端)G三个联接端 对于螺栓型封装,通常螺栓是其阳极,能与散热器紧 密联接且安装方便 平板型封装的晶闸管可由两个散热器将其夹在中间
电力电子技术ppt(1)
表1-1 晶闸管的正反向重复峰值电压标准等级 正反向 重复峰 值电压 / V 100 200 300 400 500 600 700 正反向 重复峰 值电压 / V 800 900 1000 1200 1400 1600 1800 正反向重 复峰 值电压 / V 2000 2200 2400 2600 2800 3000
电力电子技术
第一章 电力电子器件
LOGO
第一章 电力电子器件
第一节 电力电子器件概述 第二节 电力二极管 第三节 晶闸管的结构与工作原理
第四节 晶闸管的派生器件
第五节 全控型电力电子器件 第六节 半导体功率器件的选择 本章小结
1.1
电力电子器件概述
电力电子器件是电力电子技术及其应用系统的基础。
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 称为电力电子器件(Power Electronic Device )。广义上 电力电子器件可分为电真空器件和半导体器件两类,本书涉 及的器件都是半导体电力电子器件 。
级 别 1 2 3 4 5 6 7
级 别 8 9 10 12 14 16 18
级 别 20 22 24 26 28 30
表1-2 晶闸管正向通态平均电压的组别
正向 通态 平均 电压 V 组别 代号 正向 通态 平均 电压 V 组别 代号
UT(AV) 0.4<UT(AV)≤0.5 0.5<UT(AV)≤0.6 0.6<UT(AV)≤0.7 ≤0.4
20世纪80年代以来,开始被全控型器件取代。
能承受的电压和电流容量最高,工作可靠,在大容量的场 合具有重要地位。
1.3.1 晶闸管的结构
目前常用的大功率的晶闸
管,外形结构有螺栓式和平 板式两种,如图1-4所示。
电力电子技术(第3版)PPT 第一章 电力电子器件
Date:
2021-6-26
Page: 25
§1.3 晶闸管的保护、扩容和简单测试
§1.3 晶闸管的保护、扩容和简单测试
2) 非线性电阻保护
硒堆由成组串联的硒整流片构成,如图所示为硒堆保护几种接 法。(a)图为单相时的接法。单相时用两组对接后再与电源并联; (b)、(c)为三相的接法,三相时用三组对接成Y形或用六组结成D形。
硒堆保护几种接法 a)单相连接 b)三相Y型连接 c)三相△连接
(1)电阻均流 如图b)所示,在并联的各晶闸管中串入一小电阻R是最简便的均流方
法。均流电阻R由下式决定: R (0.5 ~ 2)UT () I Ta
串入均流电阻R后,电流分配不均匀度可大大地改善,但因电阻上有损耗, 并且对动态均流不起作用,只适用于小功率场合。对于大电流器件的并联,均 流可领先各并联支路的快熔电阻、电抗器电阻和连接导线电阻的总和来达到。
Date:
2021-6-26
Page: 31
§1.3 晶闸管的保护、扩容和简单测试
(1)静态均压(正反向阻断状态下的均压)
Date:
2021-6-26
Page: 32
§1.3 晶闸管的保护、扩容和简单测试
(2)动态均压(开通过程与关断过程的均压)
Date:
2021-6-26
Page: 33
§1.3 晶闸管的保护、扩容和简单测试
IF
UROM URSM
+
_
《电力电子技术基础》课程复习(打印版)
1) 电流驱动型 2) 电压驱动型
通过从控制端注入或抽出电流,来实现开通、 关断控制。GTR、GTO
仅通过在控制端和公共端之间施加一定的电 压信号,就可实现导通或者关断的控制, IGBT,MOSFET。
3、按器件内部参与导电的载流子情况
1) 单极型器件 2) 双极型器件 3) 复合型器件
由一种载流子参与导电的器件,如MOSFET 由电子和空穴两种载流子参与导电,如:GTR 由单极型器件和双极型器件集成混合成,IGBT
尾部
时间
时间
O
¾ 关断过程(与晶闸管不同) ①储存时间ts: 抽取饱和导通时储
存的大量载流子,退出饱和。
②下降时间tf: 双晶体管已退至放
大区,阳极电流逐渐减小。
③尾部时间tt: 残存载流子复合。
t
iA
IA 90% IA
td tr
储存 时间
ts tf
tt
10% IA
0t t
t
0
1
2
t t tt
3
4
5
电压和电 流决定的。
4
《电力电子技术基础》课程复习
河南科技大学《电力电子技术》课件
第1章 绪论
1.1 什么是电力电子技术
一、电力电子技术的定义
信息电子技术
用于信息处理; 器件一般工作于放大状态,也可开关状态。
电力电子技术
主要用于电力(电能)变换; 器件处于开关状态。
• 电力电子技术: 使用电力电子器件 对电能进行变换 和控制的技术。即应用于电力领域的电子技术。
5
《电力电子技术基础》课程复习
河南科技大学《电力电子技术》课件
第2章 电力电子器件
2.1 电力电子器件概述
(完整)《电力电子技术》复习资料
电力电子技术第五版复习资料第1章绪论1 电力电子技术定义:是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术,是应用于电力领域的电子技术,主要用于电力变换。
2 电力变换的种类(1)交流变直流AC-DC:整流(2)直流变交流DC—AC:逆变(3)直流变直流DC—DC:一般通过直流斩波电路实现(4)交流变交流AC-AC:一般称作交流电力控制3 电力电子技术分类:分为电力电子器件制造技术和变流技术。
第2章电力电子器件1 电力电子器件与主电路的关系(1)主电路:指能够直接承担电能变换或控制任务的电路.(2)电力电子器件:指应用于主电路中,能够实现电能变换或控制的电子器件.2 电力电子器件一般都工作于开关状态,以减小本身损耗。
3 电力电子系统基本组成与工作原理(1)一般由主电路、控制电路、检测电路、驱动电路、保护电路等组成。
(2)检测主电路中的信号并送入控制电路,根据这些信号并按照系统工作要求形成电力电子器件的工作信号。
(3)控制信号通过驱动电路去控制主电路中电力电子器件的导通或关断.(4)同时,在主电路和控制电路中附加一些保护电路,以保证系统正常可靠运行.4 电力电子器件的分类根据控制信号所控制的程度分类(1)半控型器件:通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断的电力电子器件。
如SCR晶闸管。
(2)全控型器件:通过控制信号既可以控制其导通,又可以控制其关断的电力电子器件。
如GTO、GTR、MOSFET 和IGBT.(3)不可控器件:不能用控制信号来控制其通断的电力电子器件。
如电力二极管.根据驱动信号的性质分类(1)电流型器件:通过从控制端注入或抽出电流的方式来实现导通或关断的电力电子器件。
如SCR、GTO、GTR.(2)电压型器件:通过在控制端和公共端之间施加一定电压信号的方式来实现导通或关断的电力电子器件。
如MOSFET、IGBT。
根据器件内部载流子参与导电的情况分类(1)单极型器件:内部由一种载流子参与导电的器件。
电力电子技术知识点总结
电力电子技术知识点总结一、电力电子器件1. 晶闸管:晶闸管是一种具有双向导电性能的电子器件,可以控制大电流、大功率的交流电路。
其结构简单,稳定性好,具有一定的可逆性,可用作直流电压调节元件、交流电压调节元件、静止开关、逆变器等。
2. 可控硅:可控硅是一种具有双向导电性的半导体器件,具有控制开关特性,可用于控制大电流、大功率的交流电路。
可控硅具有可控性强,工作稳定等特点,适用于电力调节、交流电源、逆变器等领域。
3. MOSFET:MOSFET是一种以金属氧化物半导体栅极场效应晶体管为基础的器件,和普通的MOS晶体管相比,MOSFET在导通电阻上有较低的压降、耗散功率小、寄生电容小、开关速度快等优点,适用于开关电路、逆变器、电源调节等领域。
4. IGBT:IGBT是一种继承了MOSFET和双极晶体管的特点的半导体器件,具有高阻塞电压、低导通压降、大电流、耐脉冲电流等特点,适用于高频开关电路、变频器、电源逆变器、电机调速等领域。
5. 二极管:二极管是最基本的电子元件之一,具有正向导通和反向截止的特点,广泛用于整流、短路保护、开关电源等方面。
以上所述的电力电子器件是电力电子技术的基础,掌握了这些器件的特性和应用,对于电力电子技术的学习和应用具有重要的意义。
二、电力电子拓扑结构1. 变流器拓扑结构:变流器是电力电子技术中的一种重要装置,用于将直流电转换为交流电或者改变交流电的频率、电压和相数等。
常见的变流器拓扑结构包括单相全桥变流器、三相全桥变流器、单相半桥变流器、三相半桥变流器等。
2. 逆变器拓扑结构:逆变器是电力电子技术中的一种重要装置,用于将直流电转换为交流电,逆变器可以选择不同的拓扑结构和控制策略,以满足不同的电力系统需求。
常见的逆变器拓扑结构包括单相全桥逆变器、三相全桥逆变器、单相半桥逆变器、三相半桥逆变器等。
3. 母线型柔性直流输电系统:母线型柔性直流输电系统是一种新型电力电子系统,用于将大容量的交流电转换为直流电进行长距离输电。
电力电子技术-电力电子器件的原理与特性
IR
Vo
VS +
-
IZ
DZ
RL
(a)整流
(b)续流
(c)限幅
(d)钳位
图2.6 二极管的整流、续流、限幅、钳位和稳压应用
(e)稳压
本章内容
2.3 晶闸管(SCR)
2. 3 晶闸管
一、名称 ➢晶闸管 (Thyristor) ➢可控硅
(SCR)
二、外形与符号 ➢螺栓式结构 (<200A) ➢平板式结构 (>200A)
• N型半导体: 掺入微量5价元素(磷、锑、鉮等)
自由电子为多数载流子,空穴为少数载流子。 • P型半导体:
掺入微量3价元素(硼、镓、铟等) 空穴为多数载流子,自由电子为少数载流子。
半导体基础知识
器件原理
• PN结(异型半导体接触现象) • (1)扩散运动(多数载流子)
自由电子由 N区 向 P区 空 穴由 P区 向 N区 (2)漂移运动(少数载流子) 与扩散运动相反
三、SCR的工作原理(续)
(2)按晶体管原理可得:
IA
2 I G I CBO1 I CBO2 1 ( 1 2 )
其中: α1、α2分别是晶 体管T1、T2的共基极电 流增益; ICBO1、ICBO2分 别是晶体管T1、T2的共 基极漏电流。
❖双极型器件:有两种载流子参与导电,如二 极管、 晶闸管、GTO、GTR、IGCT、SITH等。
❖复合型器件:由MOSFET与晶体管、晶闸管复 合而成,如IGBT、IPM、MCT等。
➢ 按门极驱动信号的种类(电流、电压)分类: ❖电流控制型器件 如晶闸管、GTO、GTR、 IGCT、SITH等
❖电压控制型器件 如MOSFET、IGBT、IPM、 SIT、MCT等
电力电子技术基本概念和基础知识练习带答案(大工复习)
电力电子技术基本概念和基础知识练习:(王兆安、黄俊第四版)第1章电力电子器件填空题:1.电力电子器件一般工作在_开关_状态。
2.在通常情况下,电力电子器件功率损耗主要为__通态损耗__,而当器件开关频率较高时,功率损耗主要为_开关损耗__。
3.电力电子器件组成的系统,一般由_控制电路_、_驱动电路_、_电力电子器件_三部分组成,由于电路中存在电压和电流的过冲,往往需添加_保护电路_。
4.按内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况,电力电子器件可分为_单极型_ 、双极型、_复合型_三类。
5.电力二极管的工作特性可概括为_加正向压降导通、加反向压降关断_。
6.电力二极管的主要类型有_普通二极管_、_肖特基二极管_、_快恢复二极管_。
7.肖特基二极管的开关损耗_小于_快恢复二极管的开关损耗。
8.晶闸管的基本工作特性可概括为_阳极和阴极_ 正向有触发则导通、反向截止_关断_ 。
9.对同一晶闸管,维持电流IH与擎住电流IL在数值大小上有IL_>_IH 。
10.晶闸管断态不重复电压UDRM与转折电压Ubo数值大小上应为,UDRM_<_Ubo。
11.逆导晶闸管是将_二极管_与晶闸管_反并联_(如何连接)在同一管芯上的功率集成器件。
12.GTO的_多元集成_结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。
13.功率晶体管GTR从高电压小电流向低电压大电流跃变的现象称为_开通_ 。
14.MOSFET的漏极伏安特性中的三个区域与GTR共发射极接法时的输出特性中的三个区域有对应关系,其中前者的截止区对应后者的_截至区_、前者的饱和区对应后者的_放大区__饱和区_。
15.电力MOSFET的通态电阻具有_正_温度系数。
16.IGBT 的开启电压UGE(th)随温度升高而_略降_,开关速度_小于_电力MOSFET17.功率集成电路PIC分为二大类,一类是高压集成电路,另一类是_智能功率集成电路_。
18.按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的性质,可将电力电子器件分为_电压型_和_电流型_两类。
《电力电子技术》复习资料
《电力电子技术》复习资料一 电力电子器件1. 要点:① 半控器件:晶闸管(SCR )全控器件:绝缘栅双极型晶体管(IGBT )、电力晶体管(GTR )、 门极关断晶闸管(GTO )、电力场效应管(MOSEFT ) 不可控器件:电力二极管各器件的导通条件、关断方法、电气符号及特点。
②注意电流有效值与电流平均值的区别: 平均值:整流后得到的直流电压、电流。
有效值:直流电压、电流所对应的交流值。
波形系数:K f =有效值/平均值 。
③电力电子技术器件的保护、串并联及缓冲电路: du /dt :关断时,采用阻容电路(RC )。
di/dt :导通时,采用电感电路。
二 整流电路1. 单相半波电路:① 注意电阻负载、电感负载的区别: ② 有效值与平均值的计算:平均值:整流后得到的直流电压、电流。
21cos 0.452d U U α+=d d U I R=有效值:直流电压、电流所对应的交流值。
U U =U I R = 波形系数:电流有效值与平均值之比。
f dIk I =② 注意计算功率、容量、功率因数时要用有效值。
③ 晶闸管的选型计算:Ⅰ求额度电压:2TM U =,再取1.5~2倍的裕量。
Ⅱ 求额度电流(通态平均电流I T (AV )) 先求出负载电流的有效值(f d I k I =); →求晶闸管的电流有效值(I T =I );→求晶闸管的电流平均值(()/T AV T f I I k =),再取1.5~2倍裕量。
2. 单相全桥电路负载:①注意电阻负载、电感负载和反电动势负载的区别: ② 电阻负载的计算:α移相范围:0~π负载平均值:整流后得到的直流电压、电流。
(半波的2倍)21cos 0.92d U U α+=d d U I R=负载有效值:直流电压、电流所对应的交流值。
U U =U I R = 晶闸管:电流平均值I dT 、电流有效值I T :dT d12I I =T I =③ 电感负载的计算:Ⅰ加续流二极管时,与电阻负载相同。
袁燕 电力电子技术习题答案
1)用万用表可以初步判断好坏,如上各极间阻值状况。 2)用 6V 电源(干电池或直流稳压电源)作阳极电源,接成下图所示电路,若按下开关 Q 后,灯亮,则说明管子是好的。
习题 1-14 题解图
3)用晶体管图示仪测量晶闸管正反向伏安特性。 1-15 双向晶闸管有哪几种触发方式?使用时要注意什么问题? 答:双向晶闸管共有四种触发方式:Ⅰ+、Ⅰ-、Ⅲ+、Ⅲ- 。 使用时必须注意以下几个问题: 1) 不能承受较大的电压变化率,因此很难用于感性负载。 2)门极触发灵敏度较低,需较大的门极触发功率。 3)关断时间较长,换向能力较差,因而只能用于低频场合。 1-16 额定电流为 100A 两只普通晶闸管反并联,可用额定电流为多大的双向晶闸管等效代 替? 解:因 I T ( AV)
图 1-38 习题 1-9 图
解:
1-10 上题中如果不考虑安全裕量,问 100A 的晶闸管允许通过的平均电流各为多少? 解:额定电流 IT(AV) =100A 的晶闸管,允许的电流有效值 I =157A,由上题计算结果知: I 329.35(A) a) Im1 Id1 0.2717 Im1 89.48(A) 0.4767 b) Im2 c) Im3
图 1-40 习题 1-13 图
解:ud 的波形如下:
习题 1-13 题解图
1-14 用万用表怎样区分晶闸管的阳极 A、 阴极 K 和门极 G?判别晶闸管的好坏有哪些简单 实用的方法? 答:可用万用表测量晶闸管三个电极之间的电阻来区分晶闸管的阳极、阴极和门极。正常情 况下管子阳极与阴极之间的正反向电阻接近无穷大,门极与阴极之间的电阻值约为几百欧, 且 G-K 之间的阻值略小于 K-G 之间的阻值。 判断晶闸管好坏的方法有:
电力电子技术第一章
(第一章电力电子器件)电力电子技术——使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术,即应用于电力领域的电子技术。
电力电子器件——可直接用于处理电能的主电路中,实现电能的变换或控制的电子器件。
主电路——在电气设备或电力系统中,直接承担电能的变换或控制任务的电路。
半导体器件采用的主要材料是硅【电力电子器件的特征】1处理电功率的能力非常大,一般远大于处理信息的电子器件。
2电力电子器件一般都工作在开关状态。
3电力电子器件往往需要由信息电子电路来控制和驱动。
4电力电子器件自身的功率损耗远大于信息电子器件,一般都要安装散热器。
电力电子系统:由控制电路、保护电路、驱动电路和以电力电子器件为核心的主电路组成。
【电力电子器件的分类】1)按照器件能够被控制电路信号所控制的程度,可分为三类:半控型器件——通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断。
例:晶闸管全控型器件——通过控制信号既可控制其导通又可控制其关断,又称自关断器件。
如IGBT、Power MOSFET、GTO、BJT。
不可控器件——不能用控制信号来控制其通断,因此也就不需要驱动电路。
如电力二极管。
2)按照驱动电路信号的性质,可分为两类:电流驱动型,电压驱动型【电力二极管】PN结的单向导电性就是二极管的基本原理静态特性——主要是指其伏安特性动态特性——由于结电容的存在,电力二极管在通态与断态之间转换时,需经历一个过渡过程。
在此过渡过程中,其电压-电流特性随时间而变化,这就是电力二极管的动态特性,且专指反映通态和断态之间转换过程的开关特性。
正向平均电流I F(AV):即额定电流,指电力二极管长期运行时,在指定的管壳温度和散热条件下,其允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。
正向平均电流I F(AV)的对应的有效值为1.57I F(AV) 【晶闸管】内部结构: 是PNPN四层半导体结构。
P1区引出阳极A,N2区引出阴极K,P2区引出门极G。
四个区形成三个PN结:J1、J2、J3。
