电力二极管与晶闸管
电力电子器件概述
5. 反向恢复时间trr 6. 浪涌电流IFSM
1.2.4 主要类型
1. 普通二极管——又称整流二极管 1KHZ以下 数千安和数千伏以上
2. 快恢复二极管 5μs以下 3. 肖特二极管
1.3 半控型器件——晶闸管(SCR)
常用晶闸管的结构
螺栓型晶闸管
晶闸管模块
Id
1
2
3
Im
sin td
t
3
4
Im
0.24Im
I
1
2
Im
sin t
2
d
t
0.46Im
3
Kf
I Id
0.46 0.24
1.92
IT ( AV )
100 2
50
Id
1.57 50 1.92
41 A
Im
Id 0.24
41 0.24
171
A
⑵ 维持电流IH 使晶闸管维持通态所必需的最小主电流。 ⑶ 擎住电流IL ⑷ 浪涌电流ITSM
4. 光控晶闸管LTT
⑴又称光触发晶闸 管，是利用一定 波长的光照信号 触发导通的晶闸 管。
⑵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。
⑶在高压大功率的 场合占有重要地位。
1.4 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。
不可控器件：电力二极管
半控型器件：晶闸管及其派生器件 全控型器件：功率场效应管、绝缘栅双极性晶体管、
门极可关断晶闸管
⑵ 按照控制信号性质可分为： 电流控制型 电压控制型：控制功率小
机工社2023电力电子技术 第6版教学课件第2章 电力电子器件
2.2.1 PN结与电力二极管的工作原理
■ 二极管的基本原理——PN结的单向导电性
◆ 当PN结外加正向电压（正向偏置）时，在外电路上则形成 自P区流入而从N区流出的电流，称为正向电流IF，这就是PN 结的正向导通状态。 ◆ 当PN结外加反向电压时（反向偏置）时，反向偏置的PN结 表现为高阻态，几乎没有电流流过，被称为反向截止状态。
检测
控
电路
制
保护
电
电路
路
驱动
电路
V1 LR
V2
主电路
电气隔离
图2-1 电力电子器件在实际应用中的系统组成
2.1.3 电力电子器件的分类
■ 按照能够被控制电路信号所控制的程度 ◆ 半控型器件 ☞主要是指晶闸管（Thyristor）及其大部分派生器件。
☞器件的关断完全是由其在主电路中承受的电压和电 流决定的。 ◆ 全控型器件
2.2.1 PN结与电力二极管的工作原理
■ PN结的电容效应
◆ 称为结电容CJ，又称为微分电容 ◆ 按其产生机制和作用的差别分为势垒电容CB和扩散电 容CD
☞ 势垒电容只在外加电压变化时才起作用，外加电压 频率越高，势垒电容作用越明显。在正向偏置时，当正 向电压较低时，势垒电容为主。
☞ 扩散电容仅在正向偏置时起作用。正向电压较高时， 扩散电容为结电容主要成分。 ◆ 结电容影响PN结的工作频率，特别是在高速开关的状 态下，可能使其单向导电性变差，甚至不能工作。
第2章 电力电子器件
章节目录
2.1 电力电子器件概述 2.2 不可控器件——电力二极管 2.3 半控型器件——晶闸管 2.4 典型全控型器件 2.5 其他全控型器件 2.6 功率集成电路与集成电力电子模块 2.7 基于宽禁带材料的电力电子器件
二极管、晶闸管等型号命名
详细参数请查询我公司网站： 品牌：TH型号：ZP5A/400V•材料：硅引用常用整流二极管型号大全极管型号:4148安装方式:贴片功率特性:大功率二极管型号:SA5.0A/CA-SA170A/CA安装方式:直插二极管型号:IN4007/IN4001安装方式:直插功率特性:小功率频率特性:低频二极管型号:70HF80安装方式:螺丝型功率特性:大功率频率特性:高频二极管型号:MRA4003T3G安装方式:贴片二极管型号:1SS355安装方式:贴片功率特性:大功率二极管型号6A10安装方式:直插功率特性:大功率;型号:2DHG型安装方式:直插功率特性:大功率二极管型号B5G090L安装方式:直插功率特性:小功率频率特性:超高频型号最高反向峰值电压(v) 平均整流电流(a) 最大峰值浪涌电流(a 最大反向漏电流(Ua) 正向压降(V) 外型IN4001 50 1.0 30 5.0 1.0 DO--41IN4002 100 1.0 30 5.0 1.0 DO--41IN4003 300 110 30 5.0 1.0 DO--41IN4004 400 1.0 30 5.0 1.0 DO--41IN4005 600 1.0 30 5.0 1.0 DO--41IN4006 800 1.0 30 5.0 1.0 DO--41IN4007 1000 1.0 30 5.0 1.0 DO--41IN5391 50 1.5 50 5.0 1.5 DO--15IN5392 100 1.5 50 5.0 1.5 DO--15IN5393 200 1.5 50 5.0 1.5 DO--15IN5394 300 1.5 50 5.0 1.5 DO--15IN5395 400 1.5 50 5.0 1.5 DO--15IN5396 500 1.5 50 5.0 1.5 DO--15IN5397 600 1.5 50 5.0 1.5 DO--15IN5398 800 1.5 50 5.0 1.5 DO--15IN5399 1000 1.5 50 5.0 1.5 DO--15RL151 50 1.5 60 5.0 1.5 DO--15RL152 100 1.5 60 5.0 1.5 DO--15RL153 200 1.5 60 5.0 1.5 DO--15RL154 400 1.5 60 5.0 1.5 DO--15RL155 600 1.5 60 5.0 1.5 DO--15RL156 800 1.5 60 5.0 1.5 DO--15RL157 1000 1.5 60 5.0 1.5 DO--15普通整流二极管参数(二)型号最高反向峰值电压(v) 平均整流电流(a) 最大峰值浪涌电流(a 最大反向漏电流(Ua) 正向压降(V) 外型RL201 50 2 70 5 1 DO--15RL202 100 2 70 5 1 DO--15 RL203 200 2 70 5 1 DO--15 RL204 400 2 70 5 1 DO--15 RL205 600 2 70 5 1 DO--15 RL206 800 2 70 5 1 DO--15 RL207 1000 2 70 5 1 DO--15 2a01 50 2 70 5 1.1 DO--15 2a02 100 2 70 5 1.1 DO--15 2a03 200 2 70 5 1.1 DO--15 2a04 400 2 70 5 1.1 DO--15 2a05 600 2 70 5 1.1 DO--15 2a06 800 2 70 5 1.1 DO--15 2a07 1000 2 70 5 1.1 DO--15 RY251 200 3 150 5 3 DO--27 RY252 400 3 150 5 3 DO--27 RY253 600 3 150 5 3 DO--27 RY254 800 3 150 5 3 DO--27 RY255 1300 3 150 5 3 DO--27 普通整流二极管参数(三)IN5401 50 3 200 5 1 DO--27 IN5402 100 3 200 5 1 DO--27 IN5403 150 3 200 5 1 DO--27 IN5404 200 3 200 5 1 DO--27 IN5405 400 3 200 5 1 DO--27 IN5406 600 3 200 5 1 DO--27 IN5407 800 3 200 5 1 DO--27 IN5408 1000 3 200 5 1 DO--27 6a05 50 6 400 10 0.95 R--6 6a1 100 6 400 10 0.95 R--6 6a2 200 6 400 10 0.95 R--66a4 400 6 400 10 0.95 R--6 6a6 600 6 400 10 0.95 R--6 6a8 800 6 400 10 0.95 R--6 6a10 1000 6 400 10 0.95 R--6 P600a 50 6 400 10 0.95 R--6 P600B 100 6 400 10 0.95 R--6 P600D 200 6 400 10 0.95 R--6 P600G 400 6 400 10 0.95 R--6 P600J 600 6 400 10 0.95 R--6 P600K 800 6 400 10 0.95 R--6 P600M 1000 6 400 10 0.95 R--6ZP型普通整流管（平板型）适用范围：适用于机车电传，电解，充电，电机励磁，电机调速领域的变流装置。
陈坚--电力电子学
In B(1a)In E(1a)IE
IEICIB
IC IC 0 BIn C ICB a O IE IC a(1 a )IB IC 0( B 1 a )
ICIB(1)IC0B
ICIB
25
2.2.2 三极管的静态特性 三极管输入、输出特性
电力电子学
——电力电子变换和控制技术（第二版）
第2章
半导体电力开关器件
2 半导体电力开关器件
2.1 电力二极管 2.2 双极结型电力晶体管BJT 2.3 晶闸管及其派生器件 2.4 门极可关断晶闸管GTO 2.5 电力场效应晶体管P－MOSFET 2.6 绝缘门极双极型晶体管IGBT *2.7 *2.8 自学 2.9 半导体电力开关模块和功率集成电路 本章小结
IFRIFrms /1.57
15
半导体电力二极管的开关特性
开关过程，由导通状态转为阻断状态 并不是立即完成，它要经历一个短时 的过渡过程；
此过程的长短、过渡过程的波形对不 同性能的二极管有很大差异；
理解开关过程对今后选用电力电子器 件，理解电力电子电路的运行是很有 帮助的，因此应对二极管的开关特性 有较清晰的了解。
现今商品化的电力三极管的额定电压、电流大都 不超过1200V、800A; 已经淘汰
28
2.3 晶闸管及其派生器件
晶闸管实物图
29
2.3 晶闸管及其派生器件
2.3.1 逆阻型晶闸管SCR—两个三极管正反馈 2.3.2 逆导型晶闸管RCT 2.3.3 光控晶闸管LCT 2.3.4 双向晶闸管TRIACIGBT
状态： 导通、阻断
过程： 开通、关断
16
半导体电力二极管的开关特性（续） 二极管开通及反向恢复过程示意图
04第四章 晶闸管及其应用
第四章晶闸管及其应用第一节晶闸管的构造、工作原理、特性和参数晶闸管—可控硅，是一种受控硅二极管。
优点：体积小、重量轻、耐压高、容量大、响应速度快、控制灵活、寿命长、使用维护方便。
缺点：大多工作与断续的非线性周期工作状态，产生大量谐波干扰电网；过载能力和抗扰能力较差、控制电路复杂。
（由于技术进步，近年有改善）1.1晶闸管的基本结构：晶闸管是具有三个PN结的四层结构,其外形、结构及符号如图。
1.2晶闸管的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。
晶闸管导通后，去掉EG ，依靠正反馈，仍可维持导通状态。
晶闸管导通必须同时具备两个条件：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。
1.3晶闸管的伏安特性静态特性承受反向电压时，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。
晶闸管的阳极伏安特性是指晶闸管阳极电流和阳极电压之间的关系曲线，如图3所示。
其中：第I象限的是正向特性；第III象限的是反向特性图3 晶闸管阳极伏安特性I G2>I G1>I GI G=0时，器件两端施加正向电压，正向阻断状态，只有很小的正向漏电流流过，正向电压超过临界极限即正向转折电压U bo，则漏电流急剧增大，器件开通。
这种开通叫“硬开通”，一般不允许硬开通；随着门极电流幅值的增大，正向转折电压降低；导通后的晶闸管特性和二极管的正向特性相仿；晶闸管本身的压降很小，在1V左右；导通期间，如果门极电流为零，并且阳极电流降至接近于零的某一数值I H以下，则晶闸管又回到正向阻断状态。
电力电子复资料
第一章 电力电子器件1、电力电子器件一般工作在( 开关状态 ) 。
2、按照器件能够被控制电路信号所控制的程度，分为以下三类： ( 半控型器件)、(全控型器件)、(不可控器件)。
3、半控型电力电子器件控制极只能控制器件的（ 导通 ），而不能控制器件的( 关断 )4、电力二极管的主要类型有( 普通二极管 )，( 快恢复二极管 )和(肖特基二极管)5、晶闸管的三极为( 阳极 )、 ( 阴极 )、( 门极 )。
6、晶闸管是硅晶体闸流管的简称，常用的外形有( 螺栓型 )与( 平板型 )。
7、晶闸管一般工作在( 开关 )状态。
晶闸管由( 四 )层半导体构成；有( 3 )个PN 结。
8、晶闸管的电气符号是A AG G K Kb)c)a)A GK K G A P 1N 1P 2N 2J 1J 2J 3 。
9、晶闸管导通的条件是在 ( 阳 )极加正向电压，在 ( 门 )极加正向触发电压。
10、给晶闸管阳极加上一定的( 正向 )电压；在门极加上( 正向门极 )电压，并形成足够的( 门极触发 )电流，晶闸管才能导通。
11、晶闸管的非正常导通方式有 ( 硬导通 ) 和 ( 误导通 ) 两种。
12、晶闸管在触发开通过程中，当阳极电流小于( 擎住 )电流之前，如去掉( 触发 )脉冲，晶闸管又会关断。
13、要使晶闸管重新关断，必须将（ 阳极 ）电流减小到低于（ 维持 ）电流。
14、同一晶闸管，维持电流I H 与掣住电流I L 在数值大小上有I L ( 大于 )I H 。
15、晶闸管的额定电流是指（ 平均 ）值；。
16、由波形系数可知，晶闸管在额定情况下的有效值电流I T 等于（ 1.57 ）倍I T （AV ），如果I T （AV ）=100安培，则它允许的有效电流为（ 157 ）安培。
通常在选择晶闸管时还要留出 （1.5～2 ）倍的裕量。
17、型号为KP100-8的晶闸管表示其额定电压为 ( 800 ) 伏额定有效电流为( 100 ) 安。
三相电压逆变电路电力二极管作用_解释说明
三相电压逆变电路电力二极管作用解释说明1. 引言1.1 概述三相电压逆变电路是一种常用的电力转换器，广泛应用于工业控制、交流传动和可再生能源等领域。
在三相逆变电路中，电力二极管起到至关重要的作用。
1.2 文章结构本文将分为五个主要部分来讨论三相电压逆变电路中电力二极管的作用及其解释说明。
首先是引言部分，概述了本文的目的、结构以及所讨论的内容。
接下来是对三相电压逆变电路进行原理说明和组成部分介绍，以便为后续讨论奠定基础。
然后，详细分析了电力二极管的基本概念和特性，并探讨了其在电流开关以及逆变电路中的应用。
在实例分析及案例研究部分，我们将引入一个具体实例并讨论其过程和结果，最后从中总结出一些启示。
最后，在结论和展望部分，将对文章进行总结，并展望未来发展趋势提出建议。
1.3 目的本文旨在深入解释和说明三相逆变电路中电力二极管的作用。
通过对二极管基本概念、特性以及在电流开关和逆变电路中的角色和功能进行详细阐述，读者将能更好地理解和掌握电力二极管在三相逆变电路中的重要作用。
同时，通过实例分析和案例研究，读者可以更直观地了解电力二极管在实际应用中的表现，并从中获取一些有价值的经验和启示。
最后，结论和展望部分将对文章进行总结，并提出对未来发展趋势的展望和建议，为相关领域的研究人员提供参考。
2. 三相电压逆变电路2.1 原理说明三相电压逆变电路是一种将直流输入转换为交流输出的电路。
它基于逆变器原理，利用逆变器能够改变输入信号的频率和幅值的性质。
2.2 组成部分介绍三相电压逆变电路通常由多个元件组成，包括整流器、滤波器、逆变器和控制电路等。
其中，整流器将交流输入转换为直流，滤波器对直流信号进行平滑处理，逆变器通过不同的控制方式将直流信号转换为交流输出，并由控制电路对逆变过程进行管理和控制。
2.3 工作原理分析三相电压逆变电路主要通过以下步骤实现工作：首先，交流输入经过整流器转化为直流信号。
整流器通常采用可控硅等元件来实现这一过程。
电力电子器件概述PPT
2.3 半控型器件—晶闸管·引言
晶闸管（Thyristor）：晶体闸流管，可控硅整 流器（Silicon Controlled Rectifier——SCR）
1956年美国贝尔实验室发明了晶闸管。 1957年美国通用电气公司开发出第一只晶闸管产品。 1958年商业化。 开辟了电力电子技术迅速发展和广泛应用的崭新时代 。 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。
增大以致1+2趋近于1的话，流过晶闸管的电流IA，将趋
近于无穷大，实现饱和导通。IA实际由外电路决定。
2.3.1 晶闸管的结构与工作原理
其他几种可能导通的情况：
阳极电压升高至相当高的数值造成雪崩效应 阳极电压上升率du/dt过高 结温较高 光触发
光触发可以保证控制电路与主电路之间的良好绝缘而应用于高压电 力设备中，称为光控晶闸管（Light Triggered Thyristor——LTT）。
结温是指管芯PN结的平均温度，用TJ表示。 TJM是指在PN结不致损坏的前提下所能承受的最高 平均温度。 TJM通常在125~175C续一个或几个工频 周期的过电流。
2.2.4 电力二极管的主要类型
按照正向压降、反向耐压、反向漏电流等性能， 特别是反向恢复特性的不同介绍。
2 I G I CBO1 I CBO2
IA
1 ( 1 2 )
（2-10）
在低发射极电流下 是很小的，而当发射极电流建立起来
之后， 迅速增大。(形成强烈正反馈，维持器件自锁导通
，不再需要触发电流)
阻断状态：IG=0，1+2很小。流过晶闸管的漏电流稍大于
两个晶体管漏电流之和。