晶闸管的基本特性.ppt

1 静态特性 晶闸管的伏安特性 图1 8晶闸管的伏安特性IG2 IG1 IG 1 3 2晶闸管的基本特性 PowerElectronics 1 3 2晶闸管的基本特性 静态 动态 1 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 1 正向特性 第I象限 正向阻断状态IG 0时 晶闸管两端受正向电压 只有很小的正向漏电流流过 晶闸管的伏安特性 1 3 2晶闸管的基本特性 IG2 IG1 IG 正向电压超过临界极限 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 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 1 3 2晶闸管的基本特性 正向导通 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IH以下 则晶闸管又回到正向阻断状态 IH称为维持电流 维持电流IH 2 反向特性 第III象限 晶闸管的伏安特性 1 3 2晶闸管的基本特性 晶闸管受反向电压时 伏安特性类似二极管的反向特性 1 3 2晶闸管的基本特性 晶闸管处于反向阻断状态时 极小的反相漏电流流过 当反向电压超过一定限度 达到反向击穿电压 外电路如无限制措施 则反向漏电流急剧增加 导致晶闸管发热损坏 反向阻断 反向击穿 2 动态特性 晶闸管的开通和关断过程波形 1 3 2晶闸管的基本特性 晶闸管的开通和关断过程波形 1 3 2晶闸管的基本特性 1 开通过程 延迟时间td 上升时间tr td tr 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 阳极电流从10 上升到稳态值的90 所需的时间 c 开通时间tgttgt td tr 1 6 普通晶闸管延迟时为0 5 1 5 s 上升时间为0 5 3 s td tr 2 关断过程 反向阻断恢复时间trr 晶闸管的开通和关断过程波形 1 3 2晶闸管的基本特性 正向阻断恢复时间tgr 正向电流降为零到反向恢复电流衰减至接近于零的时间 晶闸管要恢复其对正向电压的阻断能力所需要的一段时间 trr tgr 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tq tq trr tgr 两点注意事项 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 普通晶闸管的关断时间约几百微秒 1 保证可靠触发的门极电流 电压应位于可靠触发区 2 保证晶闸管可靠关断的门极电流 电压应位于不触发区或加反偏电压 3 晶闸管正偏电压一般不大于10v 反偏电压不大于5v 3门极伏安特性 PN结特性 1 3 3晶闸管的主要参数 晶闸管承受此电压时不自动开通也不反向击穿 晶闸管额定电压的选择应为实际承受电压的2 3倍 所留裕量用于防止电路中可能出现的操作过电压 额定电压UDRM 规定 在环境温度为40 C和规定的冷却条件下 带电阻性负载的单相工频半波整流电路中 管子全导通 C 而稳定结温不超过额定值所允许的最大电流平均值 2额定电流IT AV 平均值 发热量 有效值 平均值 管子额定电流的选择 1 按电流有效值相等的原则选择晶闸管 2 留裕量 取1 5 2倍后取整 3 额定电流等级 50A以下 1 5 10 20 30 40 50A 100 1000A 100 200 300 400 500 600 800 1000A 3门极触发电流IGT 触发电压UGT 例 GD 0 4mA UGD 0 3v T 5 70mA VGT 3 5v UGFM 10V UGRM 5v PG AV 0 5w参数受温度影响大 从减小损耗和发热的情况出发 越小越好 一般为1 5v 4通态平均压降 管压降 维持管子继续导通的最小电流 触发管子导通后 去除触发信号时阳极电流必须达到的最小值 5维持电流与掣住电流 普通晶闸管ton约6us 快速晶闸管ton约1us 普通晶闸管toff数十 数百us 快速晶闸管toff约10us开通较关断时间短工频电路可不考虑开关时间 断态电压临界上升率dv dt及通态电流临界上升率di dt由于结电容效应 dv dt太大可能引起误导通dv dt分级 最低级 v usG 最高级 1000v us 开通时间ton与关断时间toff 6动态参数 di dt太大将导致器件局部过热损坏 7额定结温 jm 结温 开通损耗通态损耗关断损耗断态损耗门极损耗 例 KP200 8B表示额定电流200A 额定电压800V 管压降0 4v 0 5v的普通晶闸管 管压降等级 额定电压等级 额定电流 普通型 快开型 逆导型 可关断型 双向型 8型号 本章思考题 1 晶闸管是硅晶体闸流管的简称 常用的除螺栓式以外还有 2 晶闸管象二极管一样具有可控的什么特性 3 为了保证晶闸管可靠与迅速关断 通常在管子阳极电压下降为零之后 在门极采取什么措施 4 型号为KP10 1000晶闸管的额定容量是多少 5 如何选择晶闸管的容量 6 在分析了晶闸管的主要参数后 你使用晶闸管时应注意什么 1 双向晶闸管 TriodeACSwitch TRIAC或Bidirectionaltriodethyristor 图1 10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 晶闸管的派生器件 1 3 4 1 电路符号与特性 a b 有两个主电极T1和T2 一个门极G 正反两方向均可触发导通 双向晶闸管在第 和第III象限有对称的伏安特性 应用 交流调压电路 固态继电器 SSR 和交流电机调速等领域 额定电流不用平均值而用有效值来表示 因为用在交流电路中 可认为是一对反并联联接的普通晶闸管的集成 2 特点 说明 比用一对反并联晶闸管经济 且控制电路简单 2 光控晶闸管 LightTriggeredThyristor LTT 图1 12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 晶闸管的派生器件 1 3 4 a b 1 电路符号和特性 利用一定波长的光照信号触发导通的晶闸管 又称光触发晶闸管 小功率光控晶闸管只有阳极和阴极两个端子 大功率光控晶闸管则还带有光缆 光缆上装有作为触发光源的发光二极管或半导体激光器 光触发 主电路与控制电路绝缘 抗电磁干扰 2 特点 应用 高压大功率的场合 如高压直流