章电力电子技术PPT学习教案

1、会计学1 章电力电子技术章电力电子技术 第1页/共55页 第2页/共55页 第3页/共55页 G P 1 P2 N1 N2 第4页/共55页 P 1 P2 N1 N2 K G A K A T2 T1 _ P2 N1 N2 IG IA P1 N1 P2 IK G P P N N N P A G K 第5页/共55页 T1 T2 G2B ii 1BG2 2 C iii 在极短时间内使两在极短时间内使两 个三极管均饱和导通个三极管均饱和导通 ，此过程称触发导通，此过程称触发导通 。 21 1 CC ii 2BG21 ii EG EA + _ R G i 2B i G21 i G2i 第6页/共55页

2、 G E A + _ R T1 T2 G i 2B i G i 21 G i 2 E G G2B ii 1BG2 2 C iii 21 1 CC ii 2BG21 ii 第7页/共55页 必须使可控硅阳极电流减小必须使可控硅阳极电流减小, ,直到直到正反馈正反馈效效 应不能维持。应不能维持。 将阳极电源断开或者在晶闸管的将阳极电源断开或者在晶闸管的 第8页/共55页 URRM UFRM IG2 IG1 IG0 UBR IF UBO IH o U I IG0IG1IG2 正向平均电流正向平均电流 )(曲曲线线UfI 第9页/共55页 UFRM: 晶闸管晶闸管控制极开路且正向阻断情况下控制极开路且

3、正向阻断情况下, ,允允 许重复加在许重复加在晶闸管晶闸管两端的正向峰值电压两端的正向峰值电压 。 一般取一般取UFRM = = 80% UB0 。 普通普通晶闸管晶闸管 UFRM 为为100V 3000V 控制极开路时控制极开路时, ,允许重复作用在允许重复作用在晶闸管晶闸管元元 件上的反向峰值电压。件上的反向峰值电压。 一般取一般取 URRM = 80% UBR 普通普通晶闸管晶闸管 URRM为为100V3000V URRM ： 第10页/共55页 )(sin 2 1 m 0 mF I ttdII 环境温度为环境温度为4040 C C及及标准散热条件下，标准散热条件下，晶闸晶闸 管处于管处

4、于全导通时全导通时可以连续通过的工频正弦可以连续通过的工频正弦 半波电流的平均值。半波电流的平均值。 IF t 2 i 如果正弦半波电流的最大值为如果正弦半波电流的最大值为Im, 则则 普通晶闸管普通晶闸管IF为为1A 1000A。 第11页/共55页 第12页/共55页 额定电压额定电压, ,用百位或千位数表示用百位或千位数表示 取取UFRM或或URRM较小者较小者 额定正向平均电流额定正向平均电流( (IF) 晶闸管晶闸管 K P 普通型普通型 如如KP5-7表示表示额定正向平均电流为额定正向平均电流为5A, ,额定电压为额定电压为700V 。 第13页/共55页 A1 A2G 通过控制电

5、压的控制可实现双向导通。通过控制电压的控制可实现双向导通。 第14页/共55页 A1 A2G 第15页/共55页 R C T u 双向二极管双向二极管 第16页/共55页 (1) 电路电路 。uuu To , 0 。0, To uuu + + T 第17页/共55页 t1 2 。uu,u T 0 o : 1 t 。0, To uuu t u O 晶晶闸闸管管不不导导通通。,0,0 g1 ut t 。uuu To , 0 g u t O 第18页/共55页 t O u O 动画动画 控制角控制角 t1 t u O t g u O t2 2 t T u O 导通角导通角 第19页/共55页 tuU

6、 d 2 1 O )d(sin2 2 1 ttU 2 cos1 45. 0 LL O O R U R U I 2 cos1 45. 0 U 第20页/共55页 + + + T L eL 第21页/共55页 t g u O t T u O t O u O t1 t u O t2 2 第22页/共55页 + + + L T D + (1) 电路电路 第23页/共55页 iL t O u t u O t T u O 2 t g u O 第24页/共55页 aRLD2T1b + + T1T2 RL uo D1 D2 + 第25页/共55页 + + T1T2 RL uo D1 D2 + bRLD1T2a

7、 第26页/共55页 t O u t u O t T1 u O 2 动画动画 t g u O 第27页/共55页 tuU d 1 O )d(sin2 1 ttUU 2 cos1 9 . 0 L O R U R U I 2 cos1 9 . 0 U 第28页/共55页 两种常用可控整流电路两种常用可控整流电路 电路电路 特点特点 1.该电路只用一只晶闸管，且其该电路只用一只晶闸管，且其 上上 无反向电压。无反向电压。 2. 晶闸管和负载上的电流相同。晶闸管和负载上的电流相同。 (1) u T D2 D4 u0 RL + - + - 第29页/共55页 电路电路 特点特点 1. 该电路接入电感性负

8、载时，该电路接入电感性负载时，D1、D2 便便 起起 续流二极管作用。续流二极管作用。 (2) 动画动画 2. 由于由于T1的阳极和的阳极和T2的阴极相连，两管的阴极相连，两管 控控 制极必须加独立的触发信号。制极必须加独立的触发信号。 T1 T2 D1 D2 uu O R L + - + - 第30页/共55页 动画动画 u2 a 2 u2 b u2 c t1 t2 u t o 第31页/共55页 ，一旦发生过，一旦发生过 电流时，温度急剧上升，可能将电流时，温度急剧上升，可能将PNPN结烧坏，造成元结烧坏，造成元 件内部短路或开路。例如一只件内部短路或开路。例如一只100A的的晶闸管晶闸管

9、过电流过电流 为为400A400A时，仅允许持续时，仅允许持续0.020.02秒，否则将因过热而损秒，否则将因过热而损 坏；坏； 电压超过其反电压超过其反 向击穿电压时，即使时间极短，也容易损坏。若正向击穿电压时，即使时间极短，也容易损坏。若正 向电压超过转折电压时，则晶闸管误导通，导通后向电压超过转折电压时，则晶闸管误导通，导通后 的电流较大，使器件受损。的电流较大，使器件受损。 第32页/共55页 与晶闸与晶闸 管串联管串联 接在输入端接在输入端 接在输出端接在输出端 第33页/共55页 第34页/共55页 R C R C 硒堆保护硒堆保护 (硒整流片硒整流片) 晶闸管元件晶闸管元件 的阻

10、容保护的阻容保护 第35页/共55页 N P PN结结 N型硅片型硅片 第36页/共55页 2B1B 1B BB1B RR R UU BBBB BB 1B UU R R 分压比分压比( (0.5 0.9) ) UBB + _ + _ RP + _ + _ RB1 RB2 A UBB + _ RP + _ + _ 第37页/共55页 (3) 维持单结管导通的最小维持单结管导通的最小 电压、电流。电压、电流。 单结管由截止变导通单结管由截止变导通 所需发射极电压所需发射极电压。 IpIV V 截止区截止区 P 第38页/共55页 3. 不同单结晶体管的谷点电压不同单结晶体管的谷点电压谷点电流谷点电

11、流 都都 不一样。谷点电压大约在不一样。谷点电压大约在2 5V之间。常选用之间。常选用 稍大一些，稍大一些， 稍小的单结晶体管，以增大输稍小的单结晶体管，以增大输 出脉冲幅度和移相范围。出脉冲幅度和移相范围。 第39页/共55页 第40页/共55页 Uv ug 第41页/共55页 。 uv O O 第42页/共55页 RL R1 R2 RP C R uZ T1 D1D2 T2 u2 + C + R 第43页/共55页 U2M R u2 + + uo + uZ U2M u O o u O z u O 第44页/共55页 UP-UD R1 R2 RP C c R uZ L u g u c u v

12、Up RL T1 D1D2 T2 O O UZ u O O 第45页/共55页 第46页/共55页 uL L 第47页/共55页 单结晶体管触发电路单结晶体管触发电路 T1 + U1RE1 - C T2 RC1 RE2 R2 T3 T4 D1 D2 DZ R 输出脉冲可以直接从电阻输出脉冲可以直接从电阻R1引出引出(如前图如前图)，也可，也可 通过脉冲变压器输出。由于晶闸管控制极与阴极间通过脉冲变压器输出。由于晶闸管控制极与阴极间 允许的反向电压很小，为了防止反向击穿，在脉冲允许的反向电压很小，为了防止反向击穿，在脉冲 变压器副边串联二极管变压器副边串联二极管D1, 可将反向电压隔开，而可将反向电压隔开，而 并联并联D2，可将反向电压短路。，可将反向电压短路。 第48页/共55页 第49页/共55页 R1 A V