电力二极管和晶闸管

1、电子技术的基础电子技术的基础 电子器件：晶体管和集成电路电子器件：晶体管和集成电路电力电子电路的基础电力电子电路的基础 电力电子器件电力电子器件本章主要内容：本章主要内容：概述电力电子器件的概念、特点和分类等问题。概述电力电子器件的概念、特点和分类等问题。介绍电力二极管、晶闸管的工作原理、基本特性、主介绍电力二极管、晶闸管的工作原理、基本特性、主要参数、选择和使用中应注意问题。要参数、选择和使用中应注意问题。1、 电力电子器件的概念和特征电力电子器件的概念和特征2 、电力电子器件组成的应用系统、电力电子器件组成的应用系统3 、电力电子器件的分类、电力电子器件的分类电力电子器件概述电力电子器件概

2、述1）概念概念: : 电力电子器件电力电子器件（Power Electronic Device） 可直接用于主电路中，实现电能的变换或控可直接用于主电路中，实现电能的变换或控制的电子器件。制的电子器件。 主电路主电路（Main Power Circuit） 电气设备或电力系统中，直接承担电能的变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。换或控制任务的电路。2）分类分类: : 电真空器件电真空器件 ( (汞弧整流器、闸流管等汞弧整流器、闸流管等) ) 半导体器件半导体器件 ( (采用的主要材料仍然是硅）采用的主要材料仍然是硅）1、电力电子器件的概念和特征电力电子器件的概念和特征处

3、理电功率的能力，一般远大于处理信息的处理电功率的能力，一般远大于处理信息的电子器件。电子器件。 其处理电功率的能力小至毫瓦级，大至其处理电功率的能力小至毫瓦级，大至兆瓦级兆瓦级, , 多都远大于处理信息的电子器件。多都远大于处理信息的电子器件。3）同处理信息的电子器件相比的一般特征：）同处理信息的电子器件相比的一般特征： 电力电子器件一般都工作在开关状态。电力电子器件一般都工作在开关状态。 实用中，电力电子器件往往需要由信息电实用中，电力电子器件往往需要由信息电子电路来控制。子电路来控制。 在主电路和控制电路之间，需要一定的在主电路和控制电路之间，需要一定的中间电路对控制电路的信号进行放大，这

4、就是电中间电路对控制电路的信号进行放大，这就是电力电子器件的驱动电路。力电子器件的驱动电路。 电力电子器件自身的功率损耗远大于信息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子器件，一般都要安装散热器。 通态损耗通态损耗是器件功率损耗的主要成因。是器件功率损耗的主要成因。 器件开关频率较高时，器件开关频率较高时，开关损耗开关损耗可能成为器件功可能成为器件功率损耗的主要因素。率损耗的主要因素。主要损耗主要损耗通态损耗通态损耗断态损耗断态损耗开关损耗开关损耗关断损耗关断损耗开通损耗开通损耗 电力电子器件的损电力电子器件的损耗耗电力电子系统：由电力电子系统：由控制电路控制电路、

5、驱动电路驱动电路、保护电路保护电路 和以电力电子器件为核心的和以电力电子器件为核心的主电路主电路组成。组成。2、电力电子器件组成的应用系统电力电子器件组成的应用系统电力电子器件在实际应用中的系统组成控控制制电电路路检测检测电路电路驱动驱动电路电路RL主电路主电路V1V2保护保护电路电路控制电路控制电路电气隔离电气隔离在主电路在主电路和控制电和控制电路中附加路中附加一些电路，一些电路，以保证电以保证电力电子器力电子器件和整个件和整个系统正常系统正常可靠运行可靠运行不可控器件不可控器件( (Power Diode) ) 不能用控制信号来控制其通断不能用控制信号来控制其通断, , 因此也就因此也就不

6、需要驱动电路。不需要驱动电路。半控型器件（半控型器件（Thyristor） 通过控制信号可以控制其导通而不能控通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断。制其关断。全控型器件（全控型器件（IGBT,MOSFET) ) 通过控制信号既可控制其导通又可控制其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。关断，又称自关断器件。3、电力电子器件的分类电力电子器件的分类电流驱动型电流驱动型 通过从控制端注入或者抽出电流来实现通过从控制端注入或者抽出电流来实现导通或者导通或者 关断的控制。关断的控制。电压驱动型电压驱动型 仅通过在控制端和公共端之间施加一定仅通过在控制端和公共端之间施加一定的电

7、压信号就可实现导通或者关断的控制。的电压信号就可实现导通或者关断的控制。 按照驱动电路信号的性质，分为两类：按照驱动电路信号的性质，分为两类：单极型器件单极型器件由一种载流子参与导电的器件。由一种载流子参与导电的器件。双极型器件双极型器件由电子和空穴两种载流子参与由电子和空穴两种载流子参与 导电的器件。导电的器件。复合型器件复合型器件由单极型器件和双极型器件集由单极型器件和双极型器件集 成混合而成的器件。成混合而成的器件。 按照按照器件内部电子和空穴两种载流子参与导器件内部电子和空穴两种载流子参与导 电的情况分为三类：电的情况分为三类： 电力二极管电力二极管结构和原理简单，工作可靠，自结构和原

8、理简单，工作可靠，自20世纪世纪50年代初期就获得应用。年代初期就获得应用。 快恢复二极管和肖特基二极管，分别在中、高频整流快恢复二极管和肖特基二极管，分别在中、高频整流和逆变，以及低压高频整流的场合，具有不可替代的和逆变，以及低压高频整流的场合，具有不可替代的地位。地位。电力二极管及模块 基本结构和工作原理基本结构和工作原理与信息电子电路中的与信息电子电路中的二极管一样。二极管一样。 从外形上看，主要有从外形上看，主要有螺栓型螺栓型和和平板型平板型两种两种封装。封装。一、结构与伏安特性一、结构与伏安特性AKAKa)IKAPNJb)c)AK阳极阳极阴极阴极1 1、结构和工作原理、结构和工作原理

9、 状态状态参数参数正向导通正向导通反向截止反向截止反向击穿反向击穿电流电流正向大正向大几乎为零几乎为零反向大反向大电压电压维持维持1V1V反向大反向大反向大反向大阻态阻态低阻态低阻态高阻态高阻态 二极管的基本原理就在于二极管的基本原理就在于PN结的结的单向导电性单向导电性这一主要这一主要 特征。特征。 PN结的状态结的状态导通条件：导通条件：在阳极与阴极间加正向电压在阳极与阴极间加正向电压关断条件：关断条件：在阳极与阴极间加反向电压在阳极与阴极间加反向电压 PN结的反向击穿结的反向击穿（两种形式（两种形式) PN结具有一定的反向耐压能力，但当施加的反向电结具有一定的反向耐压能力，但当施加的反向

10、电压过大，反向电流将会急剧增大，破坏压过大，反向电流将会急剧增大，破坏PN结反向偏置为结反向偏置为截至的工作状态，这就叫截至的工作状态，这就叫反向击穿反向击穿。雪崩击穿雪崩击穿齐纳击穿齐纳击穿均可能导致热击穿均可能导致热击穿 （1 1）正向导通时管压降仅为）正向导通时管压降仅为1V1V左右。左右。（2 2）承受反向电压时，只有微）承受反向电压时，只有微小而数值恒定的反向漏电流，小而数值恒定的反向漏电流，器件处于截止状态。器件处于截止状态。（3 3）当反向电压增大到）当反向电压增大到URSM时时将导致二极管发生击穿损坏。将导致二极管发生击穿损坏。反向重复峰值电压反向重复峰值电压反向不重复峰值电压

11、反向不重复峰值电压反向漏电流反向漏电流答：答：用万用表欧姆档用万用表欧姆档R100档或档或R1k档测量。档测量。正常状态如下：正常状态如下：正向导通正向导通反向截止反向截止过渡过程中过渡过程中电压电压电流电流特性随时间特性随时间变化变化电力二极管的动态状态电力二极管的动态状态反映通态和断态之间过程的开关特性反映通态和断态之间过程的开关特性二极管的电压二极管的电压- -电流特性随时间变化的（结电容的存在）电流特性随时间变化的（结电容的存在）UFPuiiFuFtfrt02V电力二极管的动态过程波形电力二极管的动态过程波形 零偏置转换为正向偏置零偏置转换为正向偏置tfr正向恢复时间正向恢复时间1）开

12、通过程）开通过程：正向压降先出现一个过冲正向压降先出现一个过冲UFP，经过一段时间才趋于接近稳，经过一段时间才趋于接近稳态压降的某个值（如态压降的某个值（如 2V）。）。正向恢复时间正向恢复时间tfr。电流上升率越大，电流上升率越大，UFP越高越高 。IFUFtFt0trrtdtft1t2tURURPIRPdiFdtdiRdt 电力二极管的动态过程波形电力二极管的动态过程波形 正向偏置转换为反向偏置正向偏置转换为反向偏置 延迟时间：延迟时间：td= t1- t0 电流下降时间：电流下降时间：tf= t2- t1反向恢复时间：反向恢复时间：trr= td+ tf 恢复特性的软度：下降时间与延恢复

13、特性的软度：下降时间与延迟时间迟时间 的比值的比值tf /td，或称恢复系，或称恢复系数，用数，用Sr表示。表示。2） 关断过程关断过程 须经过一段短暂的时须经过一段短暂的时间才能重新获得反向阻间才能重新获得反向阻断能力，进入截止状态断能力，进入截止状态。关断之前有较大的反。关断之前有较大的反向电流出现，并伴随有向电流出现，并伴随有明显的反向电压过冲。明显的反向电压过冲。额定电流额定电流在规定的环境温度和标准散热在规定的环境温度和标准散热条件下，元件条件下，元件PNPN结温度稳定且不超过结温度稳定且不超过140140时，时，其允许流过的其允许流过的最大工频正弦半波电流的最大工频正弦半波电流的平

14、均值平均值。IF 是按照电流的发热效应来定义的，使用时是按照电流的发热效应来定义的，使用时应按应按有效值相等的原则有效值相等的原则来选取电流定额，并来选取电流定额，并应留有一定的裕量。应留有一定的裕量。1、额定电流、额定电流IF+40 对电力二极管所能重复施加的反向最高峰值电压对电力二极管所能重复施加的反向最高峰值电压。使用时，应当留有两倍的裕量。使用时，应当留有两倍的裕量。 3、正向平均压降、正向平均压降UF（管压降）（管压降）2 2、 反向重复峰值电压反向重复峰值电压URRM 在规定环境温度和标准散热条件下，流过稳定的额在规定环境温度和标准散热条件下，流过稳定的额定电流时，器件两端的正向平

15、均电压（又称管压降）。定电流时，器件两端的正向平均电压（又称管压降）。结温是指管芯结温是指管芯PN结的平均温度，用结的平均温度，用TJ表示。表示。TJM是指在是指在PN结不致损坏的前提下所能承受结不致损坏的前提下所能承受 的最高平均温度。的最高平均温度。TJM通常在通常在125175 C范围之内。范围之内。4、最高工作温度最高工作温度TJM1 1、参数选择、参数选择（1 1）额定电流的选择原则）额定电流的选择原则在规定的室温和冷却条件下，额定电流按下式计算：在规定的室温和冷却条件下，额定电流按下式计算：(1.52)1.57DMFII然后取相应然后取相应标准系列值标准系列值。流过二极管的最大流过

16、二极管的最大电流有效值电流有效值选取额定电流为选取额定电流为100A100A的二极管的二极管（2 2）额定电压的选择原则）额定电压的选择原则URRM=（23）UDM工作电路中，管子承受的最大反向瞬时电压。工作电路中，管子承受的最大反向瞬时电压。U UDM DM 然后取相应然后取相应标准系列值标准系列值。选取额定电压为选取额定电压为800V800V的二极管的二极管第第 1 次次 作作 业（共业（共3题）题）四、电力二极管的主要类型四、电力二极管的主要类型简称快速二极管。简称快速二极管。从性能上可分为从性能上可分为快速恢复快速恢复和和超快速恢复超快速恢复两个两个等级。等级。前者前者反向恢复时间反向

17、恢复时间为数百纳秒或更长，后者为数百纳秒或更长，后者则在则在100ns以下，甚至达到以下，甚至达到2030ns。肖特基二极管的弱点肖特基二极管的弱点 反向耐压提高时正向压降会提高，多用于反向耐压提高时正向压降会提高，多用于200V以下。以下。 反向稳态损耗不能忽略，必须严格地限制其工作温度。反向稳态损耗不能忽略，必须严格地限制其工作温度。肖特基二极管的优点肖特基二极管的优点 反向恢复时间很短（反向恢复时间很短（1040ns）。）。 正向恢复过程中也不会有明显的电压过冲。正向恢复过程中也不会有明显的电压过冲。 反向耐压较低时其正向压降明显低于快恢复二极管。反向耐压较低时其正向压降明显低于快恢复二

18、极管。 效率高，其开关损耗和正向导通损耗都比快速二极管还小。效率高，其开关损耗和正向导通损耗都比快速二极管还小。以金属和半导体接触形成的势垒为基础的二极管称为肖特基势垒二极管（Schottky Barrier Diode SBD）。常用电力二极管型号及参数常用电力二极管型号及参数 1956年美国贝尔实验室发明了晶闸管。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。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。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。开辟了电力电子技术迅速发展和广泛应用的崭新时代。 20世纪世纪80年代以来，开

19、始被全控型器件取代。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。场合具有重要地位。（Thyristor）：晶体闸流管，可控硅整流器（Silicon Controlled RectifierSCR）外形有外形有、螺栓螺栓和和平板平板三种封装。三种封装。外形结构：外形结构：晶闸管的外形及电气图形符号晶闸管的外形及电气图形符号有三个联接端。有三个联接端。螺栓螺栓封装，通常螺栓是其阳极，能与散热器紧封装，通常螺栓是其阳极，能与散热器紧密联接且安装方便。密联接且安装方便。平板形晶闸管可由两个散热器将其夹

20、在中间。平板形晶闸管可由两个散热器将其夹在中间。阳极阳极门极门极阴极阴极AKG答：答：塑封形：塑封形：阴极阴极阳极阳极门极门极螺栓形：螺栓形：螺栓为阳极，粗辫子为阴极，螺栓为阳极，粗辫子为阴极，细辫子为门极。细辫子为门极。门极门极晶闸管的内部结构及等效电路晶闸管的内部结构及等效电路内部结构：内部结构：晶闸管的导通关断实验电路晶闸管的导通关断实验电路晶闸管的导通关断实验电路晶闸管的导通关断实验电路晶闸管的导通关断实验电路晶闸管的导通关断实验电路增大增大R RRPRP阻值阻值必须同时满足：必须同时满足：u 在晶闸管阳极和阴极间加正向电压。在晶闸管阳极和阴极间加正向电压。u 在晶闸管的门极和阴极间也

21、加正向电压。在晶闸管的门极和阴极间也加正向电压。晶闸管导通条件：晶闸管导通条件：使流过晶闸管的阳极电流小于维持电流使流过晶闸管的阳极电流小于维持电流 。晶闸管关断条件：晶闸管关断条件：例：例： 如图所示，阳极电源为交流电压，门极在如图所示，阳极电源为交流电压，门极在t1瞬间合上瞬间合上开关开关QQ，t t4 4时刻开关时刻开关Q Q 断开，求电阻断开，求电阻Rd上电压波形上电压波形ud。Rd0udtRd总结：总结：晶闸管工作原理示意图111CBOAcIII222CBOKcIIIGAKIII21ccAIII)(121CBO2CBO1G2AIIII11caII22ckII12()10121()gc

22、aIII21121121 ()1121 ()010121()gcaIII阳极电压升高至相当高的数值造成雪崩效应。阳极电压升高至相当高的数值造成雪崩效应。阳极电压上升率阳极电压上升率du/dt过高。过高。结温较高。结温较高。光触发光触发 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，称为而应用于高压电力设备中，称为光控晶闸管光控晶闸管（Light Triggered ThyristorLTT）。只有门极触发是最精确、迅速而可靠的控制手段只有门极触发是最精确、迅速而可靠的控制手段其他几种可能导通的情况其他几种可能导通的情况：（1）正

23、向特性（第一象限）正向特性（第一象限） IG=0时，器件两端施加正向电时，器件两端施加正向电压，只有很小的正向漏电流，压，只有很小的正向漏电流，为正向阻断状态。为正向阻断状态。 硬开通：硬开通： IG=0 ，UAUBO。 随着门极电流幅值的增大，正随着门极电流幅值的增大，正向转折电压降低。向转折电压降低。导通后晶闸管本身的压降很小导通后晶闸管本身的压降很小约为约为1V左右。左右。正向导通雪崩击穿O+UA -IAIAIHIG2IG1IG=0UBOUDSMUDRMURRMURSM晶闸管的阳极伏安特性四、四、 晶闸管的阳极伏安特性晶闸管的阳极伏安特性正向转折电压正向转折电压正向断态重正向断态重复峰值

24、电压复峰值电压正向断态不正向断态不重复峰值电压重复峰值电压反向阻断 反向特性类似二极管的反反向特性类似二极管的反向特性。向特性。 反向阻断状态时，只有极反向阻断状态时，只有极小的反向漏电流流过。小的反向漏电流流过。 当反向电压达到反向转折当反向电压达到反向转折（击穿）电压（击穿）电压U URORO后，可后，可能导致晶闸管发热损坏。能导致晶闸管发热损坏。（2）反向特性（第三象限）反向特性（第三象限）正向导通雪崩击穿O+UA -IAIAIHIG2IG1IG=0UBOUDSMUDRMURRMURSM晶闸管的阳极伏安特性反向转折电压反向转折电压反向断态重反向断态重复峰值电压复峰值电压反向断态不反向断态

25、不重复峰值电压重复峰值电压URO反向阻断1) 开通过程 延迟时间延迟时间td (0.51.5 s) 上升时间上升时间tr (0.53 s)开通时间开通时间tgt以上两者之和， tgt=td+ tr100%90%10%uAKttO0tdtrtrrtgrURRMIRMiA2) 关断过程 反向阻断恢复时间反向阻断恢复时间trr 正向阻断恢复时间正向阻断恢复时间tgr 关断时间关断时间t tq以上两者之和tq=trr+tgr 普通晶闸管的关断时间约几百微秒（3）动态特性）动态特性晶闸管的开通和关断过程波形第第 2 2 次次 作作 业业 （共（共1 1题）题）例：怎样简单鉴别晶闸管的好坏？例：怎样简单鉴

26、别晶闸管的好坏？ 答：答：方法一：方法一：可用万用表测量晶闸管三个极间的电阻。可用万用表测量晶闸管三个极间的电阻。 在测在测G-K间的电阻时，不能使用万用表的高阻档间的电阻时，不能使用万用表的高阻档（10K档），以防万用表内高压电池击穿门极的档），以防万用表内高压电池击穿门极的PN结。结。方法二：方法二：用如图所示的线路。用如图所示的线路。1 1）将开关）将开关QQ1 1、 QQ2 2闭合：如灯泡亮，则说明晶闸管可闭合：如灯泡亮，则说明晶闸管可以正常导通。以正常导通。2 2）将开关）将开关QQ1 1断开：如灯泡熄灭，则说明晶闸管可以断开：如灯泡熄灭，则说明晶闸管可以正常关断。正常关断。五五 、

27、晶闸管的主要参数晶闸管的主要参数正向断态重复峰值电压正向断态重复峰值电压UDRM 在门极断路而结温为额定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值时，允许重复加在器件上的正向峰值电压。峰值电压。反向断态重复峰值电压反向断态重复峰值电压URRM 在门极断路而结温为额定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值时，允许重复加在器件上的反向峰值电压。峰值电压。1 、额定电压额定电压UTn正向断态重正向断态重复峰值电压复峰值电压反向断态重反向断态重复峰值电压复峰值电压通常采用晶闸管通常采用晶闸管UDRM和和URRM中较小的值，中较小的值，取整后作为该器件的额定电压。取整后作为该

28、器件的额定电压。选用时，一般取额定电压为实际工作时晶闸选用时，一般取额定电压为实际工作时晶闸管所承受峰值电压管所承受峰值电压23倍。即：倍。即： UTn=（23）UTM 然后取相应的然后取相应的标准电压等级标准电压等级。使用注意：使用注意：晶闸管承受晶闸管承受的最大电压的最大电压 在环境温度为在环境温度为40 C和规定的冷却状态下，结温和规定的冷却状态下，结温稳定且不超过额定结温时，在带稳定且不超过额定结温时，在带电阻性负载电阻性负载，导通角不，导通角不小于小于170170的的单相工频正弦半波电路单相工频正弦半波电路中，所允许流过的最中，所允许流过的最大大通态通态平均平均电流电流。 2. 2.

29、 额定电流额定电流I IT T（AVAV）波形系数：波形系数：某电流波形的有效值与平均值之比某电流波形的有效值与平均值之比 。dfIIK mmAVTIttdII)(sin210)(201(sin)()22mTmIIItdt()1.572TfT AVIKI单相工频正弦半波电流波形：单相工频正弦半波电流波形：如如()100T AVIA则其额定电流有效值为则其额定电流有效值为157A157A的晶闸管的晶闸管例：例：图中表示流过晶闸管的电流波形，其最大值图中表示流过晶闸管的电流波形，其最大值 均为均为I Imm。试计算各电流的平均值和电流的有。试计算各电流的平均值和电流的有 效值及波形系数。效值及波形

30、系数。 ()100T AVIAa）mmdIttdII2)(sin1012)()sin(1021mmItdtII111.112 2fdIKIb）4)(212/02mmdItdII2)(212/022mmItdII222dfIIK如如 根据有效值相等的原则根据有效值相等的原则其允许流过的最大电流平均值为：其允许流过的最大电流平均值为：100 1.57141.41.11dVIA100 1.5778.52dVIA实际使用时应按实际使用时应按有效值相等有效值相等的原则来选取晶闸管。的原则来选取晶闸管。首先求出实际流过晶闸管最大电流有效值首先求出实际流过晶闸管最大电流有效值IT。按照有效值相等的原则，求出

31、流过晶闸管的按照有效值相等的原则，求出流过晶闸管的IT(AV)。选用时应考虑（选用时应考虑（1.52）倍裕量，即：）倍裕量，即：然后根据晶闸管的额定电流标值选取（应选大于计然后根据晶闸管的额定电流标值选取（应选大于计算得到算得到IT(AV)的标值）。的标值）。()(1.52)1.57TT AVII3 3、通态平均电压、通态平均电压U UT T（AVAV）（管压降）（管压降） 在规定的环境温度、标准散热条件下，器件在规定的环境温度、标准散热条件下，器件流过正弦半波额定电流时，阳极与阴极之间电压流过正弦半波额定电流时，阳极与阴极之间电压降的平均值。降的平均值。 当额定电流大小相同时，管压降越小，当

32、额定电流大小相同时，管压降越小，则管子的质量越好。则管子的质量越好。晶闸管的型号晶闸管的型号 K P 通态平均电压组别（管压降）通态平均电压组别（管压降）小于小于100A可可不标不标额定电压等级额定电压等级额定电流系列额定电流系列普通型普通型K快速型；S双向型N逆导型；G可关断型表示晶闸管表示晶闸管Z表示整流二极管例：例：KP100-12G管压降为管压降为1V4 4、其他参数、其他参数 在室温下且门极开路时，晶闸管中的电在室温下且门极开路时，晶闸管中的电流从较大的通态电流开始下降，当降至刚好能维持流从较大的通态电流开始下降，当降至刚好能维持导通时所需的最小阳极电流。导通时所需的最小阳极电流。

33、维持电流与器件容量、结温有关。维持电流与器件容量、结温有关。u器件的额定电流越大，维持电流越大。器件的额定电流越大，维持电流越大。u结温越低维持电流越大。结温越低维持电流越大。 晶闸管刚从断态转入通态并移除触发信晶闸管刚从断态转入通态并移除触发信号后，号后， 能维持导通所需的最小阳极电流。能维持导通所需的最小阳极电流。 对同一晶闸管来说，通常对同一晶闸管来说，通常I IL L约为约为I IH H的的2 24 4倍。倍。维持电流与擎住电流的区别。维持电流与擎住电流的区别。a）3100250 10dEImAR 小于维持电流，因此不合理。小于维持电流，因此不合理。b）2202210dUIAR2222

34、0311TMUUV 超过额定值，因此不合理。超过额定值，因此不合理。c）1501501dEIAR晶闸管允许流过的最大电流有效值为晶闸管允许流过的最大电流有效值为 1001001.57=1571.57=157A A晶闸管的额定电压为晶闸管的额定电压为300V150V300V150V即用在此电路中是合理的。即用在此电路中是合理的。 习题习题3 3（P18P18）：型号为）：型号为KP100KP1003 3、维持电流、维持电流I IH H4mA4mA晶闸管晶闸管使用在下图的电路中是否合理？为什么？（不考虑裕量）使用在下图的电路中是否合理？为什么？（不考虑裕量）（3）断态电压临界上升率断态电压临界上升

35、率 du/dt 指在额定结温和门极开路的情况下，不使指在额定结温和门极开路的情况下，不使器件从断态到通态转换的阳极电压最大上升率。器件从断态到通态转换的阳极电压最大上升率。 注意：注意：电压上升率过大，就会使晶闸管误导通电压上升率过大，就会使晶闸管误导通 。（4）通态电流临界上升率通态电流临界上升率di/dt 指在规定条件下，晶闸管能承受而无有害影指在规定条件下，晶闸管能承受而无有害影响的最大通态电流上升率。响的最大通态电流上升率。 第第 3 次次 作作 业（共业（共2 2题）题）门极触发电流门极触发电流在室温下，晶闸管施加在室温下，晶闸管施加6V正向阳极电压时，正向阳极电压时， 使元件完全开

36、通所必须的最小门极电流。使元件完全开通所必须的最小门极电流。门极触发电压门极触发电压与门极触发电流相对应的门极电压。与门极触发电流相对应的门极电压。（1 1）同一型号的晶闸管，门极特性的差异很大。）同一型号的晶闸管，门极特性的差异很大。因此对不同系列的元件都规定了最大与最小触发电因此对不同系列的元件都规定了最大与最小触发电压、电流值。压、电流值。例如例如: 额定电流额定电流100A的晶闸管，触发电压、电流分别不应超的晶闸管，触发电压、电流分别不应超过过4V/ 250mA，也不应小于，也不应小于0.15V、1mA。 （2 2）触发电流、触发电压受温度的影响很大。）触发电流、触发电压受温度的影响很

37、大。温度升高：触发电流、触发电压值会显著降低温度升高：触发电流、触发电压值会显著降低温度降低：触发电流、触发电压值又会增大温度降低：触发电流、触发电压值又会增大使用时晶闸管的门极触发脉冲不应超过以上数值。使用时晶闸管的门极触发脉冲不应超过以上数值。例：例：（1 1）在夏天，工作正常的晶闸管装置到冬天变在夏天，工作正常的晶闸管装置到冬天变得不可靠了，可能是什么原因？得不可靠了，可能是什么原因？（2 2）冬天工作正常，夏天工作不正常又可能是什么）冬天工作正常，夏天工作不正常又可能是什么原因？原因？（2 2）原因：）原因：l 晶闸管的维持电流变小，冬天勉强能关断，到晶闸管的维持电流变小，冬天勉强能关断，到了夏天不容易关断。了夏天不容易关断。l 选用的晶闸管电压偏低，到了夏天，管子的转选用的晶闸管电压偏低，到了夏天，管子的转折电压与击穿电压值下降，造成了折电压与击穿电压值下降，造成了“硬开通硬开通”或或击穿。击穿。l U UGTGT和和I IGTGT降低，容易造成晶闸管误触发。降低，容易造成晶闸管误触发。解决办法：解决办法：加强冷却或降低定额使用。