电力电子器件及其应用ppt课件

1、1目录目录第第 8 8 章章 电力电子器件及其应用电力电子器件及其应用docin/sundae_meng2目录目录第第8 8章章 电力电子器件及其应用电力电子器件及其应用8.1 晶闸管晶闸管8.2 可控硅整流电路可控硅整流电路8.3 单结晶闸管触发电路单结晶闸管触发电路8.4 晶闸管的保护晶闸管的保护docin/sundae_meng3目录目录第第8 8章章 电力电子器件及其应用电力电子器件及其应用docin/sundae_meng4目录目录 docin/sundae_meng5目录目录G AP1P2N1N2docin/sundae_meng6目录目录常用晶闸管的图片常用晶闸管的图片螺栓型晶闸

2、管螺栓型晶闸管晶闸管模块晶闸管模块平板型晶闸管外形及结构平板型晶闸管外形及结构docin/sundae_meng7目录目录GKATSHL(a)HLGKATS(b)GKATSHL(c)GKATSHL(d)(c)去掉控制极正向电压，灯泡亮。去掉控制极正向电压，灯泡亮。(d)阳极加反向电压，灯泡熄灭。阳极加反向电压，灯泡熄灭。(a)控制极不加电压，灯泡不亮。控制极不加电压，灯泡不亮。(b)控制极加正向电压，灯泡亮。控制极加正向电压，灯泡亮。docin/sundae_meng8目录目录docin/sundae_meng9目录目录P1P2N1N2K GAKA T2T1_P2N1N2IGIAP1N1P2I

3、KGNPPNNAGKPdocin/sundae_meng10目录目录 T1T2G2Bii 1BG22Ciii 在极短时间内使在极短时间内使两个三极管均饱和导两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。通。211CCii 2BG21ii EGEA+_RGi2BiG21iG2idocin/sundae_meng11目录目录GEA+_R T1T2Gi2BiGi21Gi2EGG2Bii 1BG22Ciii 211CCii 2BG21ii docin/sundae_meng12目录目录URRMUFRMIG2 IG1 IG0 UBRIFUBOIHoUIIG0IG1IG2正向平均电流正向平均电

4、流)(曲线曲线UfI docin/sundae_meng13目录目录)(sin21m0mFIttdII IF t 2i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, Im, 那么那么普通晶闸管普通晶闸管IF为为1A 1000A。docin/sundae_meng14目录目录docin/sundae_meng15目录目录docin/sundae_meng16目录目录额定电压额定电压,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KP200-18F 表示额定正向平均电流为表示额定正向平

5、均电流为200A，额定电压为，额定电压为1800V，管压降为，管压降为0.9V的普通晶闸管。的普通晶闸管。docin/sundae_meng17目录目录(1) 电路分析电路分析。uuu To, 0。0,To uuu+Tdocin/sundae_meng18目录目录 t1 2 。uu,u T 0o:1t 。0,To uuu tuO晶闸管不导通。晶闸管不导通。,0,0g1 ut t 。uuu To, 0gu tOdocin/sundae_meng19目录目录 tOuO 控制角控制角 t1 tuO tguO t22 tTuO导通角导通角docin/sundae_meng20目录目录 tuUd21O

6、)d(sin221ttU 2cos145. 0LLOO RURUI2cos145. 0 Udocin/sundae_meng21目录目录 当电压当电压u u过零后，由于电感反电动势的存在，晶闸过零后，由于电感反电动势的存在，晶闸管在一段时间内仍管在一段时间内仍 维持导通，失去单向导电作用。维持导通，失去单向导电作用。+TLeLdocin/sundae_meng22目录目录 tguO tTuO tOuO t1 tuO t22 docin/sundae_meng23目录目录+LTD+docin/sundae_meng24目录目录iL tOu tuO tTuO 2 tguOdocin/sundae_

7、meng25目录目录aRLD2T1b+T1T2RLuoD1D2+docin/sundae_meng26目录目录+T1T2RLuoD1D2+bRLD1T2adocin/sundae_meng27目录目录 tOu tuO tT1uO2 tguOdocin/sundae_meng28目录目录 tuUd1O )d(sin21ttUU 2cos19 . 0LO RURUI2cos19 . 0 Udocin/sundae_meng29目录目录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该电路只用一只晶闸管，且其上该电路只用一只晶闸管，且其上 无反向电压。无反向电压。2. 晶闸管和负载上的电流相

8、同。晶闸管和负载上的电流相同。(1)uTD2D4u0RL+-+-docin/sundae_meng30目录目录电路电路特点特点 1. 该电路接入电感性负载时，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)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。T1T2D1D2uuORL+-+-docin/sundae_meng31目录目录NPPN结结N型硅片型硅片docin/sundae_meng32目录目录2B1B1BBB1BRRRUU BBBBBB1BUURR UE UBB+UD

9、= UP 时时 分压比分压比(0.5 0.9)(0.5 0.9)UBB+_+_RP+_+_RB1RB2AUBB+_RP+_+_docin/sundae_meng33目录目录3. 伏安特性伏安特性 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。 IpIVV截止区截止区Pdocin/sundae_meng34目录目录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UV和谷点电流和谷点电流IV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， UV稍小的单结晶体管，以增大稍小的单结晶体管，以增大输输 出脉冲幅度和移相范围

10、。出脉冲幅度和移相范围。docin/sundae_meng35目录目录docin/sundae_meng36目录目录Uvugdocin/sundae_meng37目录目录uvOOdocin/sundae_meng38目录目录RLR1R2RPCRuZT1D1D2T2u2+Rdocin/sundae_meng39目录目录U2MRu2+uo+uZU2MuOouOzuOdocin/sundae_meng40目录目录UP-UDR1R2RPCRuZLugucuUpRLT1D1D2T2OOUZuOOdocin/sundae_meng41目录目录docin/sundae_meng42目录目录 电容充电速度变慢

11、电容充电速度变慢uLdocin/sundae_meng43目录目录单结晶体管触发电路单结晶体管触发电路T1+U1 RE1-CT2RC1RE2R2T3T4D1D2DZR 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。 docin/sundae_me

12、ng44目录目录docin/sundae_meng45目录目录 晶闸管承受过电压、过电流的能力很差，这是晶闸管承受过电压、过电流的能力很差，这是它的主要缺点。它的主要缺点。 晶闸管的热容量很小，一旦发生过晶闸管的热容量很小，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PN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的晶闸管过电流的晶闸管过电流为为400A时，仅允许持续时，仅允许持续0.02秒，否则将因过热而损秒，否则将因过热而损坏；坏； 晶闸管耐受过电压的能力极差，电压超过其反晶闸管耐受过电压的能力极差，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。docin/sundae_meng46目录目录与晶闸与晶闸管串联管串联接在接在输入输入端端接在接在输出输出端端docin/sundae_meng47目录目录docin/sundae_me