电力电子技术前言ppt课件

1、第第1 1章章 电力电子器件电力电子器件1.1 电力电子器件概述电力电子器件概述1.2 不可控器件不可控器件二极管二极管1.3 半控型器件半控型器件晶闸管晶闸管1.4 典型全控型器件典型全控型器件1.5 其他新型电力电子器件其他新型电力电子器件电子技术的根底电子技术的根底电子器件：晶体管和集成电电子器件：晶体管和集成电路路电力电子电路的根底电力电子电路的根底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。引见常用电力电子器件的任务原理、根本特性、引见常用电力电子器件的任务原理、根本特性、主要参数以及选择和运

2、用中应留意问题。主要参数以及选择和运用中应留意问题。第第1 1章章 电力电子器件电力电子器件引言引言1.1.1 1.1.1 电力电子器件的概念和特征电力电子器件的概念和特征1.1.2 1.1.2 运用电力电子器件的系统组成运用电力电子器件的系统组成1.1.3 1.1.3 电力电子器件的分类电力电子器件的分类1.1.4 1.1.4 本章内容和学习要点本章内容和学习要点1.1 1.1 电力电子器件概述电力电子器件概述1 1概念概念: :电力电子器件电力电子器件Power Electronic DevicePower Electronic Device 可直接用于主电路中，实现电能的变换或控制的可直

3、接用于主电路中，实现电能的变换或控制的电子器件。电子器件。主电路主电路Main Power CircuitMain Power Circuit 电气设备或电力系统中，直接承当电能的变换或电气设备或电力系统中，直接承当电能的变换或控制义务的电路。控制义务的电路。2 2分类分类: : 电真空器件电真空器件 ( (汞弧整流器、闸流管汞弧整流器、闸流管) ) 半导体器件半导体器件 ( (采用的主要资料硅依然采用的主要资料硅依然1.1.1 1.1.1 电力电子器件的概念和特征电力电子器件的概念和特征能处置电功率的才干，普通远大于处置信息的电子器件能处置电功率的才干，普通远大于处置信息的电子器件。电力电子

4、器件普通都任务在开关形状。电力电子器件普通都任务在开关形状。电力电子器件往往需求由信息电子电路来控制。电力电子器件往往需求由信息电子电路来控制。电力电子器件本身的功率损耗远大于信息电子器件，普电力电子器件本身的功率损耗远大于信息电子器件，普通都要安装散热器。通都要安装散热器。1.1.1 电力电子器件的概念和特征3同处置信息的电子器件相比的普通特征：同处置信息的电子器件相比的普通特征： 通态损耗是器件功率损耗的主要成因。 器件开关频率较高时，开关损耗能够成为器件功率损耗的主要要素。主要损耗通态损耗断态损耗开关损耗关断损耗开通损耗1.1.1 电力电子器件的概念和特征 电力电子器件的损耗电力电子器件

5、的损耗电力电子系统：由控制电路、驱动电路、维护电路电力电子系统：由控制电路、驱动电路、维护电路 和以电力电子器件为中心的主电路组成。和以电力电子器件为中心的主电路组成。图1-1 电力电子器件在实践运用中的系统组成控制电路检测电路驱动电路RL主电路V1V2维护电路在主电路和控制电路中附加一些电路，以保证电力电子器件和整个系统正常可靠运转1.1.2 1.1.2 运用电力电子器件系统组成运用电力电子器件系统组成电气隔离控制电路 半控型器件Thyristor 经过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断。 全控型器件IGBT,MOSFET) 经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。 不

6、可控器件(Power Diode) 不能用控制信号来控制其通断, 因此也就不需求驱动电路。1.1.3 1.1.3 电力电子器件的分类电力电子器件的分类 按照器件可以被控制的程度，分为以下三类：按照器件可以被控制的程度，分为以下三类：电流驱动型电流驱动型经过从控制端注入或者抽出电流来经过从控制端注入或者抽出电流来实现导通或者实现导通或者 关断的控制。关断的控制。电压驱动型电压驱动型仅经过在控制端和公共端之间施加仅经过在控制端和公共端之间施加一定的电压信号就可实现导通或者关断的控制。一定的电压信号就可实现导通或者关断的控制。1.1.3 1.1.3 电力电子器件的分类电力电子器件的分类 按照驱动电路

7、信号的性质，分为两按照驱动电路信号的性质，分为两类：类：2.1.4 本章内容和学习要点本章内容和学习要点本章内容本章内容按照不可控器件、半控型器件、典型全控型器件和其按照不可控器件、半控型器件、典型全控型器件和其 它新型器件的顺序，分别引见各种电力电子器件的任务它新型器件的顺序，分别引见各种电力电子器件的任务 原理、根本特性、主要参数以及选择和运用中应留意的原理、根本特性、主要参数以及选择和运用中应留意的 一些问题。一些问题。学习要点学习要点最重要的是掌握其根本特性。最重要的是掌握其根本特性。掌握电力电子器件的型号命名法，以及其参数和特性掌握电力电子器件的型号命名法，以及其参数和特性 曲线的运

8、用方法。曲线的运用方法。了解电力电子器件的半导体物理构造和根本任务原理。了解电力电子器件的半导体物理构造和根本任务原理。了解某些主电路中对其它电路元件的特殊要求。了解某些主电路中对其它电路元件的特殊要求。1.2 1.2 电力二极管电力二极管由一个面积较大的由一个面积较大的PN结和两端引线以及封装组成的。结和两端引线以及封装组成的。从外形上看，主要有螺栓型和平板型两种封装。从外形上看，主要有螺栓型和平板型两种封装。1.2.1 PN1.2.1 PN结与电力二极管的任务原理结与电力二极管的任务原理AKAKa)IKAPNJb)c)AK二极管的根本原理就在于二极管的根本原理就在于PN结的单导游电性这结的

9、单导游电性这一主要特征。一主要特征。1.2.1 PN1.2.1 PN结与电力二极管的任务原理结与电力二极管的任务原理 PN结的单导游电性内建电场内建电场PN1.2.1 PN结与电力二极管的任务原理结与电力二极管的任务原理U1.2.1 PN结与电力二极管的任务原理结与电力二极管的任务原理U二极管的根本原理就在于二极管的根本原理就在于PN结的单导游电性这结的单导游电性这一主要特征。一主要特征。 PN结的反向击穿两种方式结的反向击穿两种方式)雪崩击穿雪崩击穿齐纳击穿齐纳击穿均能够导致热击穿均能够导致热击穿1.2.1 PN1.2.1 PN结与电力二极管的任务原理结与电力二极管的任务原理 PN结的单导游

10、电性 PN PN结的电容效应结的电容效应结电容结电容势垒电容势垒电容分散电容分散电容电容影响电容影响PNPN结的任务频率，尤其是高速的开关形结的任务频率，尤其是高速的开关形状。状。门槛电压门槛电压UTOUTO，正向电流，正向电流IFIF开场明显添加所对应的开场明显添加所对应的电压。电压。与与IFIF对应的电力二极管对应的电力二极管两端的电压即为其正向电两端的电压即为其正向电压降压降UF UF 。接受反向电压时，只需接受反向电压时，只需微小而数值恒定的反向漏微小而数值恒定的反向漏电流。电流。图1-4 电力二极管的伏安特性1.2.2 1.2.2 电力二极管的根本特性电力二极管的根本特性1) 静态特

11、性静态特性伏安特性伏安特性IOIFUTOUFUUDRM2)2)动态特性动态特性1.2.2 1.2.2 电力二极管的根本特性电力二极管的根本特性a)FUFtFt0trrtdtft1t2tURURPIRPdiFdtdiRdt延迟时间：延迟时间：td= t1- t0, td= t1- t0, 电流下降时间：电流下降时间：tf= t2- t1tf= t2- t1反向恢复时间：反向恢复时间：trr= td+ tftrr= td+ tf 关断过程关断过程须经过一段短暂的时间才干须经过一段短暂的时间才干重新获得反向阻断才干，进入重新获得反向阻断才干，进入截止形状。截止形状。关断之前有较大的反向电流关断之前有

12、较大的反向电流出现，并伴随有明显的反向电出现，并伴随有明显的反向电压过冲。压过冲。b)UFPuiiFuFtfrt02V 开经过程：开经过程： 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，经过一段时间才趋于接近稳态压降的某个值如接近稳态压降的某个值如 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 。额定电流额定电流在指定的管壳温度和散热条件下，其允在指定的管壳温度和散热条件下，其允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。注：指在规定注：指在规定4040的环境温度和规范散热条件下，的环境温度

13、和规范散热条件下，元件结温达额定且稳定时，允许长时间延续流过工频正元件结温达额定且稳定时，允许长时间延续流过工频正弦半波电流的平均值将此电流整化到等于或小于规定的弦半波电流的平均值将此电流整化到等于或小于规定的电流等级，那么为该二极管的额定电流。电流等级，那么为该二极管的额定电流。IF(AV)IF(AV)是按照电流的发热效应来定义的，运用时应按是按照电流的发热效应来定义的，运用时应按有效值相等的原那么来选取电流定额，并应留有一定的有效值相等的原那么来选取电流定额，并应留有一定的裕量。在选用大功率二极管时，应按元件允许经过的电裕量。在选用大功率二极管时，应按元件允许经过的电流有效值来选取。对应额

14、定电流流有效值来选取。对应额定电流IFIF的有效值为的有效值为1.57IF1.57IF。1.2.3 1.2.3 电力二极管的主要参数电力二极管的主要参数1) 正向平均电流正向平均电流IF(AV)1-2204235ImF(AV)01Isin0.322mmmIIdI平均值：平均值： 有效值：有效值：工频正弦半波：工频正弦半波： T=2, T=2,并且只需一半的波形导通并且只需一半的波形导通201(sin)0.522mTmmIIIdIF()1.57TAVII1-2304235Im2dF(AV)01I0.5I2mmmII dI22010.712mTmmIIIdI平均值：平均值：有效值：有效值：dd0.

15、711.420.5TIII 可见，平均电流Id和正向平均电流IF(AV)是不一样的。1-24例如，假设手册上给出某电力二极管的额定电流例如，假设手册上给出某电力二极管的额定电流IF(AV)IF(AV)为为100A100A，由此允许经过恣意波形的有效值为，由此允许经过恣意波形的有效值为允许经过正弦半波电流的幅值为：允许经过正弦半波电流的幅值为： 也就是说，额定电流为也就是说，额定电流为100A100A的二极管可以经过幅值为的二极管可以经过幅值为314A314A的半波正弦电流，可以在全周期内经过恣意波形的的半波正弦电流，可以在全周期内经过恣意波形的有效值为有效值为157A157A的电流，其功耗发热

16、不超越允许值。的电流，其功耗发热不超越允许值。()1.57157F AVIIA()314mF AVIIA2正向压降正向压降UF在规定的在规定的40环境温度和规范的散热条件下，元件通环境温度和规范的散热条件下，元件通以工频正弦半波额定正向平均电流时，元件阳、阴极以工频正弦半波额定正向平均电流时，元件阳、阴极间电压的平均值，有时亦称为管压降。间电压的平均值，有时亦称为管压降。 3反向反复峰值电压反向反复峰值电压URRM在额定结温条件下，元件反向伏安特性曲线第在额定结温条件下，元件反向伏安特性曲线第象限象限急剧拐弯处于所对应的反向峰值电压称为反向不反复急剧拐弯处于所对应的反向峰值电压称为反向不反复峰

17、值电压峰值电压URSM。反向不反复峰值电压值的。反向不反复峰值电压值的80称为称为反向反复峰值电压反向反复峰值电压URRM。再将。再将URRM整化到等于或整化到等于或小于该值的电压等级，即为元件的额定电压。小于该值的电压等级，即为元件的额定电压。4反向恢复时间反向恢复时间trr trr= td+ tf1.2.3 1.2.3 电力二极管的主要参数电力二极管的主要参数结温是指管芯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接受的最高平均温度。TJM通常在125175C范围之内。6) 浪涌电流IFSM指电力二极管所能接受最大的延续一个或几个工频周期的过电流。 1.2.3 电力二

18、极管的主要参数5最高任务结温最高任务结温TJM1-27国产普通功率二极管的型号规定如下国产普通功率二极管的型号规定如下如：型号为如：型号为ZP5016ZP5016的大功率二极管表示：普通型的大功率二极管表示：普通型大功率二极管，额定电流为大功率二极管，额定电流为50A50A，额定电压为，额定电压为1600V1600V。1-28常见国产常见国产ZP系列二极管参数系列二极管参数1) 普通二极管General Purpose Diode又称整流二极管Rectifier Diode多用于开关频率不高1kHz以下的整流电路其反向恢复时间较长,5微秒以上正向电流定额和反向电压定额可以到达很高1.2.4 1

19、.2.4 电力二极管的主要类型电力二极管的主要类型简称快速二极管简称快速二极管快恢复外延二极管快恢复外延二极管 Fast Recovery Epitaxial DiodesFRED，其，其trr更短可低于更短可低于50ns， UF也很低也很低0.9V左右，但其反向耐压多在左右，但其反向耐压多在1200V以下。以下。从性能上可分为快速恢复和超快速恢复两个等级。前者从性能上可分为快速恢复和超快速恢复两个等级。前者trr为数百纳秒或更长，后者那么在为数百纳秒或更长，后者那么在100ns以下，甚至到达以下，甚至到达2030ns。1.2.4 1.2.4 电力二极管的主要类型电力二极管的主要类型2) 快恢

20、复二极管快恢复二极管 Fast Recovery DiodeFRD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200V200V以下。以下。反向稳态损耗不能忽略，必需严厉地限制其任务温反向稳态损耗不能忽略，必需严厉地限制其任务温度。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1040ns1040ns。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极管。效率高，其开关损耗和正导游通损耗都比快速

21、二极效率高，其开关损耗和正导游通损耗都比快速二极管还小。管还小。1.2.4 1.2.4 电力二极管的主要类型电力二极管的主要类型3. 肖特基二极管肖特基二极管 以金属和半导体接触构成的势垒为根底的二极管称为以金属和半导体接触构成的势垒为根底的二极管称为肖特基势垒二极管肖特基势垒二极管Schottky Barrier Diode SBD。1-32反向恢复时间反向恢复时间反向耐压反向耐压普通二极管普通二极管5us数千伏数千伏快恢复快恢复二极管二极管快速恢复二快速恢复二极管极管几百几百ns1200V超快速恢复超快速恢复二极管二极管100ns肖特基二极管肖特基二极管1040nsIG1IG1.3.2 1

22、.3.2 晶闸管的根本特性晶闸管的根本特性IG=0IG=0时，器件两端施加正向电压，正向阻断形状，只时，器件两端施加正向电压，正向阻断形状，只需很小的正向漏电流流过，正向电压超越临界极限即正需很小的正向漏电流流过，正向电压超越临界极限即正向转机电压向转机电压UboUbo，那么漏电流急剧增大，器件开通，那么漏电流急剧增大，器件开通随着门极电流幅值的增大，正向转机电压降低随着门极电流幅值的增大，正向转机电压降低导通后的晶闸管特性和二极管的正向特性相仿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，在晶闸管本身的压降很小，在1V1V左右左右导通期间，假设门极电流为零，并且阳极电流降至接

23、导通期间，假设门极电流为零，并且阳极电流降至接近于零的某一数值近于零的某一数值IHIH以下，那么晶闸管又回到正向阻断以下，那么晶闸管又回到正向阻断形状。形状。IHIH称为维持电流称为维持电流1.3.2 1.3.2 晶闸管的根本特性晶闸管的根本特性2. 动态特性100%90%10%uAKttO0tdtrtrrtgrURRMIRMiA1.3.2 1.3.2 晶闸管的根本特性晶闸管的根本特性1) 1) 开经过程特性图开经过程特性图) )延迟时间延迟时间tdtd：门极电流阶跃时辰开场，到阳极电流上升到：门极电流阶跃时辰开场，到阳极电流上升到稳态值的稳态值的10%10%的时间。的时间。上升时间上升时间t

24、rtr：阳极电流从：阳极电流从10%10%上升到稳态值的上升到稳态值的90%90%所需的时所需的时间。间。开通时间开通时间tgttgt以上两者之和，以上两者之和， tgt=td+ tr tgt=td+ tr 普通晶闸管延迟时间为普通晶闸管延迟时间为0.51.50.51.5s s，上升时间为，上升时间为0.530.53s s1.3.2 1.3.2 晶闸管的根本特性晶闸管的根本特性2) 2) 关断过程关断过程反向阻断恢复时间反向阻断恢复时间trrtrr：正向电流降为零到反向恢复电流：正向电流降为零到反向恢复电流衰减至接近于零的时间衰减至接近于零的时间正向阻断恢复时间正向阻断恢复时间tgrtgr：晶

25、闸管要恢复其对正向电压的阻：晶闸管要恢复其对正向电压的阻断才干还需求一段时间，正向阻断恢复时间内假设重新对断才干还需求一段时间，正向阻断恢复时间内假设重新对晶闸管施加正向电压，晶闸管会重新正导游通。晶闸管施加正向电压，晶闸管会重新正导游通。 实践运用中，应对晶闸管施加足够长时间的反向实践运用中，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才干，电路电压，使晶闸管充分恢复其对正向电压的阻断才干，电路才干可靠任务。才干可靠任务。关断时间关断时间tqtq：trrtrr与与tgrtgr之和，即之和，即 tq=trr+tgr tq=trr+tgr 普通晶闸管的关断时间约几百微秒

26、。普通晶闸管的关断时间约几百微秒。1.3.3 晶闸管的主要参数1. 电压定额1) 断态反复峰值电压UDRM在门极断路而结温为额定值时，允许反复加在器件上的 正向峰值电压。2) 反向反复峰值电压URRM 在门极断路而结温为额定值时，允许反复加在器件上的反向峰值电压。3) 通态峰值电压UTM晶闸管通以某一规定倍 数的额定通态平均电流时的瞬态峰值电压。 通常取晶闸管的UDRM和URRM中较小的标值作为该器件的额定电压。选用时，额定电压要留有一定裕量,普通取额定电压为正常任务时晶闸管所接受峰值电压23倍1.3.3 晶闸管的主要参数2. 2. 电流定额电流定额 1) 1) 通态平均电流通态平均电流 IT

27、(AV) IT(AV) 额定电流：晶闸管在环境温度为额定电流：晶闸管在环境温度为4040C C和规定的冷却形和规定的冷却形状下，稳定结温不超越额定结温时所允许流过的最大工频状下，稳定结温不超越额定结温时所允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。正弦半波电流的平均值。 运用时应按实践电流与通态平均电流有效值相等的原运用时应按实践电流与通态平均电流有效值相等的原那么来选取晶闸管应留一定的裕量，普通取那么来选取晶闸管应留一定的裕量，普通取1.521.52倍。倍。1.3.3 晶闸管的主要参数2) 2) 维持电流维持电流 IH IH使晶闸管维持导通所必需的最小电使晶闸管维持导通所必需的最小电流，普通为几

28、十到几百毫安，与结温有关，结温越高，流，普通为几十到几百毫安，与结温有关，结温越高，那么那么IHIH越小越小3) 3) 擎住电流擎住电流 IL IL 晶闸管刚从断态转入通态并移除晶闸管刚从断态转入通态并移除触发信号后，触发信号后， 能维持导通所需的最小电流能维持导通所需的最小电流 对同一晶闸管来说，通常对同一晶闸管来说，通常ILIL约为约为IHIH的的2424倍倍4) 4) 浪涌电流浪涌电流ITSMITSM指由于电路异常情况引起的并使指由于电路异常情况引起的并使结温超越额定结温的不反复性最大正向过载电流结温超越额定结温的不反复性最大正向过载电流1.3.3 1.3.3 晶闸管的主要参数晶闸管的主

29、要参数3. 3. 动态参数动态参数 除开通时间除开通时间tgttgt和关断时间和关断时间tqtq外，还有：外，还有：(1)(1)断态电压临界上升率断态电压临界上升率du/dtdu/dt 指在额定结温暖门极开路的情况下，不导致晶闸指在额定结温暖门极开路的情况下，不导致晶闸 管从断态到通态转换的外加电压最大上升率管从断态到通态转换的外加电压最大上升率 在阻断的晶闸管两端施加的电压具有正向的上升率在阻断的晶闸管两端施加的电压具有正向的上升率时，相当于一个电容的时，相当于一个电容的J2J2结会有充电电流流过，被称为结会有充电电流流过，被称为位移电流。此电流流经位移电流。此电流流经J3J3结时，起到类似

30、门极触发电流结时，起到类似门极触发电流的作用。假设电压上升率过大，使充电电流足够大，就的作用。假设电压上升率过大，使充电电流足够大，就会使晶闸管误导通会使晶闸管误导通 1.3.3 1.3.3 晶闸管的主要参数晶闸管的主要参数(2)(2)通态电流临界上升率通态电流临界上升率di/dtdi/dt 指在规定条件下，晶闸管能接受而无有害影指在规定条件下，晶闸管能接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. . 假设电流上升太快，那么晶闸管刚一开通，便会假设电流上升太快，那么晶闸管刚一开通，便会有很大的电流集中在门极附近的小区域内，从而呵有很大的电流集中在门极附近的小区域内，从而呵斥部分

31、过热而使晶闸管损坏斥部分过热而使晶闸管损坏. .1.3.3 1.3.3 晶闸管的主要参数晶闸管的主要参数(3)(3)门极触发电流和门极触发电压门极触发电流和门极触发电压 在室温下，对晶闸管加上在室温下，对晶闸管加上6V6V正向阳极电压时，使正向阳极电压时，使元件有断态转入通态所必需的最小门极电流为门极触元件有断态转入通态所必需的最小门极电流为门极触发电流，相应的门极电压称为门极触发电压。发电流，相应的门极电压称为门极触发电压。 假设触发电流太小，那么容易受干扰引起误触发，假设触发电流太小，那么容易受干扰引起误触发，假设触发电流太大，那么会呵斥控制电路输出功率负假设触发电流太大，那么会呵斥控制电

32、路输出功率负担。因此规定最大最小触发电流、触发电压范围。担。因此规定最大最小触发电流、触发电压范围。 1-53根据规定，晶闸管的型号及其含义如下：晶闸管的命名和选择晶闸管的命名和选择例如：例如：KP100KP10012G12G表示额定电流为表示额定电流为100A100A，额定电压为，额定电压为1200V1200V，通态平，通态平均压降为均压降为1V1V的普通晶闸管。的普通晶闸管。1-54例题：以下图是晶闸管导通的电流波形，不思索平安裕量，例题：以下图是晶闸管导通的电流波形，不思索平安裕量，假设选用假设选用KP100KP100的晶闸管，求出电流最大值的晶闸管，求出电流最大值ImIm和平均电流和平

33、均电流IdId的值。的值。04235Im /49 /417 /41-55选用选用KP100KP100的晶闸管的晶闸管, ,那么：那么：IT(AV)=100A,IT(AV)=100A,有效值：有效值：IT=1.57 IT(AV)=157AIT=1.57 IT(AV)=157AIT=157 =0.477Im IT=157 =0.477Im ，由此得到：由此得到：Im =157/0.477=329A Im =157/0.477=329A ； Id=0.272Im =89.5AId=0.272Im =89.5AmmmIIdI272. 04)22(sin21I4d2241(32)/sin0.47742m

34、TmmIIIdI 电流有效值相电流有效值相等即发热一等即发热一样的原那么样的原那么1-56例例 某整流电路电流波形如下，其平均值某整流电路电流波形如下，其平均值Id =20AId =20A，试选，试选用用SCRSCRA=1.5)A=1.5)。AIdImm202sin21I2d2221sin222mmIIIdIF(AV)1.5IF(AV)1.5* *44.54/1.57=42.55(A)44.54/1.57=42.55(A)所以，可以选择所以，可以选择IT(AV)IT(AV)是是50A50A的的SCRSCRIm=20Im=20* *2 2* *3.143.14；I=20I=20* *2 2* *

35、3.14/(23.14/(2* *1.41)1.41)=44.54=44.5404235Im /25 /217 /21.3.4 1.3.4 晶闸管的派生器件晶闸管的派生器件 有快速晶闸管和高频晶闸管。开关时间以及du/dt和di/dt耐量都有明显改善。普通晶闸管关断时间数百微秒，快速晶闸管数十微秒，高频晶闸管10s左右。高频晶闸管的缺乏在于其电压和电流定额都不易做高。由于任务频率较高，不能忽略其开关损耗的发热效应。1 1快速晶闸管快速晶闸管Fast Switching Thyristor Fast Switching Thyristor FST)FST)2 2双向晶闸管双向晶闸管Triode

36、AC SwitchTRIACTriode AC SwitchTRIAC或或Bidirectional triode thyristorBidirectional triode thyristor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a)b)IOUIG= 0GT1T2可以为是一对反并联联接的普通晶闸管的集成。有两个主电极T1和T2，一个门极G。在第和第III象限有对称的伏安特性。不用平均值而用有效值来表示其额定电流值。逆导晶闸管逆导晶闸管Reverse Conducting ThyristorReverse Conducting ThyristorRCT

37、RCTa)KGAb)UOIIG=0图1-11 逆导晶闸管的电气图形符号和伏安特性a) 电气图形符号 b) 伏安特性将晶闸管反并联一个二极控制造在同一管芯上的功率集成器件。具有正向压降小、关断时间短、高温特性好、额定结温高等优点。光控晶闸管光控晶闸管Light Triggered ThyristorLTTLight Triggered ThyristorLTTAGKa)AK光强度强弱b)OUIA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。光触发保证了主电路与控制电路之间的绝缘，且可防止电磁干扰的影响。

38、因此目前在高压大功率的场所。1-61部分晶闸管的型号与参数型号通态平均电流IT(A V)(A)断态重复峰值电压UDRM(V)反向重复峰值电压URRM(V)额定结温TJM( )门极触发电流IGT(mA)门极触发电压VGT(V)断态电压临界上升率通态电流临界上升率浪涌电流ITSM(A)门极不触发电流IGD(mA)门极不触发电压VGD(V)门极正向峰值电流IGFM(A)KP5050100300010081503.5305094010.15/KP10010011510250410080188010.15/KP50050011520300510080942010.1541.4.11.4.1门极可关断晶闸管门极可关断晶闸管 1. GTO的构造和任务原理 图1-13 GTO的内部构造和电气图形符号 a) 各单元的阴极、门极间隔陈列的图形 b) 并联单元构造断面表示图 c) 电气图形符号c)图1-13AGKGGKN1P1N2N2P2b)a)AGKGT