电力电子第二章第三讲

电力电子技术PowerElectronics晶闸管〔Thyristor〕是能接受高电压、大电流的半控型电力电子器件，也称可控硅整流管〔SCR，SiliconControlledRectifier〕。由于它电流容量大、电压耐量高以及开通的可控性，已被广泛运用于可控整流和逆变、交流调压、直流变换等领域，成为特大功率、低频〔200Hz以下〕安装中的主要器件。它包括普通晶闸管及其一系列派消费品，在无特别阐明的情况下，本书所说的晶闸管都为普通晶闸管。2.4晶闸管目录2.1电力电子器件的特点与分类2.2电力电子器件根底2.3功率二极管2.4晶闸管2.4.1根本构造和任务原理2.4.2晶闸管特性及主要参数2.4.3晶闸管派生器件及运用2.4.4晶闸管的触发2.4.5晶闸管的运用特点2.5可关断晶闸管〔GTO〕2.6电力晶体管2.7功率场效应晶体管2.8绝缘栅双极型晶体管*2.9其它新型电力电子器件2.10电力电子器件的开展趋势2.11电力电子器件运用共性问题小结图2-9晶闸管的外形、构造和电气图形符号a)封装b)构造c)电气图形符号2.4.1根本构造和任务原理目录2.1电力电子器件的特点与分类2.2电力电子器件根底2.3功率二极管2.4晶闸管2.4.1根本构造和任务原理2.4.2晶闸管特性及主要参数2.4.3晶闸管派生器件及运用2.4.4晶闸管的触发2.4.5晶闸管的运用特点2.5可关断晶闸管〔GTO〕2.6电力晶体管2.7功率场效应晶体管2.8绝缘栅双极型晶体管*2.9其它新型电力电子器件2.10电力电子器件的开展趋势2.11电力电子器件运用共性问题小结晶闸管有三个电极，分别是阳极A、阴极K和门极〔或称栅极〕G。晶闸管内部是PNPN四层半导体构造，四个区构成J1、J2、J3三个PN结。假设不施加控制信号，将正向电压〔阳极电位高于阴极电位〕加到晶闸管两端，J2处于反向偏置形状，A、K之间处于阻断形状；假设反向电压加到晶闸管两端，那么J1、J3反偏，该晶闸管也处于阻断形状。2.4.1根本构造和任务原理目录2.1电力电子器件的特点与分类2.2电力电子器件根底2.3功率二极管2.4晶闸管2.4.1根本构造和任务原理2.4.2晶闸管特性及主要参数2.4.3晶闸管派生器件及运用2.4.4晶闸管的触发2.4.5晶闸管的运用特点2.5可关断晶闸管〔GTO〕2.6电力晶体管2.7功率场效应晶体管2.8绝缘栅双极型晶体管*2.9其它新型电力电子器件2.10电力电子器件的开展趋势2.11电力电子器件运用共性问题小结P2N2GKP1N1AJ1J2J3P2N1晶闸管的双晶体管模型将晶闸管等效为一个PNP晶体管V1和一个NPN晶体管V2的复合双晶体管模型。假设在V2基极注入IG〔门极电流〕，那么V2导通，产生Ic2〔β2IG〕。由于Ic2为V1提供了基极电流，因此V1导通，且Ic1=β1Ic2，这时V2的基极电流由IG和Ic1共同提供，从而使V2的基极电流添加，构成剧烈的正反响，使V1和V2很快进入饱和导通。此时即使将IG调整为0也不能解除正反响，晶闸管会继续导通，即G极失去控制造用。图2-10晶闸管的双晶体管模型及其任务原理2.4.1根本构造和任务原理目录2.1电力电子器件的特点与分类2.2电力电子器件根底2.3功率二极管2.4晶闸管2.4.1根本构造和任务原理2.4.2晶闸管特性及主要参数2.4.3晶闸管派生器件及运用2.4.4晶闸管的触发2.4.5晶闸管的运用特点2.5可关断晶闸管〔GTO〕2.6电力晶体管2.7功率场效应晶体管2.8绝缘栅双极型晶体管*2.9其它新型电力电子器件2.10电力电子器件的开展趋势2.11电力电子器件运用共性问题小结图2-10晶闸管的双晶体管模型及其任务原理按照晶体管任务原理，忽略两个晶体管的共基极漏电流，可列出如下方程：IK=IA+IG〔2-4〕IA=Ic1+Ic2=α1IA+α2IK〔2-5〕其中α1和α2分别是晶体管V1和V2的共基极电流增益。那么可推导出〔2-6〕2.4.1根本构造和任务原理目录2.1电力电子器件的特点与分类2.2电力电子器件根底2.3功率二极管2.4晶闸管2.4.1根本构造和任务原理2.4.2晶闸管特性及主要参数2.4.3晶闸管派生器件及运用2.4.4晶闸管的触发2.4.5晶闸管的运用特点2.5可关断晶闸管〔GTO〕2.6电力晶体管2.7功率场效应晶体管2.8绝缘栅双极型晶体管*2.9其它新型电力电子器件2.10电力电子器件的开展趋势2.11电力电子器件运用共性问题小结图2-10晶闸管的双晶体管模型及其任务原理根据晶体管的特性，在低发射极电流下其共基极电流增益α很小，而当发射极电流建立起来后，α迅速增大。因此，在晶体管阻断形状下，α1+α2很小。假设IG使两个发射极电流增大以致α1+α2大于1〔通常晶闸管的α1+α2≥1.15〕，流过晶闸管的电流IA将趋向无穷大，从而实现器件饱和导通，实践经过晶闸管的电流由R确定为EA/R。当α1+α2≥1时，晶闸管的正反响才能够构成，其中α1+α2=1是临界导通条件，α1+α2>1为饱和导通条件，α1+α2<1那么器件退出饱和而关断。2.4.1根本构造和任务原理目录2.1电力电子器件的特点与分类2.2电力电子器件根底2.3功率二极管2.4晶闸管2.4.1根本构造和任务原理2.4.2晶闸管特性及主要参数2.4.3晶闸管派生器件及运用2.4.4晶闸管的触发2.4.5晶闸管的运用特点2.5可关断晶闸管〔GTO〕2.6电力晶体管2.7功率场效应晶体管2.8绝缘栅双极型晶体管*2.9其它新型电力电子器件2.10电力电子器件的开展趋势2.11电力电子器件运用共性问题小结图2-10晶闸管的双晶体管模型及其任务原理以上分析阐明，晶闸管的导通条件可归纳为阳极正偏和门极正偏，即uAK>0且uGK>0。晶闸管导通后，即使撤除门极触发信号IG，也不能使晶闸管关断，只需设法使阳极电流IA减小到维持电流IH〔约十几mA〕以下，导致内部已建立的正反响无法维持，晶闸管才干恢复阻断形状。很明显，假设给晶闸管施加反向电压，无论有无门极触发信号IG，晶闸管都不能导通。2.4.1根本构造和任务原理目录2.1电力电子器件的特点与分类2.2电力电子器件根底2.3功率二极管2.4晶闸管2.4.1根本构造和任务原理2.4.2晶闸管特性及主要参数2.4.3晶闸管派生器件及运用2.4.4晶闸管的触发2.4.5晶闸管的运用特点2.5可关断晶闸管〔GTO〕2.6电力晶体管2.7功率场效应晶体管2.8绝缘栅双极型晶体管*2.9其它新型电力电子器件2.10电力电子器件的开展趋势2.11电力电子器件运用共性问题小结其他几种能够导通的情况：正向折转导通：在IG=0时，提高阳极-阴极之间的正向电压VAK，使反向偏置的J2结〔N1P2〕击穿，电流IA迅速上升，1+2≈1，IA添加到EA/R。高温导通：当温度添加，反向饱和电流随之添加，IA、IK增大，直到1+2≈1，晶闸管导通。2.4.1根本构造和任务原理目录2.1电力电子器件的特点与分类2.2电力电子器件根底2.3功率二极管2.4晶闸管2.4.1根本构造和任务原理2.4.2晶闸管特性及主要参数2.4.3晶闸管派生器件及运用2.4.4晶闸管的触发2.4.5晶闸管的运用特点2.5可关断晶闸管〔GTO〕2.6电力晶体管2.7功率场效应晶体管2.8绝缘栅双极型晶体管*2.9其它新型电力电子器件2.10电力电子器件的开展趋势2.11电力电子器件运用共性问题小结其他几种能够导通的情况：du/dt导通：各PN结都存在结电容，当外加正向电压VAK的du/dt很高时，各PN结将流过很大的充电电流：i=cdu/dt。P1N1之间充电电流→IA、IK增大N1P2之间充电电流→IB2增大→IA、IK增大→1+2≈1以上导通都不加门极信号→非正常导通，这是必需防止和防止的。要提高器件本身du/dt耐量，减小漏电流，提高耐压，特别是提高结温下的耐压等。同时在电路中采取维护措施，降低电路上的干扰信号的影响。以防止晶闸管误动作。2.4.1根本构造和任务原理目录2.1电力电子器件的特点与分类2.2电力电子器件根底2.3功率二极管2.4晶闸管2.4.1根本构造和任务原理2.4.2晶闸管特性及主要参数2.4.3晶闸管派生器件及运用2.4.4晶闸管的触发2.4.5晶闸管的运用特点2.5可关断晶闸管〔GTO〕2.6电力晶体管2.7功率场效应晶体管2.8绝缘栅双极型晶体管*2.9其它新型电力电子器件2.10电力电子器件的开展趋势2.11电力电子器件运用共性问题小结光直接照射硅片，即光触发：有外加正值VAK时，J2结反偏，对J2结注入光照能量，添加漏电流。光触发可以保证控制电路与主电路之间的良好绝缘而运用于高压电力设备中。运用于光控晶闸管只需门极触发〔包括光触发〕是最准确、迅速而可靠的控制手段2.4.1根本构造和任务原理目录2.1电力电子器件的特点与分类2.2电力电子器件根底2.3功率二极管2.4晶闸管2.4.1根本构造和任务原理2.4.2晶闸管特性及主要参数2.4.3晶闸管派生器件及运用2.4.4晶闸管的触发2.4.5晶闸管的运用特点2.5可关断晶闸管〔GTO〕2.6电力晶体管2.7功率场效应晶体管2.8绝缘栅双极型晶体管*2.9其它新型电力电子器件2.10电力电子器件的开展趋势2.11电力电子器件运用共性问题小结晶闸管任务原理：接受反向电压时，不论门极能否有触发电流，晶闸管都不会导通接受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才干开通晶闸管一旦导通，门极就失去控制造用要使晶闸管关断，只能使晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下2.4.1根本构造和任务原理目录2.1电力电子器件的特点与分类2.2电力电子器件根底2.3功率二极管2.4晶闸管2.4.1根本构造和任务原理2.4.2晶闸管特性及主要参数2.4.3晶闸管派生器件及运用2.4.4晶闸管的触发2.4.5晶闸管的运用特点2.5可关断晶闸管〔GTO〕2.6电力晶体管2.7功率场效应晶体管2.8绝缘栅双极型晶体管*2.9其它新型电力电子器件2.10电力电子器件的开展趋势2.11电力电子器件运用共性问题小结1．晶闸管的稳态伏安特性UDRM、URRM—正、反向断态反复峰值电压；UDSM、URSM—正、反向断态不反复峰值电压；Ubo—正向转机电压；IH—维持电流。当AK两端施加反压时，即使有门极信号也不能够在晶闸管内部产生电流正反响。当反向电压过大而到达反向击穿电压，那么反向漏电流迅速上升。类似二极管。图2-11晶闸管的伏安特性2.4.2晶闸管特性及主要参数目录2.1电力电子器件的特点与分类2.2电力电子器件根底2.3功率二极管2.4晶闸管2.4.1根本构造和任务原理2.4.2晶闸管特性及主要参数2.4.3晶闸管派生器件及运用2.4.4晶闸管的触发2.4.5晶闸管的运用特点2.5可关断晶闸管〔GTO〕2.6电力晶体管2.7功率场效应晶体管2.8绝缘栅双极型晶体管*2.9其它新型电力电子器件2.10电力电子器件的开展趋势2.11电力电子器件运用共性问题小结图2-11晶闸管的伏安特性IG=0时，器件两端施加正向电压，只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Ubo，那么漏电流急剧增大，器件开通。这种开通叫“硬开通〞，普通不允许硬开通。随着IG幅值的增大，正向转机电压降低当IG添加到超越某一临界值以后，正向阻断区几乎消逝，类似于二极管的正向伏安特性。所以有外加正向电压，只需加至晶闸管上IG超越某一临界值，晶闸管会立刻导通，等效于一个正导游电二极管。2.4.2晶闸管特性及主要参数目录2.1电力电子器件的特点与分类2.2电力电子器件根底2.3功率二极管2.4晶闸管2.4.1根本构造和任务原理2.4.2晶闸管特性及主要参数2.4.3晶闸管派生器件及运用2.4.4晶闸管的触发2.4.5晶闸管的运用特点2.5可关断晶闸管〔GTO〕2.6电力晶体管2.7功率场效应晶体管2.8绝缘栅双极型晶体管*2.9其它新型电力电子器件2.10电力电子器件的开展趋势2.11电力电子器件运用共性问题小结图2-11晶闸管的伏安特性导通期间，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IH以下，那么晶闸管又回到正向阻断形状。IH称为维持电流。2.4.2晶闸管特性及主要参数目录2.1电力电子器件的特点与分类2.2电力电子器件根底2.3功率二极管2.4晶闸管2.4.1根本构造和任务原理2.4.2晶闸管特性及主要参数2.4.3晶闸管派生器件及运用2.4.4晶闸管的触发2.4.5晶闸管的运用特点2.5可关断晶闸管〔GTO〕2.6电力晶体管2.7功率场效应晶体管2.8绝缘栅双极型晶体管*2.9其它新型电力电子器件2.10电力电子器件的开展趋势2.11电力电子器件运用共性问题小结

图2-12晶闸管的开通和关断过程波形2．晶闸管的动态特性1〕开经过程延迟时间td：阳极电流上升到稳态值IA的10%的时间。对应的是载流子到达J2结两侧积累起来所需的时间。上升时间tr：阳极电流从10%上升到稳态值的90%所需的时间。对应的是在J2结两侧积累的载流子电流迅速上升，到达部分导通所需的时间。开通时间：tgt=td+tr。2.4.2晶闸管特性及主要参数目录2.1电力电子器件的特点与分类2.2电力电子器件根底2.3功率二极管2.4晶闸管2.4.1根本构造和任务原理2.4.2晶闸管特性及主要参数2.4.3晶闸管派生器件及运用2.4.4晶闸管的触发2.4.5晶闸管的运用特点2.5可关断晶闸管〔GTO〕2.6电力晶体管2.7功率场效应晶体管2.8绝缘栅双极型晶体管*2.9其它新型电力电子器件2.10电力电子器件的开展趋势2.11电力电子器件运用共性问题小结

图2-12晶闸管的开通和关断过程波形2．晶闸管的动态特性1〕开经过程影响要素：延迟时间：门极电流上升的时间及峰值上升时间：主回路阻抗温度、阳极电压会影响开通时间2.4.2晶闸管特性及主要参数目录2.1电力电子器件的特点与分类2.2电力电子器件根底2.3功率二极管2.4晶闸管2.4.1根本构造和任务原理2.4.2晶闸管特性及主要参数2.4.3晶闸管派生器件及运用2.4.4晶闸管的触发2.4.5晶闸管的运用特点2.5可关断晶闸管〔GTO〕2.6电力晶体管2.7功率场效应晶体管2.8绝缘栅双极型晶体管*2.9其它新型电力电子器件2.10电力电子器件的开展趋势2.11电力电子器件运用共性问题小结

图2-12晶闸管的开通和关断过程波形2〕关断过程原处于导通形状的晶闸管在外加电压由正向变为反向时，由于外部电感的存在，其阳极电流的衰减也需求时间。反向阻断恢复时间trr:正向电流降为零到反向恢复电流衰减至接近于零的时间。正向阻断恢复时间tgr:反向恢复过程终了后，晶闸管恢复对反向电压的阻断才干，但要恢复对正向电压的阻断才干还需求一段时间。晶闸管的关断时间tq=trr+tgr，约为几百μs，这是设计反向电压时间的根据。2.4.2晶闸管特性及主要参数目录2.1电力电子器件的特点与分类2.2电力电子器件根底2.3功率二极管2.4晶闸管2.4.1根本构造和任务原理2.4.2晶闸管特性及主要参数2.4.3晶闸管派生器件及运用2.4.4晶闸管的触发2.4.5晶闸管的运用特点2.5可关断晶闸管〔GTO〕2.6电力晶体管2.7功率场效应晶体管2.8绝缘栅双极型晶体管*2.9其它新型电力电子器件2.10电力电子器件的开展趋势2.11电力电子器件运用共性问题小结

留意:在正向阻断恢复时间内假设重新对晶闸管施加正向电压，晶闸管有能够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2.4.2晶闸管特性及主要参数目录2.1电力电子器件的特点与分类2.2电力电子器件根底2.3功率二极管2.4晶闸管2.4.1根本构造和任务原理2.4.2晶闸管特性及主要参数2.4.3晶闸管派生器件及运用2.4.4晶闸管的触发2.4.5晶闸管的运用特点2.5可关断晶闸管〔GTO〕2.6电力晶体管2.7功率场效应晶体管2.8绝缘栅双极型晶体管*2.9其它新型电力电子器件2.10电力电子器件的开展趋势2.11电力电子器件运用共性问题小结关断过程影响关断时间的要素：从运用电路设计看，有结温，反向恢复电流下降率，反向电压及再加的du/dt等。2.4.2晶闸管特性及主要参数目录2.1电力电子器件的特点与分类2.2电力电子器件根底2.3功率二极管2.4晶闸管2.4.1根本构造和任务原理2.4.2晶闸管特性及主要参数2.4.3晶闸管派生器件及运用2.4.4晶闸管的触发2.4.5晶闸管的运用特点2.5可关断晶闸管〔GTO〕2.6电力晶体管2.7功率场效应晶体管2.8绝缘栅双极型晶体管*2.9其它新型电力电子器件2.10电力电子器件的开展趋势2.11电力电子器件运用共性问题小结3．晶闸管的主要特性参数1〕晶闸管的反复峰值电压——额定电压UT正向断态反复峰值电压和反向反复峰值电压中的最小值选用元件的额定电压值应比实践正常任务时的最大电压大2～3倍。2〕晶闸管的额定通态平均电流——额定电流IT(AV)在环境温度为40℃和规定的冷却条件下，当结温稳定且不超越额定结温时，晶闸管所允许的最大工频正弦半波电流的平均值，称为额定电流。在选用晶闸管额定电流时，根据实践最大的电流计算后至少还要乘以1.5～2的平安系数，使其具有一定的电流裕量。2.4.2晶闸管特性及主要参数目录2.1电力电子器件的特点与分类2.2电力电子器件根底2.3功率二极管2.4晶闸管2.4.1根本构造和任务原理2.4.2晶闸管特性及主要参数2.4.3晶闸管派生器件及运用2.4.4晶闸管的触发2.4.5晶闸管的运用特点2.5可关断晶闸管〔GTO〕2.6电力晶体管2.7功率场效应晶体管2.8绝缘栅双极型晶体管*2.9其它新型电力电子器件2.10电力电子器件的开展趋势2.11电力电子器件运用共性问题小结3〕通态平均电压UT(AV)在规定的环境温度、规范散热条件下，晶闸管通以正弦半波额定电流时，阳极与阴极间电压降的平均值，被称为通态平均电压〔也称管压降〕。反映了器件的通流才干，也和过载才干相关。4〕维持电流IH和掣住电流IL在室温下门极断开时，元件晶闸管从较大的通态电流降至刚好能坚持导通的最小阳极电流被称为维持电流IH。给晶闸管门极加上触发电压，当晶闸管刚从阻断形状转为导通形状就撤除触发电压，此时晶闸管维持导通所需求的最小阳极电流，被称为掣住电流IL。对同一晶闸管来说，掣住电流IL要比维持电流IH大2～4倍。2.4.2晶闸管特性及主要参数目录2.1电力电子器件的特点与分类2.2电力电子器件根底2.3功率二极管2.4晶闸管2.4.1根本构造和任务原理2.4.2晶闸管特性及主要参数2.4.3晶闸管派生器件及运用2.4.4晶闸管的触发2.4.5晶闸管的运用特点2.5可关断晶闸管〔GTO〕2.6电力晶体管2.7功率场效应晶体管2.8绝缘栅双极型晶体管*2.9其它新型电力电子器件2.10电力电子器件的开展趋势2.11电力电子器件运用共性问题小结5〕晶闸管的开通与关断时间晶闸管的关断时间tq与元件结温、关断前阳极电流的大小以及所加反压的大小有关。6〕通态电流临界上升率di/dt晶闸管必需规定允许的最大通态电流上升率，称为通态电流临界上升率di/dt。7〕断态电压临界上升率du/dt在规定条件下，晶闸管直接从断态转换到通态的最大阳极电压上升率，称为断态电压临界上升率du/dt。2.4.2晶闸管特性及主要参数目录2.1电力电子器件的特点与分类2.2电力电子器件根底2.3功率二极管2.4晶闸管2.4.1根本构造和任务原理2.4.2晶闸管特性及主要参数2.4.3晶闸管派生器件及运用2.4.4晶闸管的触发2.4.5晶闸管的运用特点2.5可关断晶闸管〔GTO〕2.6电力晶体管2.7功率场效应晶体管2.8绝缘栅双极型晶体管*2.9其它新型电力电子器件2.10电力电子器件的开展趋势2.11电力电子器件运用共性问题小结1．快速晶闸管快速晶闸管〔FST，FastSwitchingThyristor〕，其允许开关频率到达400Hz以上。其中开关频率在10kHz以上快速晶闸管的称为高频晶闸管。它们的外形、电气符号、根本构造、伏安特性都与普通晶闸管一样。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，不能忽略开关损耗频率较高的斩波和逆变电路2.4.3晶闸管派生器件及运用目录2.1电力电子器件的特点与分类2.2电力电子器件根底2.3功率二极管2.4晶闸管2.4.1根本构造和任务原理2.4.2晶闸管特性及主要参数2.4.3晶闸管派生器件及运用2.4.4晶闸管的触发2.4.5晶闸管的运用特点2.5可关断晶闸管〔GTO〕2.6电力晶体管2.7功率场效应晶体管2.8绝缘栅双极型晶体管*2.9其它新型电力电子器件2.10电力电子器件的开展趋势2.11电力电子器件运用共性问题小结2．双向晶闸管双向晶闸管〔TRIAC，TriodeACSwitch〕具有正、反两个方向都能控制导通的特性，在交流调压、交流开关电路及交流调速等领域得到广泛运用。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，所以双向晶闸管在第Ｉ和第III象限有对称的伏安特性与一对反并联晶闸管相比是经济的，且控制电路简单，在交流调压电路、固态继电器〔SolidStateRelay——SSR〕和交流电机调速等领域运用较多通常用在交流电路中，因此不用平均值而用有效值来表示其额定电流值。其电气符号和伏安特性分别如图2-13所示。双向晶闸管有4种触发方式：2.4.3晶闸管派生器件及运用目录2.1电力电子器件的特点与分类2.2电力电子器件根底2.3功率二极管2.4晶闸管2.4.1根本构造和任务原理2.4.2晶闸管特性及主要参数2.4.3晶闸管派生器件及运用2.4.4晶闸管的触发2.4.5晶闸管的运用特点2.5可关断晶闸管〔GTO〕2.6电力晶体管2.7功率场效应晶体管2.8绝缘栅双极型晶体管*2.9其它新型电力电子器件2.10电力电子器件的开展趋势2.11电力电子器件运用共性问题小结图2-13双向晶闸管的电气图形符号与伏安特性电气图形符号伏安特性1〕I+触发方式当主电极T1对T2所加的电压为正向电压，门极G对T2所加电压为正向触发信号时，双向晶闸管导通，伏安特性处于第一象限；2〕I-触发方式坚持主电极T1对T2所加的电压为正向电压，门极G触发信号改为反向信号，双向晶闸管也能导通；2.4.3晶闸管派生器件及运用目录2.1电力电子器件的特点与分类2.2电力电子器件根底2.3功率二极管2.4晶闸管2.4.1根本构造和任务原理2.4.2晶闸管特性及主要参数2.4.3晶闸管派生器件及运用2.4.4晶闸管的触发2.4.5晶闸管的运用特点2.5可关断晶闸管〔GTO〕2.6电力晶体管2.7功率场效应晶体管2.8绝缘栅双极型晶体管*2.9其它新型电力电子器件2.10电力电子器件的开展趋势2.11电力电子器件运用共性问题小结图2-13双向晶闸管的电气图形符号与伏安特性电气图形符号伏安特性3〕Ⅲ+触发方式当主电极T1为负，门极G对T1所加电压为正向触发信号时，双向晶闸管导通，电流从T2流向T1，其伏安特性处于第三象限；4〕Ⅲ-触发方式主电极T1仍为负，门极G对T1所加电压为反向触发信号时，双向晶闸管导通。在实践运用中，特别是直流信号触发时，常选用I-触发方式和Ⅲ-触发方式。由于双向晶闸管是任务在交流回路中，其额定电流用正弦电流有效值而不用平均值来标定。2.4.3晶闸管派生器件及运用目录2.1电力电子器件的特点与分类2.2电力电子器件根底2.3功率二极管2.4晶闸管2.4.1根本构造和任务原理2.4.2晶闸管特性及主要参数2.4.3晶闸管派生器件及运用2.4.4晶闸管的触发2.4.5晶闸管的运用特点2.5可关断晶闸管〔GTO〕2.6电力晶体管2.7功率场效应晶体管2.8绝缘栅双极型晶体管*2.9其它新型电力电子器件2.10电力电子器件的开展趋势2.11电力电子器件运用共性问题小结图2-14逆导晶闸管的电气图形符号与伏安特性a)电气图形符号b)伏安特性3．逆导晶闸管在逆变或直流电路中，经常需求将晶闸管和二极管反向并联运用，逆导晶闸管〔RCT，ReverseConductingThyristor〕就是根据这一要求将晶闸管和二极管集成在同一硅片上制造而成的逆导晶闸管的电气图形符号和伏安特性如图2-14所示。2.4.3晶闸管派生器件及运用目录2.1电力电子器件的特点与分类2.2电力电子器件根底2.3功率二极管2.4晶闸管2.4.1根本构造和任务原理2.4.2晶闸管特性及主要参数2.4.3晶闸管派生器件及运用2.4.4晶闸管的触发2.4.5晶闸管的运用特点2.5可关断晶闸管〔GTO〕2.6电力晶体管2.7功率场效应晶体管2.8绝缘栅双极型晶体管*2.9其它新型电力电子器件2.10电力电子器件的开展趋势2.11电力电子器件运用共性问题小结图2-14逆导晶闸管的电气图形符号与伏安特性a)电气图形符号b)伏安特性3．逆导晶闸管具有正向压降小、关断时间短、高温特性好、额定结温高等优点主要用于直流斩波器，倍频式中频电源及三相逆变器等逆导晶闸管的额定电流有两个，一个是晶闸管电流，一个是反并联二极管的电流与两只分立的晶闸管和电力二极管反并联的衔接相比，体积更小，高温特性好。2.4.3晶闸管派生器件及运用目录2.1电力电子器件的特点与分类2.2电力电子器件根底2.3功率二极管2.4晶闸管2.4.1根本构造和任务原理2.4.2晶闸管特性及主要参数2.4.3晶闸管派生器件及运用2.4.4晶闸管的触发2.4.5晶闸管的运用特点2.5可关断晶闸管〔GTO〕2.6电力晶体管2.7功率场效应晶体管2.8绝缘栅双极型晶体管*2.9其它新型电力电子器件2.10电力电子器件的开展趋势2.11电力电子器件运用共性问题小结4．光控晶闸管光控晶闸管〔LTT，LightTriggeredThyristor〕是一种利用一定波长的光照信号控制的开关器件，它与普通晶闸管的不同之处在于其门极区集成了一个光电二极管。在光的照射下，光电二极管漏电流添加，此电流成为门极触发电流使晶闸管开通。图2-15光控晶闸管的电气图形符号与伏安特性a)电气图形符号b)伏安特性2.4.3晶闸管派生器件及运用目录2.1电力电子器件的特点与分类2.2电力电子器件根底2.3功率二极管2.4晶闸管2.4.1根本构造和任务原理2.4.2晶闸管特性及主要参数2.4.3晶闸管派生器件及运用2.4.4晶闸管的触发2.4.5晶闸管的运用特点2.5可关断晶闸管〔GTO〕2.6电力晶体管2.7功率场效应晶体管2.8绝缘栅双极型晶体管*2.9其它新型电力电子器件2.10电力电子器件的开展趋势2.11电力电子器件运用共性问题小结4．光控晶闸管小功率光控晶闸管只需阳、阴两个电极，大功率光控晶闸管的门极带有光缆，光缆上有发光二极管或半导体激光器作为触发光源。由于主电路与触发电路之间有光电隔离，因此绝缘性能好，可防止电磁干扰。光控晶闸管的参数与普通晶闸管类同，只是触发参数特殊。图2-15光控晶闸管的电气图形符号与伏安特性a)电气图形符号b)伏安特性2.4.3晶闸管派生器件及运用目录2.1电力电子器件的特点与分类2.2电力电子器件根底2.3功率二极管2.4晶闸管2.4.1根本构造和任务原理2.4.2晶闸管特性及主要参数2.4.3晶闸管派生器件及运用2.4.4晶闸管的触发2.4.5晶闸管的运用特点2.5可关断晶闸管〔GTO〕2.6电力晶体管2.7功率场效应晶体管2.8绝缘栅双极型晶体管*2.9其它新型电力电子器件2.10电力电子器件的开展趋势2.11电力电子器件运用共性问题小结4．光控晶闸管1〕触发光功率加有正向电压的光控晶闸管由阻断形状转变成导通形状所需的输入光功率称为触发光功率，其数值通常为几mW到几十mW。2〕光谱呼应范围光控晶闸管只对一定波长范围的光线敏感，超出波长范围，那么无法使其导通。适用于信号源与主回路高度绝缘的大功率高压安装。如高压直流输电，高压核聚变图2-15光控晶闸管的电气图形符号与伏安特性a)电气图形符号b)伏安特性2.4.3晶闸管派生器件及运用目录2.1电力电子器件的特点与分类2.2电力电子器件根底2.3功率二极管2.4晶闸管2.4.1根本构造和任务原理2.4.2晶闸管特性及主要参数2.4.3晶闸管派生器件及运用2.4.4晶闸管的触发2.4.5晶闸管的运用特点2.5可关断晶闸管〔GTO〕2.6电力晶体管2.7功率场效应晶体管2.8绝缘栅双极型晶体管*2.9其它新型电力电子器件2.10电力电子器件的开展趋势2.11电力电子器件运用共性问题小结晶闸管触发电路的作用是产生符合要求的门极触发脉冲，保证晶闸管在需求的时辰由阻断转为导通。晶闸管触发电路应满足以下要求：〔1〕触发脉冲的宽度应保证晶闸管能可靠导通；〔2〕触发脉冲应有足够的幅度；〔3〕触发脉冲不超越门极电压、电流和功率定额，且在可靠触发区域之内；〔4〕应有良好的抗干扰性能、温度稳定性及与主电路的电气隔离。理想的触发脉冲电流波形2.4.4晶闸管的触发目录2.1电力电子器件的特点与分类2.2电力电子器件根底2.3功率二极管2.4晶闸管2.4.1根本构造和任务原理2.4.2晶闸管特性及主要参数2.4