第19章 電力電子技術(shù)

1、 G P1P2N1N2P1P2N1N2K GAKA T2T1_P2N1N2IGIAP1N1P2IKGPPNNNPAGK T1T2G2Bii 1BG22Ciii 在極短時(shí)間內(nèi)使兩在極短時(shí)間內(nèi)使兩個(gè)三極管均飽和導(dǎo)通，個(gè)三極管均飽和導(dǎo)通，此過(guò)程稱觸發(fā)導(dǎo)通。此過(guò)程稱觸發(fā)導(dǎo)通。211CCii 2BG21ii EGEA+_RGi2BiG21iG2iGEA+_R T1T2Gi2BiGi21Gi2EGG2Bii 1BG22Ciii 211CCii 2BG21ii 必須使可控硅陽(yáng)極電流減小必須使可控硅陽(yáng)極電流減小, ,直到直到正反饋正反饋效應(yīng)效應(yīng)不能維持。不能維持。 將陽(yáng)極電源斷開(kāi)或者在晶閘管的將陽(yáng)極電源斷開(kāi)或

2、者在晶閘管的URRMUFRMIG2 IG1 IG0 UBRIFUBOIHoUIIG0IG1IG2正向平均電流正向平均電流)(曲曲線線UfI UFRM:晶閘管晶閘管控制極開(kāi)路且正向阻斷情況下控制極開(kāi)路且正向阻斷情況下, ,允允許重復(fù)加在許重復(fù)加在晶閘管晶閘管兩端的正向峰值電壓。兩端的正向峰值電壓。一般取一般取UFRM = = 80% UB0 。普通普通晶閘管晶閘管 UFRM 為為100V 3000V控制極開(kāi)路時(shí)控制極開(kāi)路時(shí), ,允許重復(fù)作用在允許重復(fù)作用在晶閘管晶閘管元元 件上的反向峰值電壓。件上的反向峰值電壓。一般取一般取 URRM = 80% UBR 普通普通晶閘管晶閘管 URRM為為100

3、V3000VURRM：)(sin21m0mFIttdII 環(huán)境溫度為環(huán)境溫度為4040 C C及及標(biāo)準(zhǔn)散熱條件下，標(biāo)準(zhǔn)散熱條件下，晶閘晶閘管處于管處于全導(dǎo)通時(shí)全導(dǎo)通時(shí)可以連續(xù)通過(guò)的工頻正弦可以連續(xù)通過(guò)的工頻正弦半波電流的平均值。半波電流的平均值。 IF t 2 i如果正弦半波電流的最大值為如果正弦半波電流的最大值為Im, 則則普通晶閘管普通晶閘管IF為為1A 1000A。額定電壓額定電壓, ,用百位或千位數(shù)表示用百位或千位數(shù)表示取取UFRM或或URRM較小者較小者額定正向平均電流額定正向平均電流( (IF) 晶閘管晶閘管K P普通型普通型如如KP5-7表示表示額定正向平均電流為額定正向平均電流

4、為5A, ,額定電壓為額定電壓為700V。A1A2G通過(guò)控制電壓的控制可實(shí)現(xiàn)雙向?qū)?。通過(guò)控制電壓的控制可實(shí)現(xiàn)雙向?qū)?。A1A2G RC Tu雙向二極管雙向二極管(1) 電路電路。uuu To, 0。0,To uuu+T t1 2 。uu,u T 0o:1t 。0,To uuu tuO晶晶閘閘管管不不導(dǎo)導(dǎo)通通。,0,0g1 ut t 。uuu To, 0gu tO tOuO 動(dòng)畫動(dòng)畫控制角控制角 t1 tuO tguO t22 tTuO導(dǎo)通角導(dǎo)通角 tuUd21O )d(sin221ttU 2cos145. 0LLOO RURUI2cos145. 0 U +TLeL tguO tTuO tOu

5、O t1 tuO t22 +LTD+(1) 電路電路iL tOu tuO tTuO 2 tguOaRLD2T1b+T1T2RLuoD1D2+T1T2RLuoD1D2+bRLD1T2a tOu tuO tT1uO2 動(dòng)畫動(dòng)畫 tguO tuUd1O )d(sin21ttUU 2cos19 . 0LO RURUI2cos19 . 0 U兩種常用可控整流電路兩種常用可控整流電路電路電路特點(diǎn)特點(diǎn)1. 該電路只用一只晶閘管，且其上該電路只用一只晶閘管，且其上 無(wú)反向電壓。無(wú)反向電壓。2. 晶閘管和負(fù)載上的電流相同。晶閘管和負(fù)載上的電流相同。(1)uTD2D4u0RL+-+-電路電路特點(diǎn)特點(diǎn) 1. 該電路

6、接入電感性負(fù)載時(shí)，該電路接入電感性負(fù)載時(shí)，D1、D2 便起便起 續(xù)流二極管作用。續(xù)流二極管作用。(2)動(dòng)畫動(dòng)畫2. 由于由于T1的陽(yáng)極和的陽(yáng)極和T2的陰極相連，兩管控的陰極相連，兩管控 制極必須加獨(dú)立的觸發(fā)信號(hào)。制極必須加獨(dú)立的觸發(fā)信號(hào)。T1T2D1D2uuORL+-+-動(dòng)畫動(dòng)畫u2a2 u2bu2ct1t2ut o ，一旦發(fā)生過(guò)，一旦發(fā)生過(guò)電流時(shí)，溫度急劇上升，可能將電流時(shí)，溫度急劇上升，可能將PNPN結(jié)燒壞，造成元結(jié)燒壞，造成元件內(nèi)部短路或開(kāi)路。例如一只件內(nèi)部短路或開(kāi)路。例如一只100A的的晶閘管晶閘管過(guò)電流過(guò)電流為為400A400A時(shí)，僅允許持續(xù)時(shí)，僅允許持續(xù)0.020.02秒，否則將因

7、過(guò)熱而損秒，否則將因過(guò)熱而損壞；壞； 電壓超過(guò)其反電壓超過(guò)其反向擊穿電壓時(shí)，即使時(shí)間極短，也容易損壞。若正向擊穿電壓時(shí)，即使時(shí)間極短，也容易損壞。若正向電壓超過(guò)轉(zhuǎn)折電壓時(shí)，則晶閘管誤導(dǎo)通，導(dǎo)通后向電壓超過(guò)轉(zhuǎn)折電壓時(shí)，則晶閘管誤導(dǎo)通，導(dǎo)通后的電流較大，使器件受損。的電流較大，使器件受損。與晶閘與晶閘管串聯(lián)管串聯(lián)接在接在輸入輸入端端接在接在輸出輸出端端 RCRC 硒堆保護(hù)硒堆保護(hù)(硒整流片硒整流片)晶閘管元件晶閘管元件的阻容保護(hù)的阻容保護(hù)NPPN結(jié)結(jié)N型硅片型硅片2B1B1BBB1BRRRUU BBBBBB1BUURR 分壓比分壓比( (0.5 0.9) )UBB+_+_RP+_+_RB1RB2A

8、UBB+_RP+_+_(3) 維持單結(jié)管導(dǎo)通的最小維持單結(jié)管導(dǎo)通的最小 電壓、電流。電壓、電流。 單結(jié)管由截止變導(dǎo)通單結(jié)管由截止變導(dǎo)通 所需發(fā)射極電壓所需發(fā)射極電壓。IpIVV截止區(qū)截止區(qū)P 3. 不同單結(jié)晶體管的谷點(diǎn)電壓不同單結(jié)晶體管的谷點(diǎn)電壓谷點(diǎn)電流谷點(diǎn)電流都都 不一樣。谷點(diǎn)電壓大約在不一樣。谷點(diǎn)電壓大約在2 5V之間。常選用之間。常選用 稍大一些，稍大一些， 稍小的單結(jié)晶體管，以增大輸稍小的單結(jié)晶體管，以增大輸 出脈沖幅度和移相范圍。出脈沖幅度和移相范圍。Uvug。uvOORLR1R2RPCRuZT1D1D2T2u2+C+RU2MRu2+uo+uZU2MuOouOzuOUP-UDR1R2RPCcRuZLugucuvUpRLT1D1D2T2OOUZuOO uL L單結(jié)晶體管觸發(fā)電路單結(jié)晶體管觸發(fā)電路T1+U1RE1-CT2RC1RE2R2T3T4D1D2DZR 輸出脈沖可以直接從電阻輸出脈沖可以直接從電阻R1引出引出(如前圖如前圖)，也可，也可通過(guò)脈沖變壓器輸出。由于晶閘管控制極與陰極間通過(guò)脈沖變壓器輸出。由于晶閘管控制極與陰極間允許的反向電壓很小，為了防止反向擊穿，在脈沖允許的反向電壓很小，為了防止反向擊穿，在脈沖變壓器副邊串聯(lián)二極管變壓器副邊串聯(lián)二極管D1, 可將反向電壓隔開(kāi)，而可將反向