電力電子器件第四次課.ppt

《電力電子器件第四次課.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《電力電子器件第四次課.ppt（12頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

（2）晶閘管的額定通態(tài)平均電流─額定電流IT(AV),在選用晶閘管額定電流時，根據(jù)實際最大的電流計算后至少還要乘以1.5～2的安全系數(shù)，使其有一定的電流裕量。,1）定義：在環(huán)境溫度為40℃和規(guī)定的冷卻條件下,晶閘管在電阻性負載導(dǎo)通角不小于170的單相工頻正弦半波電路中,當結(jié)溫穩(wěn)定且不超過額定結(jié)溫時所允許的最大通態(tài)平均電流。,2）IT(AV)計算方法：,這說明額定電流IT(AV)=100A的晶閘管，其額定有效值為IT=KfIT(AV)=157A。,（2.3.3）,（2.3.4）,（2.3.5）,（2.3.4）,根據(jù)額定電流的定義可知，額定通態(tài)平均電流是指在通以單相工頻正弦波電流時的允許最大平均電流。設(shè)該正弦半波電流的峰值為Im,則額定電流(平均電流)為：,額定電流有效值為：,現(xiàn)定義某電流波形的有效值與平均值之比為這個電流波形的波形系數(shù)，用Kf表示：,根據(jù)上式可求出正弦半波電流的波形系數(shù)：,（3）門極觸發(fā)電流IGT和門極觸發(fā)電壓UGT,1）定義：在室溫下，晶閘管加6V正向陽極電壓時，使元件完全導(dǎo)通所必須的最小門極電流，稱為門極觸發(fā)電流IGT。對應(yīng)于門極觸發(fā)電流的門極電壓稱為門極觸發(fā)電壓UGT。2）晶閘管由于門極特性的差異，其觸發(fā)電流、觸發(fā)電壓也相差很大。所以對不同系列的元件只規(guī)定了觸發(fā)電流、電壓的上、下限值。3）晶閘管的銘牌上都標明了其觸發(fā)電流和電壓在常溫下的實測值，但觸發(fā)電流、電壓受溫度的影響很大，溫度升高，UGT、IGT值會顯著降低，溫度降低，UGT、IGT值又會增大。為了保證晶閘管的可靠觸發(fā)，在實際應(yīng)用中，外加門極電壓的幅值應(yīng)比UGT大幾倍。,（4）通態(tài)平均電壓UT(AV),1）定義：在規(guī)定環(huán)境溫度、標準散熱條件下，元件通以正弦半波額定電流時，陽極與陰極間電壓降的平均值，稱通態(tài)平均電壓(又稱管壓降)2）其數(shù)值按表2.3.3分組．在實際使用中，從減小損耗和元件發(fā)熱來看，應(yīng)選擇ＵT(AV)小的晶閘管。,表2.3.3晶閘管通態(tài)平均電壓分組,（5）維持電流ＩＨ和掣住電流ＩL,1）維持電流ＩＨ：在室溫下門極斷開時，元件從較大的通態(tài)電流降至剛好能保持導(dǎo)通的最小陽極電流為維持電流ＩH。維持電流與元件容量、結(jié)溫等因素有關(guān)，同一型號的元件其維持電流也不相同。通常在晶閘管的銘牌上標明了常溫下IH的實測值。2）掣住電流ＩL：給晶閘管門極加上觸發(fā)電壓，當元件剛從阻斷狀態(tài)轉(zhuǎn)為導(dǎo)通狀態(tài)就撤除觸發(fā)電壓，此時元件維持導(dǎo)通所需要的最小陽極電流稱掣住電流ＩL。對同一晶閘管來說，掣住電流ＩL要比維持電流ＩH大2~4倍。,（6）通態(tài)電流臨界上升率di/dt,1、定義：晶閘管能承受而沒有損害影響的最大通態(tài)電流上升率稱通態(tài)電流臨界上升率di/dt。2、影響：門極流入觸發(fā)電流后，晶閘管開始只在靠近門極附近的小區(qū)域內(nèi)導(dǎo)通，隨著時間的推移，導(dǎo)通區(qū)才逐漸擴大到PN結(jié)的全部面積。如果陽極電流上升得太快，則會導(dǎo)致門極附近的ＰＮ結(jié)因電流密度過大而燒毀，使晶閘管損壞。晶閘管必須規(guī)定允許的最大通態(tài)電流上升率。,（7）斷態(tài)電壓臨界上升率du/dt,1）定義：把在規(guī)定條件下，不導(dǎo)致晶閘管直接從斷態(tài)轉(zhuǎn)換到通態(tài)的最大陽極電壓上升率，稱為斷態(tài)電壓臨界上升率du/dt。2）影響：晶閘管的結(jié)面在阻斷狀態(tài)下相當于一個電容，若突然加一正向陽極電壓，便會有一個充電電流流過結(jié)面，該充電電流流經(jīng)靠近陰極的ＰＮ結(jié)時，產(chǎn)生相當于觸發(fā)電流的作用，如果這個電流過大，將會使元件誤觸發(fā)導(dǎo)通。,2.3、晶閘管,2.3.1晶閘管及其工作原理2.3.2晶閘管的特性與主要參數(shù)2.3.3晶閘管的派生器件,2.3.3晶閘管的派生器件,可允許開關(guān)頻率在400HZ以上工作的晶閘管稱為快速晶閘管(FastSwitchingThyrister，簡稱FST)，開關(guān)頻率在10KHZ以上的稱為高頻晶閘管?？焖倬чl管為了提高開關(guān)速度，其硅片厚度做得比普通晶閘管薄，因此承受正反向阻斷重復(fù)峰值電壓較低，一般在2000V以下?？焖倬чl管du/dt的耐量較差，使用時必須注意產(chǎn)品銘牌上規(guī)定的額定開關(guān)頻率下的du/dt，當開關(guān)頻率升高時，du/dt耐量會下降。,1.快速晶閘管(FastSwitchingThyrister—FST,2.3.3晶閘管的派生器件,可認為是一對反并聯(lián)聯(lián)接的普通晶閘管的集成。有兩個主電極T1和T2，一個門極G。正反兩方向均可觸發(fā)導(dǎo)通，所以雙向晶閘管在第Ｉ和第III象限有對稱的伏安特性。與一對反并聯(lián)晶閘管相比是經(jīng)濟的，且控制電路簡單，在交流調(diào)壓電路、固態(tài)繼電器（SSR）和交流電機調(diào)速等領(lǐng)域應(yīng)用較多。通常用在交流電路中，因此不用平均值而用有效值來表示其額定電流值。,圖2.3.6雙向晶閘管的電氣圖形符號和伏安特性a)電氣圖形符號b)伏安特性,2.雙向晶閘管(TRIAC),2.3.3晶閘管的派生器件,1)將晶閘管反并聯(lián)一個二極管制作在同一管芯上的功率集成器件。2)與普通晶閘管相比，逆導(dǎo)晶閘管具有正壓降小、關(guān)斷時間短、高溫特性好、額定結(jié)溫高等優(yōu)點；3)根據(jù)逆導(dǎo)晶閘管的伏安特性可知，它的反向擊穿電壓很低；因此只能適用于反向不需承受電壓的場合；4)逆導(dǎo)晶閘管存在著晶閘管區(qū)和整流管區(qū)之間的隔離區(qū)；5)逆導(dǎo)晶閘管的額定電流分別以晶閘管和整流管的額定電流表示；,圖2.3.7逆導(dǎo)晶閘管的電氣圖形符號和伏安特性a)電氣圖形符號b)伏安特性,,3.逆導(dǎo)晶閘管(RCT),2.3.3晶閘管的派生器件,1)又稱光觸發(fā)晶閘管，是利用一定波長的光照信號觸發(fā)導(dǎo)通的晶閘管。2)小功率光控晶閘管只有陽極和陰極兩個端子。3）大功率光控晶閘管則還帶有光纜，光纜上裝有作為觸發(fā)光源的發(fā)光二極管或半導(dǎo)體激光器。4）光觸發(fā)保證了主電路與控制電路之間的絕緣，且可避免電磁干擾的影響，因此目前在高壓大功率的場合，如高壓直流輸電和高壓核聚變裝置中，占據(jù)重要的地位。,圖2.3.8控晶閘管的電氣圖形符號和伏安特性a)電氣圖形符號b)伏安特性,4.光控晶閘管(LTT),