晶閘管2PPT教案

1、會計學1晶閘管晶閘管22021-11-30 交流變直流、直流變交流、直流變直流、交流變交流表表1 電力變換的種類電力變換的種類逆變直流斬波直流交流電力控制變頻、變相、調(diào)壓整流交流交流直流輸出 輸入第1頁/共55頁2021-11-30一般工業(yè)一般工業(yè)：交通運輸交通運輸：電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)：電子裝置電源電子裝置電源：家用電器家用電器：其他其他：第2頁/共55頁軋鋼機數(shù)控機床冶金工業(yè)電解鋁1 1）一般工業(yè)）一般工業(yè)第3頁/共55頁2）交通運輸交通運輸?shù)?頁/共55頁3）電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)高壓直流裝置HVDC柔性交流輸電FACTS第5頁/共55頁4）電子裝置用電源電子裝置用電源程控交換機微型計算機第6頁/

2、共55頁緒85 5）家用電器）家用電器第7頁/共55頁6 6）其他）其他大型計算機的UPS新型能源第8頁/共55頁2021-11-30電力電子技術的發(fā)展史是以電力電子器件的發(fā)展史為綱的。晶閘管問世，(“公元元年”)IGBT及功率集成器件出現(xiàn)和發(fā)展時代晶閘管時代水銀（汞弧）整流器時代電子管問世全控型器件迅速發(fā)展時期史前期（黎明期）19041930194719571970198019902000t(年)晶體管誕生第9頁/共55頁 第10頁/共55頁2021-11-30123個PN結(jié)的四層三端元件AAGGKKb)AGKP1N1P2N2J1J2J3第11頁/共55頁2021-11-30G P1P2N1

3、N2第12頁/共55頁2021-11-3014螺栓型晶閘管晶閘管模塊平板型晶閘管外形及結(jié)構(gòu)第13頁/共55頁2021-11-3015陽極陰極控制極輔助陰極w 螺栓形晶閘管第14頁/共55頁2021-11-3016w 平板形晶閘管陰極陽極控制極第15頁/共55頁P1P2N1N2K GAKA T2T1_P2N1N2IGIAP1N1P2IKGPPNNNPAGK第16頁/共55頁 T1T2G2Bii 1BG22Ciii 在極短時間內(nèi)使兩在極短時間內(nèi)使兩個三極管均飽和導通，個三極管均飽和導通，此過程稱觸發(fā)導通。此過程稱觸發(fā)導通。211CCii 2BG21ii EGEA+_RGi2BiG21iG2i第17

4、頁/共55頁GEA+_R T1T2Gi2BiGi21Gi2EGG2Bii 1BG22Ciii 211CCii 2BG21ii 第18頁/共55頁 實驗一實驗一開關開關S斷開斷開：燈燈L不亮。不亮。S與與1閉合：閉合： 門極電位高于陰極電門極電位高于陰極電位，門極承受正壓燈位，門極承受正壓燈L不亮。不亮。S與與2閉合：閉合： 門極承受反壓，燈門極承受反壓，燈L不亮不亮 。結(jié)論：陽極反壓，晶閘管不導通結(jié)論：陽極反壓，晶閘管不導通 。若晶閘管的陽極電位低于陰極電位，無論門極電位是否高于陰極，晶若晶閘管的陽極電位低于陰極電位，無論門極電位是否高于陰極，晶閘管均不導通。閘管均不導通。第19頁/共55頁

5、實驗二實驗二開關開關S斷開斷開：燈燈L不亮。不亮。S與與1閉合：閉合：門極電位高于陰極門極電位高于陰極電位，門極承受正電位，門極承受正壓，壓，S與與2閉合：閉合：門極承受反壓，燈門極承受反壓，燈L不亮不亮 。結(jié)論：陽極和門極同時承受正壓時，晶閘管導通結(jié)論：陽極和門極同時承受正壓時，晶閘管導通 。當晶閘管的陽極電位高于陰極電位，且僅在門極電位高于當晶閘管的陽極電位高于陰極電位，且僅在門極電位高于陰極時，晶閘管導通。陰極時，晶閘管導通。燈燈L亮。亮。第20頁/共55頁 實驗三：接上實驗實驗三：接上實驗開關開關S斷開斷開：燈燈L亮。亮。S與與1閉合：閉合：門極電位高于陰極門極電位高于陰極電位，門極承

6、受正電位，門極承受正壓，燈壓，燈L亮。亮。S與與2閉合：閉合：門極承受反壓，燈門極承受反壓，燈L亮亮 。結(jié)論：晶閘管一旦導通，門極失去作用結(jié)論：晶閘管一旦導通，門極失去作用 ?？刂凭чl管的導通只須正向脈沖電壓稱之為觸發(fā)脈沖即可?？刂凭чl管的導通只須正向脈沖電壓稱之為觸發(fā)脈沖即可。第21頁/共55頁2021-11-30圖 晶閘管的工作條件的試驗電路第22頁/共55頁2021-11-30 必須使可控硅陽極電流減小必須使可控硅陽極電流減小, ,直到直到正反饋正反饋效效應不能維持。應不能維持。 將陽極電源斷開或者在晶閘管的將陽極電源斷開或者在晶閘管的第23頁/共55頁2021-11-30第24頁/共5

7、5頁URRMUDRMIG2 IG1 IG0 UBRIFUBOIHoUIIG0IG1IG2正向平均電流正向平均電流)(曲曲線線UfI 第25頁/共55頁2021-11-3027正向?qū)ㄑ┍罁舸㎡+UA-UA-IAIAIHIG2IG1IG=0UboUDSMUDRMURRMURSM第26頁/共55頁額定電壓額定電壓, ,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為5A, ,額定電壓為額定電壓為700V。第27頁/共55頁2021-11-30

8、 門極開路時，門極開路時，施加于晶閘管的陽施加于晶閘管的陽極電壓上升到極電壓上升到正向正向伏安特性曲線急劇伏安特性曲線急劇轉(zhuǎn)折處所對應的電轉(zhuǎn)折處所對應的電壓值壓值UDSM 。它是一個它是一個不能重復，且每次持續(xù)時間不大于不能重復，且每次持續(xù)時間不大于10ms的斷態(tài)最的斷態(tài)最大脈沖電壓大脈沖電壓。 UDSM值應小于轉(zhuǎn)折電壓值應小于轉(zhuǎn)折電壓Ub0。第28頁/共55頁2021-11-30(2) 斷態(tài)重復峰值電壓斷態(tài)重復峰值電壓UDRM第29頁/共55頁2021-11-30 門極開路，晶門極開路，晶閘管承受反向電壓閘管承受反向電壓時，對應于反向時，對應于反向伏伏安特性曲線急劇轉(zhuǎn)安特性曲線急劇轉(zhuǎn)折處折處

9、的反向峰值電的反向峰值電壓值壓值URSM 。(3) 反向不重復峰值電壓反向不重復峰值電壓URSM第30頁/共55頁2021-11-30(4) 反向重復峰值電壓反向重復峰值電壓URRM第31頁/共55頁2021-11-30(5) 額定電壓額定電壓UR第32頁/共55頁2021-11-30(6)通態(tài)峰值電壓通態(tài)峰值電壓UTM第33頁/共55頁2021-11-30第34頁/共55頁2021-11-30mT(AV)m0I1II sintd( t)22mm0I1(I sint) d( t)22IT(AV)I1.57I2則有效值則有效值為為：T(AV)1.57II 第35頁/共55頁2021-11-30T

10、(AV)T(AV)I1.57I 1.57IfdK IT(AV)T(AV)1.57I(1.5 2.0) 1.57I(1.5 2.0) fddfK IIKfdIKI第36頁/共55頁2021-11-30第37頁/共55頁2021-11-3039第38頁/共55頁2021-11-30第39頁/共55頁2021-11-30412cos145. 02UUd2cos145. 02UUd第40頁/共55頁2021-11-3042第41頁/共55頁2021-11-3043ddvsII2ddvII22 而負載電流而負載電流 Id=Ud/R 第42頁/共55頁2021-11-30控制角03060901201501

11、80 K1.571.66 1.882.222.78 3.99 單相半波、全波、橋式電路純電阻負載在不同控制角時的K值課外知識課外知識第43頁/共55頁2021-11-30452cos145. 02UUd得01U45. 02cos2dU090(2)電流有效值AKIIde4 .442022. 2K值查表得來(3)晶閘管允許的電流平均值AKIIdT3 .2857. 122. 22057. 1AIITT)6 .565 .42()25 . 1 (額定電壓VUUDRM622222選 KP-50/700第44頁/共55頁2021-11-30462cos19 . 02UUdRUIdd第45頁/共55頁2021-11-3047ddvIIddvsII2流過續(xù)流二極管的平均電流過續(xù)流二極管的平均電流流:第46頁/共55頁2021-11-3048第47頁/共55頁2021-11-3049REUIdd第48頁/共55頁2021-11-3050cos17. 12UUd式中式中U2為二次側(cè)相電壓為二次側(cè)相電壓晶閘管元件在電路中承受的最高電晶閘管元件在電路中承受的最高電 壓為線電壓峰值壓為線電壓峰值,即即22623UUU