電子技術(shù)高效應(yīng)用第20章

1、電子技術(shù)高效應(yīng)用第20章2一種一種大功率半導體器件，出現(xiàn)于大功率半導體器件，出現(xiàn)于70年代。它的出年代。它的出現(xiàn)使半導體器件由弱電領(lǐng)域擴展到強電領(lǐng)域現(xiàn)使半導體器件由弱電領(lǐng)域擴展到強電領(lǐng)域 。 體積小、重量輕、無噪聲、壽命長、體積小、重量輕、無噪聲、壽命長、 容容量大（正向平均電流達千安、正向耐壓量大（正向平均電流達千安、正向耐壓達數(shù)千伏）。達數(shù)千伏）。 特點特點20201 1 晶閘管晶閘管( (可控硅可控硅SCR)SCR) 3應(yīng)用領(lǐng)域：應(yīng)用領(lǐng)域： 逆變逆變 整流整流 （交流（交流直流）直流）斬波斬波（直流（直流交流）交流）變頻變頻 （交流（交流交流）交流）（直流（直流直流）直流）此外還可作無觸

2、點開關(guān)等此外還可作無觸點開關(guān)等4.1.1. 基本基本結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)A（陽極）（陽極）四四 層層 半半 導導 體體K（陰極）（陰極）G（控制極）（控制極）P1P2N1三三 個個 PN結(jié)結(jié)N25符號符號AKG20.1.2 20.1.2 工作原理工作原理GKP1P2N1N2APPNNNPAGK示意圖示意圖6APPNNNPGKi gi gig工作原理分析工作原理分析KAGT1T27工作原理說明工作原理說明UAK 0 、UGK0時時T1導通導通ib1 = i giC1 = ig = ib2ic2 =ib2 = ig = ib1T2導通導通形成正反饋形成正反饋晶閘管迅速導通；晶閘管迅速導通；T1進一步導通進一步

3、導通8晶閘管開始工作時晶閘管開始工作時 ，UAK加反向電壓，加反向電壓，或不加觸發(fā)信號（即或不加觸發(fā)信號（即UGK = 0 ）；）；晶閘管導通后，晶閘管導通后， UGK，去掉去掉依靠正反饋，依靠正反饋，晶閘管仍維持導通狀態(tài)；晶閘管仍維持導通狀態(tài)；晶閘管截止的條件：晶閘管截止的條件：（1）（2）晶閘管正向?qū)ê螅钇浣刂梗仨毦чl管正向?qū)ê?，令其截止，必須減小減小UAK，或加大回路電阻，使晶閘管，或加大回路電阻，使晶閘管中電流的正反饋效應(yīng)不能維持。中電流的正反饋效應(yīng)不能維持。9 晶閘管具有單向?qū)щ娦跃чl管具有單向?qū)щ娦裕ㄕ驅(qū)l件：（正向?qū)l件：A A、K K間加正向電壓，間加正向電壓，G

4、 G、K K間加觸發(fā)信號）；間加觸發(fā)信號）；2.2.晶閘管一旦導通，控制極失去作用晶閘管一旦導通，控制極失去作用若使其關(guān)斷，必須降低若使其關(guān)斷，必須降低U UAKAK或加大回路電或加大回路電阻，把陽極電流減小到維持電流以下。阻，把陽極電流減小到維持電流以下。 結(jié)論結(jié)論1020.1.3 20.1.3 伏安特性伏安特性UIURS MUDS MURRMIHUDRMIFIG1=0AIG2IG3IG3IG2IG1正向正向反向反向11UDRM：斷態(tài)重復(fù)峰值電壓。（晶閘管耐壓值。斷態(tài)重復(fù)峰值電壓。（晶閘管耐壓值。一般取一般取 UDRM = 80% UDSM 。普通晶閘管。普通晶閘管UDRM 為為 100V-

5、3000V）URRM：反向重復(fù)峰值電壓。（控制極斷路時，：反向重復(fù)峰值電壓。（控制極斷路時， 可以重復(fù)作用在晶閘管上的反向重復(fù)電可以重復(fù)作用在晶閘管上的反向重復(fù)電 壓。一般取壓。一般取URRM = 80% URSM。普通晶。普通晶 閘管閘管URRM為為100V-3000V） ITAV：通態(tài)平均電流。（環(huán)境溫度為通態(tài)平均電流。（環(huán)境溫度為40OC時時,在在 電阻性負載、單相工頻電阻性負載、單相工頻 正弦半波、導電正弦半波、導電角不小于角不小于170o的電路中，晶閘管允許的的電路中，晶閘管允許的最大通態(tài)平均電流。普通晶閘管最大通態(tài)平均電流。普通晶閘管ITAV 為為1A-1000A。）。）20.1.

6、4 20.1.4 主要參數(shù)主要參數(shù)12IH：維持電流。維持電流。(在室溫下，控制極開路、晶閘管在室溫下，控制極開路、晶閘管 被觸發(fā)導通后，維持導通狀態(tài)所必須的最被觸發(fā)導通后，維持導通狀態(tài)所必須的最 小電流。一般為幾十到一百多毫安。）小電流。一般為幾十到一百多毫安。）UG、IG：控制極觸發(fā)電壓和電流。（在室溫下，：控制極觸發(fā)電壓和電流。（在室溫下， 陽極電壓為直流陽極電壓為直流6V時，使晶閘管完全導通時，使晶閘管完全導通 所必須的最小控制極直流電壓、電流所必須的最小控制極直流電壓、電流 。一。一 般般UG為為1到到5V，IG為幾十到幾百毫安。）為幾十到幾百毫安。）1320.2 20.2 可控整流

7、電路可控整流電路20.2.1 20.2.1 單相半波可控整流電路單相半波可控整流電路( (電阻性負載電阻性負載) )(1)電路及工作原理電路及工作原理設(shè)設(shè)u1為為正弦波正弦波 u2 0 時，時，加上觸發(fā)電壓加上觸發(fā)電壓 uG ，晶閘管導通，晶閘管導通 。且。且 uL 的大小隨的大小隨 uG 加入的早晚而變化；加入的早晚而變化； u2 0的導通路徑：的導通路徑：u2 (A)T1RLD2u2 (B)T1、T2 -晶閘管晶閘管D1、D2 -晶體管晶體管T1T2D1D2RLuLu2AB+-17T2RLD1u2 (A)u2 (B)u2 0的導通路徑：的導通路徑：T1、T2 -晶閘管晶閘管D1、D2 -晶

8、體管晶體管T1T2D1D2RLuLu2AB+-18（2）工作波形工作波形tu2tuGtuLt uT1 ：控制角：控制角 ：導通角：導通角 19(3)輸出電壓及電流的平均值輸出電壓及電流的平均值ILAV =LLAVRUULAV = tdu12ttdsinu2122cos1U9 .0220雙向晶閘管雙向晶閘管特點：特點：相當于兩個反向晶閘管并聯(lián)，兩相當于兩個反向晶閘管并聯(lián)，兩者共用一個控制極。者共用一個控制極。符號：符號：T1T2G（控制極）（控制極）（第一電極）（第一電極）（第二電極）（第二電極）21可可關(guān)關(guān)斷晶閘管斷晶閘管GTO-Gata Turn Off thyristor) 可關(guān)斷晶閘管的觸發(fā)導通與普通晶閘管相可關(guān)斷晶閘管的觸發(fā)導通與普通晶閘管相同。不同之處在于：普通晶閘管的關(guān)斷不能同。不同之處在于：普通晶閘管的關(guān)斷不能控制，只能靠減小陽極電壓或工