電力電子器件1.1-1.2

1、57. 122Im)sin(Im21124. 024. 0ImsinIm21)(02020220)(AVTTTTTAVTIItdtdtiTIRTIRtittdI電力電子器件電力電子器件1.1 不可控器件電力二極管1.2 半控型器件晶閘管1.3 典型全控型器件 1.4 其他電力電子器件 小結(jié) 第1章57. 122Im)sin(Im21124. 024. 0ImsinIm21)(02020220)(AVTTTTTAVTIItdtdtiTIRTIRtittdI 電子技術(shù)的基礎(chǔ)電子技術(shù)的基礎(chǔ)電力電子器件電力電子器件 電力電子電路的基礎(chǔ)電力電子電路的基礎(chǔ)電子器件：晶體管和集成電路電子器件：晶體管和集成電

2、路 引言引言電力電子器件電力電子器件第1章57. 122Im)sin(Im21124. 024. 0ImsinIm21)(02020220)(AVTTTTTAVTIItdtdtiTIRTIRtittdI1. 同處理信息的電子器件相比，電力電子器件的一般特征一般特征： 能處理電功率的大小，即承受電壓和電流的能力，是最重要的參數(shù)。處理電功率的能力一般遠(yuǎn)大于用于信息處理的電子器件。 電力電子器件一般都工作在開關(guān)狀態(tài)。 實用中，電力電子器件往往需要由信息電子電路來控制。 為保證不致于因損耗散發(fā)的熱量導(dǎo)致器件溫度過高而損壞，不僅在器件封裝上講究散熱設(shè)計，在其工作時一般都要安裝散熱器。 電力電子器件的特征

3、電力電子器件的特征57. 122Im)sin(Im21124. 024. 0ImsinIm21)(02020220)(AVTTTTTAVTIItdtdtiTIRTIRtittdI2. 同機械開關(guān)相比,電力電子器件的一般特征： 靜止,無噪音,使用壽命長。 單向?qū)щ姟?承受過電壓和過電流弱。 電力電子器件的特征電力電子器件的特征57. 122Im)sin(Im21124. 024. 0ImsinIm21)(02020220)(AVTTTTTAVTIItdtdtiTIRTIRtittdI電力電子器件的分類電力電子器件的分類按照器件能夠被控制電路信號所控制的程度，按照器件能夠被控制電路信號所控制的程度

4、，分為以下分為以下三類三類：半控型器件半控型器件絕緣柵雙極晶體管（Insulated-Gate Bipolar TransistorIGBT）電力場效應(yīng)晶體管（電力MOSFET）門極可關(guān)斷晶閘管（GTO）不可控器件不可控器件電力二極管（Power Diode）只有兩個端子，器件的通和斷是由其在主電路中承受的電壓和電 流決定的。通過控制信號既可控制其導(dǎo)通又可控制其關(guān)斷，又稱自關(guān)斷器件。晶閘管（Thyristor）及其大部分派生器件器件的關(guān)斷由其在主電路中承受的電壓和電流決定全控型器件全控型器件通過控制信號可以控制其導(dǎo)通而不能控制其關(guān)斷。不能用控制信號來控制其通斷, 因此也就不需要驅(qū)動電路。57.

5、 122Im)sin(Im21124. 024. 0ImsinIm21)(02020220)(AVTTTTTAVTIItdtdtiTIRTIRtittdI本章內(nèi)容與學(xué)習(xí)要求 本章內(nèi)容 按照不可控器件、半控型器件、典型全控型器件和其它新型器件的順序，分別介紹各種電力電子器件的工作原理、基本特性、主要參數(shù)以及選擇和使用中應(yīng)注意的一些問題。 學(xué)習(xí)要點 最重要的是掌握其基本特性。 掌握參數(shù)和特性曲線的使用方法。 了解電力電子器件的半導(dǎo)體物理結(jié)構(gòu)和基本工作原理。 57. 122Im)sin(Im21124. 024. 0ImsinIm21)(02020220)(AVTTTTTAVTIItdtdtiTIR

6、TIRtittdI 電力二極管Power Diode結(jié)構(gòu)和原理簡單，工作可靠，自20世紀(jì)50年代初期就獲得應(yīng)用，直到現(xiàn)在仍然大量應(yīng)用于許多電氣設(shè)備當(dāng)中。不可控器件不可控器件電力二極管電力二極管1.1ZP20-500ANoImage00.0050.010.0150.020.0250.030.0350.04010203040506070809010000.0050.010.0150.020.0250.030.0350.04010203040506070809010057. 122Im)sin(Im21124. 024. 0ImsinIm21)(02020220)(AVTTTTTAVTIItdtdt

7、iTIRTIRtittdIPN結(jié)與電力二極管的工作原理結(jié)與電力二極管的工作原理 基本結(jié)構(gòu)和工作原理與信息電子電路中的二極管一樣，以半導(dǎo)體PN結(jié)為基礎(chǔ)，由一個面積較大的PN結(jié)和兩端引線以及封裝組成的 從外形上看，主要有螺栓型和平板型兩種封裝 對于螺栓型封裝，能與散熱器緊密聯(lián)接且安裝方便 平板型封裝的晶閘管可由兩個散熱器將其夾在中間IOIFUTOUFU圖1-2 電力二極管的外形、結(jié)構(gòu)和電氣圖形符號 a) 外形 b) 結(jié)構(gòu) c) 電氣圖形符號1.1.157. 122Im)sin(Im21124. 024. 0ImsinIm21)(02020220)(AVTTTTTAVTIItdtdtiTIRTIRt

8、ittdI二極管的基本原理二極管的基本原理PN結(jié)的結(jié)的單向?qū)щ娦詥蜗驅(qū)щ娦哉驅(qū)顟B(tài)正向?qū)顟B(tài): 當(dāng)當(dāng)PN結(jié)外加正向電壓（正向偏置）時，結(jié)外加正向電壓（正向偏置）時，在外電路上則形成自在外電路上則形成自P區(qū)流入而從區(qū)流入而從N區(qū)流出的電流，稱為區(qū)流出的電流，稱為正向電流正向電流IF， 這就是這就是PN結(jié)的正向?qū)顟B(tài)。結(jié)的正向?qū)顟B(tài)。電導(dǎo)調(diào)制效電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)應(yīng)使得使得PN結(jié)在正向電流較大時壓降仍然很低，維持在結(jié)在正向電流較大時壓降仍然很低，維持在1V左右，所以正向偏置的左右，所以正向偏置的PN結(jié)表現(xiàn)為結(jié)表現(xiàn)為低阻態(tài)低阻態(tài)。反向截止?fàn)顟B(tài)反向截止?fàn)顟B(tài): 當(dāng)當(dāng)PN結(jié)外加反向電壓時（反向偏置）結(jié)外

9、加反向電壓時（反向偏置）時，時，PN結(jié)表現(xiàn)為結(jié)表現(xiàn)為高阻態(tài)高阻態(tài)，幾乎沒有電流流過，被稱為反，幾乎沒有電流流過，被稱為反向截止?fàn)顟B(tài)。向截止?fàn)顟B(tài)。反向擊穿反向擊穿: PN結(jié)具有一定的反向耐壓能力，但當(dāng)施加結(jié)具有一定的反向耐壓能力，但當(dāng)施加的反向電壓過大，反向電流將會急劇增大，破壞的反向電壓過大，反向電流將會急劇增大，破壞PN結(jié)反結(jié)反向偏置為截止的工作狀態(tài)，這就叫向偏置為截止的工作狀態(tài)，這就叫反向擊穿反向擊穿。有。有雪崩擊雪崩擊穿穿和和齊納擊穿齊納擊穿兩種形式，反向擊穿發(fā)生時，采取了措施兩種形式，反向擊穿發(fā)生時，采取了措施將反向電流限制在一定范圍內(nèi)，將反向電流限制在一定范圍內(nèi)，PN結(jié)仍可恢復(fù)原來的

10、狀結(jié)仍可恢復(fù)原來的狀態(tài)。否則態(tài)。否則PN結(jié)因過熱而燒毀，這就是結(jié)因過熱而燒毀，這就是熱擊穿熱擊穿。 PN結(jié)與電力二極管的工作原理結(jié)與電力二極管的工作原理 1.1.157. 122Im)sin(Im21124. 024. 0ImsinIm21)(02020220)(AVTTTTTAVTIItdtdtiTIRTIRtittdI電力二極管和信息電子電路中的普通二極管電力二極管和信息電子電路中的普通二極管區(qū)區(qū)別別的一些因素：的一些因素： 正向?qū)〞r要流過很大的電流，其電流密度較大，電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)不能忽略。 引線和焊接電阻的壓降等都有明顯的影響。 承受的電流變化率di/dt較大，因而其引線和器件自身的電感

11、效應(yīng)也會有較大影響。 為了提高反向耐壓，其摻雜濃度低也造成正向壓降較大。PN結(jié)與電力二極管的工作原理結(jié)與電力二極管的工作原理 1.1.157. 122Im)sin(Im21124. 024. 0ImsinIm21)(02020220)(AVTTTTTAVTIItdtdtiTIRTIRtittdI電力二極管的基本特性電力二極管的基本特性靜態(tài)特性（伏安特性）靜態(tài)特性（伏安特性） 圖1-4 電力二極管的伏安特性1.1.2當(dāng)承受的正向電壓大到一定值（門檻電壓門檻電壓UTO），正向電流才開始明顯增加，處于穩(wěn)定導(dǎo)通狀態(tài)。與正向電流IF對應(yīng)的兩端的電壓UF即為其正向電壓降。當(dāng)承受反向電壓時，只有少子引起的微

12、小而數(shù)值恒定的反向漏電流。57. 122Im)sin(Im21124. 024. 0ImsinIm21)(02020220)(AVTTTTTAVTIItdtdtiTIRTIRtittdI電力二極管的基本特性電力二極管的基本特性2. 2. 動態(tài)特性動態(tài)特性1.2.2因為結(jié)電容的存在，電壓電流特性是隨時間變化的，這就是電力二極管的動態(tài)特性。 圖1-5 電力二極管的動態(tài)過程波形 a) 正向偏置轉(zhuǎn)換為反向偏置 b) 零偏置轉(zhuǎn)換為正向偏置trr 反向恢復(fù)時間57. 122Im)sin(Im21124. 024. 0ImsinIm21)(02020220)(AVTTTTTAVTIItdtdtiTIRTIR

13、tittdI電力二極管的主要類型電力二極管的主要類型按照正向壓降、反向耐壓、反向漏電流等性能，特別是反向恢復(fù)特性（trr）的不同介紹。1. 普通二極管普通二極管（General Purpose Diode）多用于開關(guān)頻率不高（1kHz以下）的整流電路中，又稱整流二極管（Rectifier Diode）其反向恢復(fù)時間較長，一般在5 s以上，這在開關(guān)頻率不高時并不重要。正向電流定額和反向電壓定額可以達到很高，分別可達數(shù)千安和數(shù)千伏以上。1.1.357. 122Im)sin(Im21124. 024. 0ImsinIm21)(02020220)(AVTTTTTAVTIItdtdtiTIRTIRtit

14、tdI2. 快恢復(fù)二極管快恢復(fù)二極管（Fast Recovery DiodeFRD）電力二極管的主要類型電力二極管的主要類型1.1.3恢復(fù)過程很短特別是反向恢復(fù)過程很短（恢復(fù)過程很短特別是反向恢復(fù)過程很短（5 5 s s以以下）的二極管，也簡稱快速二極管。下）的二極管，也簡稱快速二極管。從性能上可分為從性能上可分為快速恢復(fù)快速恢復(fù)和和超快速恢復(fù)超快速恢復(fù)兩個等兩個等級。前者反向恢復(fù)時間為數(shù)百納秒或更長，后級。前者反向恢復(fù)時間為數(shù)百納秒或更長，后者則在者則在100ns100ns以下，甚至達到以下，甚至達到2030ns2030ns?？旎謴?fù)外延二極管快恢復(fù)外延二極管，其反向恢復(fù)時間更短（可，其反向恢

15、復(fù)時間更短（可低于低于50ns50ns），正向壓降也很低（），正向壓降也很低（0.9V0.9V左右），左右），但其反向耐壓多在但其反向耐壓多在1200V1200V以下。以下。57. 122Im)sin(Im21124. 024. 0ImsinIm21)(02020220)(AVTTTTTAVTIItdtdtiTIRTIRtittdI3. 肖特基二極管肖特基二極管優(yōu)點 反向恢復(fù)時間很短（1040ns） 正向恢復(fù)過程中也不會有明顯的電壓過沖。 在反向耐壓較低的情況下其正向壓降也很小，明顯低于快恢復(fù)二極管。 其開關(guān)損耗和正向?qū)〒p耗都比快速二極管還要小，效率高 弱點 當(dāng)反向耐壓提高時其正向壓降也會高

16、得不能滿足要求，因此多用于200V以下 反向漏電流較大且對溫度敏感，因此反向穩(wěn)態(tài)損耗不能忽略，而且必須更嚴(yán)格地限制其工作溫度。電力二極管的主要類型電力二極管的主要類型1.1.357. 122Im)sin(Im21124. 024. 0ImsinIm21)(02020220)(AVTTTTTAVTIItdtdtiTIRTIRtittdI半控器件半控器件晶閘管晶閘管 1.2.1 晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理 1.2.2 晶閘管的基本特性晶閘管的基本特性 1.2.3 晶閘管的主要參數(shù)晶閘管的主要參數(shù) 1.2.4 晶閘管的派生器件晶閘管的派生器件1.257. 122Im)sin(Im2

17、1124. 024. 0ImsinIm21)(02020220)(AVTTTTTAVTIItdtdtiTIRTIRtittdI晶閘管（Thyristor）：晶體閘流管，可控硅整流器（Silicon Controlled RectifierSCR） 1956年美國貝爾實驗室（Bell Lab）發(fā)明了晶閘管，1957年美國通用電氣公司（GE）開發(fā)出第一只晶閘管產(chǎn)品，1958年商業(yè)化。 開辟了電力電子技術(shù)迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用的嶄新時代。 20世紀(jì)80年代以來，開始被性能更好的全控型器件取代。 能承受的電壓和電流容量最高，工作可靠，在大容量的場合具有重要地位。晶閘管往往專指晶閘管的一種基本類型普通晶閘管

18、，廣義上講，還包括其許多類型的派生器件。 半控器件半控器件晶閘管晶閘管1.257. 122Im)sin(Im21124. 024. 0ImsinIm21)(02020220)(AVTTTTTAVTIItdtdtiTIRTIRtittdI半控器件半控器件晶閘管晶閘管晶閘管及模塊57. 122Im)sin(Im21124. 024. 0ImsinIm21)(02020220)(AVTTTTTAVTIItdtdtiTIRTIRtittdI晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理 外形有螺栓型和平板型兩種封裝 引出陽極A、陰極K和門極G （控制端）三個聯(lián)接端圖1-6 晶閘管的外形、結(jié)構(gòu)和電氣圖形符

19、號a) 外形 b) 結(jié)構(gòu) c) 電氣圖形符號1.2.157. 122Im)sin(Im21124. 024. 0ImsinIm21)(02020220)(AVTTTTTAVTIItdtdtiTIRTIRtittdI Ic1=1 IA + ICBO1 （1-1） Ic2=2 IK + ICBO2 （1-2） IK=IA+IG （1-3） IA=Ic1+Ic2 （1-4） 式中1和2分別是晶體管V1和V2的共基極電流增益；ICBO1和ICBO2分別是V1和V2的共基極漏電流。 00.0050.010.0150.020.0250.030.0350.040102030405060708090100晶閘

20、管的雙晶體管模型及其工作原理a) 雙晶體管模型 b) 工作原理正向?qū)ㄑ┍罁舸㎡+ UA- UA- IAIAIHIG2IG1IG= 0UboUDSMUDRMURRMURSM晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理1.2.1)( 121CBO2CBO1G2AII II57. 122Im)sin(Im21124. 024. 0ImsinIm21)(02020220)(AVTTTTTAVTIItdtdtiTIRTIRtittdI晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理 晶體管的特性是：晶體管的特性是：在低發(fā)射極電流下 是很小的，而當(dāng)發(fā)射極電流建立起來之后， 迅速增大。 阻斷狀態(tài)阻斷狀態(tài)：IG

21、=0，1+2很小。流過晶閘管的漏電流稍大于兩個晶體管漏電流之和。 開通（門極觸發(fā)）開通（門極觸發(fā)）：注入觸發(fā)電流使晶體管的發(fā)射極電流增大以致1+2趨近于1的話，流過晶閘管的電流IA（陽極電流）將趨近于無窮大，實現(xiàn)飽和導(dǎo)通。IA實際由外電路決定。正向?qū)ㄑ┍罁舸㎡+UA-UA-IAIAIHIG2IG1IG=0UboUDSMUDRMURRMURSM1.2.157. 122Im)sin(Im21124. 024. 0ImsinIm21)(02020220)(AVTTTTTAVTIItdtdtiTIRTIRtittdI晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理 其他幾種可能導(dǎo)通的情況其他幾種可能導(dǎo)通

22、的情況： 陽極電壓升高至相當(dāng)高的數(shù)值造成雪崩效應(yīng) 陽極電壓上升率du/dt過高 結(jié)溫較高 光直接照射硅片，即光觸發(fā)光觸發(fā)光觸發(fā)可以保證控制電路與主電路之間的良好絕緣而應(yīng)用于高壓電力設(shè)備中，稱為光控光控晶閘管晶閘管。 只有只有門極觸發(fā)（包括光觸發(fā)）門極觸發(fā)（包括光觸發(fā)）是最精確、迅速而可是最精確、迅速而可靠的控制手段?？康目刂剖侄巍?.2.1) ( 121CBO2CBO1G2AI I II57. 122Im)sin(Im21124. 024. 0ImsinIm21)(02020220)(AVTTTTTAVTIItdtdtiTIRTIRtittdI晶閘管的基本特性晶閘管的基本特性 1. 靜態(tài)特性靜

23、態(tài)特性 總結(jié)前面介紹的工作原理，可以簡單歸納晶閘管正常工作時的特性如下： 承受反向電壓時，不論門極是否有觸發(fā)電流，晶閘管都不會導(dǎo)通。 承受正向電壓時，僅在門極有觸發(fā)電流的情況下晶閘管才能開通(開通條件)。 晶閘管一旦導(dǎo)通，門極就失去控制作用(脈沖觸發(fā)型)。1) 要使晶閘管關(guān)斷，只能利用外加反向電壓和外電路的作用使晶閘管的電流降到接近于零的某一數(shù)值以下 (關(guān)斷條件)。1.2.257. 122Im)sin(Im21124. 024. 0ImsinIm21)(02020220)(AVTTTTTAVTIItdtdtiTIRTIRtittdI晶閘管的伏安特性 第I象限的是正向特性 第III象限的是反向特

24、性100%90%10%uAKttO0tdtrtrrtgrURRMIRMiA圖1-8 晶閘管的伏安特性IG2IG1IG晶閘管的基本特性晶閘管的基本特性1.2.257. 122Im)sin(Im21124. 024. 0ImsinIm21)(02020220)(AVTTTTTAVTIItdtdtiTIRTIRtittdI1) 正向特性正向特性 IG=0時，器件兩端施加正向電時，器件兩端施加正向電壓，壓，正向阻斷正向阻斷狀態(tài)，只有很小狀態(tài)，只有很小的正向漏電流流過。的正向漏電流流過。 正向電壓超過臨界極限即正向電壓超過臨界極限即正向正向轉(zhuǎn)折電壓轉(zhuǎn)折電壓Ubo，則漏電流急劇增，則漏電流急劇增大，器件大

25、，器件開通開通。 隨著隨著門極電流幅值門極電流幅值的增大，的增大，正正向轉(zhuǎn)折電壓向轉(zhuǎn)折電壓降低。降低。 導(dǎo)通后的晶閘管特性和二極管導(dǎo)通后的晶閘管特性和二極管的正向特性相仿。晶閘管本身的正向特性相仿。晶閘管本身的壓降很小，在的壓降很小，在1V左右。左右。 導(dǎo)通期間，如果陽極電流降至導(dǎo)通期間，如果陽極電流降至IH以下，則晶閘管又回到以下，則晶閘管又回到正向正向阻斷狀態(tài)阻斷狀態(tài)。IH稱為稱為維持電流維持電流。晶閘管的伏安特性晶閘管的基本特性晶閘管的基本特性1.2.257. 122Im)sin(Im21124. 024. 0ImsinIm21)(02020220)(AVTTTTTAVTIItdtdti

26、TIRTIRtittdI2) 反向特性 晶閘管上施加反向電壓時，伏安特性類似二極管的反向特性。 晶閘管處于反向阻斷狀態(tài)時，只有極小的反向漏電流流過。 當(dāng)反向電壓超過一定限度，到反向擊穿電壓后，外電路如無限制措施，則反向漏電流急劇增加，導(dǎo)致晶閘管發(fā)熱損壞。晶閘管的伏安特性晶閘管的基本特性晶閘管的基本特性1.2.257. 122Im)sin(Im21124. 024. 0ImsinIm21)(02020220)(AVTTTTTAVTIItdtdtiTIRTIRtittdI晶閘管的基本特性晶閘管的基本特性2. 動態(tài)特性動態(tài)特性a)b)IOUIG=0GT1T2圖1-9 晶閘管的開通和關(guān)斷過程波形1.2

27、.257. 122Im)sin(Im21124. 024. 0ImsinIm21)(02020220)(AVTTTTTAVTIItdtdtiTIRTIRtittdI1) 開通過程開通過程由于晶閘管內(nèi)部的正反饋過程需要時間，再加上外電路電感的限制，晶閘管受到觸發(fā)后，其陽極電流的增長不可能是瞬時的。 延遲時間延遲時間td： 0.51.5 s， 上升時間上升時間tr： 0.53 s。 開通時間開通時間 tgt=td+ trRNPNPNPAGSKEGIGEAIKIc2Ic1IAV1V2P1AGKN1P2P2N1N2a)b)晶閘管的基本特性晶閘管的基本特性1.2.2陽極電流穩(wěn)態(tài)值的10%陽極電流穩(wěn)態(tài)值的

28、90%57. 122Im)sin(Im21124. 024. 0ImsinIm21)(02020220)(AVTTTTTAVTIItdtdtiTIRTIRtittdI2) 關(guān)斷過程關(guān)斷過程反向阻斷恢復(fù)時間反向阻斷恢復(fù)時間trr：正向電流降為零到反向恢復(fù)電流衰減至接近于零的時間正向阻斷恢復(fù)時間正向阻斷恢復(fù)時間tgr：要恢復(fù)其對正向電壓的阻斷能力還需要一段時間關(guān)斷時間關(guān)斷時間tq：tq=trr+tgr 關(guān)斷時間約幾百微秒 00.0050.010.0150.020.0250.030.0350.040102030405060708090100晶閘管的基本特性晶閘管的基本特性1.2.2尖峰電壓反向恢復(fù)最

29、大電流 在正向阻斷恢復(fù)時間內(nèi)如果重新對晶閘管施加正向電壓，晶閘管會重新正向?qū)?。實際應(yīng)用中，應(yīng)對晶閘管施加足夠長時間的反向電壓，使晶閘管充分恢復(fù)其對正向電壓的阻斷能力，電路才能可靠工作。57. 122Im)sin(Im21124. 024. 0ImsinIm21)(02020220)(AVTTTTTAVTIItdtdtiTIRTIRtittdI晶閘管的主要參數(shù)晶閘管的主要參數(shù)1. 電壓定額電壓定額 1.2.3 在門極斷路而結(jié)溫為額定值時，允許重復(fù)加在器件上的 正向峰值電壓。 在門極斷路而結(jié)溫為額定值時，允許重復(fù)加在器件上的反向峰值電壓。晶閘管通以某一規(guī)定倍 數(shù)的額定通態(tài)平均電流時的瞬態(tài)峰值電壓

30、。從減小損耗和發(fā)熱情況出發(fā)，M越小越好，一般在1.5v以下1) 斷態(tài)重復(fù)峰值電壓斷態(tài)重復(fù)峰值電壓UDRM2) 反向重復(fù)峰值電壓反向重復(fù)峰值電壓URRM3) 通態(tài)（峰值）電壓通態(tài)（峰值）電壓UTM57. 122Im)sin(Im21124. 024. 0ImsinIm21)(02020220)(AVTTTTTAVTIItdtdtiTIRTIRtittdI晶閘管的主要參數(shù)晶閘管的主要參數(shù)1. 電壓定額電壓定額00.0050.010.0150.020.0250.030.0350.040102030405060708090100 1.2.3 通常取晶閘管的UDRM和URRM中較小的值作為額定電壓由于晶

31、閘管承受瞬間過電壓能力較差，選管時應(yīng)留一定的安全裕量裕量，一般取額定電壓為正常工作時晶閘管所承受峰值電壓23倍。例：單相半波整流電路，電源電壓有效值為220V，選擇晶閘管的額定電壓。4) 額定電壓額定電壓UT00.0050.010.0150.020.0250.030.0350.040102030405060708090100所以取7001000V的管子均可。相反過程也應(yīng)會計算。57. 122Im)sin(Im21124. 024. 0ImsinIm21)(02020220)(AVTTTTTAVTIItdtdtiTIRTIRtittdI晶閘管的主要參數(shù)晶閘管的主要參數(shù)2. 電流定額電流定額 1.

32、2.3 晶閘管在環(huán)境溫度為40C和規(guī)定的冷卻狀態(tài)下，穩(wěn)定結(jié)溫不超過額定結(jié)溫時所允許流過的最大工頻正最大工頻正弦半波電流的平均值弦半波電流的平均值。標(biāo)稱其額定電流的參數(shù)。 1) 通態(tài)平均電流通態(tài)平均電流 IT(AV) 57. 122Im)sin(Im21124. 024. 0ImsinIm21)(02020220)(AVTTTTTAVTIItdtdtiTIRTIRtittdIAKAKa)IKAPNJb)c)00.0050.010.0150.020.0250.030.0350.04010203040506070809010000.0050.010.0150.020.0250.030.0350.04

33、0102030405060708090100IT(AV)晶閘管電流晶閘管電流平均值平均值發(fā)熱量發(fā)熱量有效值有效值57. 122Im)sin(Im21124. 024. 0ImsinIm21)(02020220)(AVTTTTTAVTIItdtdtiTIRTIRtittdI晶閘管的主要參數(shù)晶閘管的主要參數(shù)2. 電流定額電流定額 1.2.3 晶閘管在環(huán)境溫度為40C和規(guī)定的冷卻狀態(tài)下，穩(wěn)定結(jié)溫不超過額定結(jié)溫時所允許流過的最大工頻正最大工頻正弦半波電流的平均值弦半波電流的平均值。標(biāo)稱其額定電流的參數(shù)。 1) 通態(tài)平均電流通態(tài)平均電流 IT(AV) Tm(23)UUIT實際電路中晶閘管電流有效值57.

34、 122Im)sin(Im21124. 024. 0ImsinIm21)(02020220)(AVTTTTTAVTIItdtdtiTIRTIRtittdI2. 電流定額電流定額晶閘管的主要參數(shù)晶閘管的主要參數(shù) 1.2.3 使晶閘管維持導(dǎo)通所必需的最小電流，一般為幾十到幾百毫安，與結(jié)溫有關(guān)。結(jié)溫越高，則IH越小。晶閘管剛從斷態(tài)轉(zhuǎn)入通態(tài)并移除觸發(fā)信號后， 能維持導(dǎo)通所需的最小電流。對同一晶閘管來說，通常IL約為IH的24倍。指由于電路異常情況引起的并使結(jié)溫超過額定結(jié)溫的不重復(fù)性最大正向過載電流 。 4) 浪涌電流浪涌電流ITSM 3) 擎住電流擎住電流 IL 2) 維持電流維持電流 IH 57.

35、122Im)sin(Im21124. 024. 0ImsinIm21)(02020220)(AVTTTTTAVTIItdtdtiTIRTIRtittdI3. 動態(tài)參數(shù)動態(tài)參數(shù)晶閘管的主要參數(shù)晶閘管的主要參數(shù) 1.2.3 指在額定結(jié)溫和門極開路的情況下，不導(dǎo)致晶閘管從斷態(tài)到通態(tài)轉(zhuǎn)換的外加電壓最大上升率。指在規(guī)定條件下，晶閘管能承受而無有害影響的最大通態(tài)電流上升率。 如果電流上升太快，則晶閘管剛一開通，便會有很大的電流集中在門極附近的小區(qū)域內(nèi)，從而造成局部過熱而使晶閘管損壞 。 (2) 通態(tài)電流臨界上升率通態(tài)電流臨界上升率di/dt 在阻斷的晶閘管兩端施加的電壓具有正向的上升率時，相當(dāng)于一個電容的J2結(jié)會有充電電流流過，被稱為位移電位移電流流。此電流流經(jīng)J3結(jié)時，起到類似門極觸發(fā)電流的作用。如果電壓上升率過大，使充電電流足夠大，就會使晶閘管誤導(dǎo)通 。 (1) 斷態(tài)電壓臨界上升率斷態(tài)電壓臨界上升率du/dt 除開通時間tgt和關(guān)斷時間tq外，還有： 57. 122Im)sin(Im21124. 024. 0ImsinIm21)(02020220)(AVTTTTT