电力电子课件906703590

上一页下一页返回结束电力电子技术杨红梅上一页下一页返回结束第五章晶闸管电路第1节晶闸管（一）晶闸管的种类晶闸管的结构、符号硅晶体闸流管简称晶闸管，俗称可控硅。晶闸管的种类较多，有普通型、双向型、可关断型等。（二）普通型晶闸管的结构及符号晶闸管有三个电极：阳极A、阴极K、门极G。上一页下一页返回结束第五章晶闸管电路晶闸管的内部结构及等效电路第1节晶闸管上一页下一页返回结束第五章晶闸管电路晶闸管的工作原理（一）晶闸管的工作状况第1节晶闸管1.门极不加正向电压晶闸管阳极加正向或反向电压，它都处于关断状态。2.门极加正向电压晶闸管完全导通（在阳极也加正向电压时），之后，即使将门极电压取消，晶闸管仍处于导通状态。综述晶闸管的四个特性：正向阻断、反向阻断、可控导通、持续导通。上一页下一页返回结束第五章晶闸管电路（二）通过对门极不加正向电压和门极加正向电压两种分析可得如下结论晶闸管的工作原理1.晶闸管与硅整流二极管相似，都具有反向阻断能力，但晶闸管还具有正向阻断能力，即晶闸管的正向导通必须有一定的条件——阳极加正向电压，同时门极还必须加正向触发电压。2.晶闸管一旦导通，门极即失去控制作用。要使晶闸管关断，有两种方法：一是将阳极电流减小到小于其维持电流IH，二是将阳极电压减小到零或使之反向。第1节晶闸管上一页下一页返回结束第五章晶闸管电路KP系列普通晶闸管的型号及其含义晶闸管的型号第1节晶闸管KP通态平均电压组别额定电压等级额定电流系列普通型K—快速型、S—双向型晶闸管上一页下一页返回结束晶闸管的选用和简单检测1.极性检测第6节晶闸管的选用和保护第五章晶闸管电路（三）晶闸管的简单检测（2）将万用表置于欧姆档的,测量门极和阳极间的正向和反向电阻，其值均应在几百千欧以上，若电阻小，则管是坏的。1kR10R将万用表置于欧姆档的,测量门极和阴极间的正向和反向电阻，其差别较小（如果没有差异，则该管是坏的），测试阻值较小时黑棒对应的为门极，红棒对应的为阴极。2.好坏检测（1）将万用表置于欧姆档的,测量阳极和阴极间的正向和反向电阻，其值均应在几百千欧以上，若电阻小，则管是坏的。1kR上一页下一页返回结束晶闸管的选用和简单检测3.对小功率的晶闸管可以按图示方法进行检测第6节晶闸管的选用和保护第五章晶闸管电路上一页下一页返回结束电力晶体管（GTR)缺点：易出现二次击穿的问题。使用时要注意工作电压比反向击穿电压低得多，必须有电压电流缓冲保护措施。应用：低压变频电路中使用较多上一页下一页返回结束可关断晶闸管（GTO）工作：门极正信号触发导通、门极负信号触发关断的全控型电力电子器件优点：耐压高、电流大、可关断。缺点：导通后管压降比普通晶闸管大，工作频率低，触发功率、特别是门极反向触发关断电流较大。应用：高电压、中频率、大中容量的直流斩波电路中广泛应用。上一页下一页返回结束电力场效应晶体管(MOSFET)优点：输入阻抗高，属于电压型控制器件，可以直接与数字逻辑集成电路联接，驱动电路简单、功耗小。开关速度快，工作频率高，开关损耗小。热稳定性好，不存在二次击穿问题，工作可靠。缺点：电压不能太高、电流容量也不能太大。适用：小功率电力电子变流装置。上一页下一页返回结束绝缘栅双极型晶体管(IGBT）工作：以N沟道场效应晶体管作为基极和一个PNP电力晶体管作为发射极与集电极复合而成。当栅极G施加正偏信号时，场效应晶体管首先导通，从而给PNP电力晶体管提供了基极电流使之导通。反之，给栅极G施加反偏信号，场效应晶体管关断，使PNP电力晶体管基极电流为零而关断。IGBT属于全控型电力电子器件。优点：综合了MOSFET和GTR的优点使用：很有发展前途的大功率自关断电力器件(电机控制、中频电源、开关电源等）上一页下一页返回结束可控整流装置原理框图上一页下一页返回结束单相半波可控整流电路将单相半波整流电路中的整流二极管换成晶闸管即成单相半波可控整流电路。上一页下一页返回结束第五章晶闸管电路单相半波可控整流电路2cos145.02UUd式中U2是变压器二次电压的有效值。dddRUI负载上直流平均电压Ud与平均电流Id第2节晶闸管单相可控整流电路负载中流过的平均电流为：上一页下一页返回结束单相半波可控整流电路负载上电压有效值U与电流有效值I42sin22UUI=U/Rd上一页下一页返回结束单相半波可控整流电路晶闸管电流有效值IT管子两端可能承受的最大正反向电压UTMIT=I=U/Rd)cos1(2)(22sin2dddTIIIIIIUTM=U22上一页下一页返回结束单相半波可控整流电感性负载上一页下一页返回结束单相半波可控整流电感性负载加续流二极管上一页下一页返回结束单相半波可控整流电感性负载加续流二极管电流的平均值和有效值ddTII2dTII2IdIdD2dDII2上一页下一页返回结束单相全波可控整流电路上一页下一页返回结束单相全波电阻性负载可控整流上一页下一页返回结束单相全波电阻性负载可控整流负载上直流平均电压Ud与平均电流Id2cos19.02UUdId=Ud/Rd上一页下一页返回结束单相全波电阻性负载可控整流负载上电压有效值U与电流有效值I22sin2UUI=U/Rd上一页下一页返回结束单相全波电阻性负载可控整流晶闸管电流有效值IT管子两端可能承受的最大正反向电压UTMIT=UTM=U2~~222sin412122ddRURUI222U上一页下一页返回结束单相全波大电感负载可控整流上一页下一页返回结束单相全波大电感性负载可控整流负载上直流平均电压Ud与平均电流Idcos9.02UUdid≈I=Ud/Rd上一页下一页返回结束单相全波大电感性负载可控整流晶闸管的电流平均值、有效值、管子承受到的最大电压ddTII21dTII21222UUTM上一页下一页返回结束上一页下一页返回结束单相全波大电感性负载可控整流加续流二极管2cos19.02UUdId=Ud/RdddTII2dTII2ddDIIdDIIUTM=U2~~2222U22UUDM上一页下一页返回结束单相全控桥式电阻性负载整流电路上一页下一页返回结束单相全控桥式整流电阻性负载负载上直流平均电压Ud与平均电流Id2cos19.02UUdI=Ud/Rd上一页下一页返回结束单相全控桥式整流电阻性负载负载上电压有效值U与电流有效值I22sin2UUI=U/Rd上一页下一页返回结束单相全控桥式整流电阻性负载晶闸管电流有效值IT管子两端可能承受的最大正反向电压UTMIT=UTM=U2~~222sin212122ddRURUI22U上一页下一页返回结束单相全控桥式整流大电感负载上一页下一页返回结束单相全控桥式整流大电感负载负载上直流平均电压Ud与平均电流Idcos9.02UUdId=Ud/Rd上一页下一页返回结束单相全控桥式整流大电感负载晶闸管的电流平均值、有效值、管子承受到的最大电压ddTII21dTII2122UUTM上一页下一页返回结束单相半控桥电阻性负载可控整流上一页下一页返回结束单相半控桥电阻性负载可控整流负载上直流平均电压Ud与平均电流Id2cos19.02UUdId=Ud/Rd上一页下一页返回结束单相半控桥电阻性负载可控整流负载上电压有效值U与电流有效值I22sin2UUI=U/Rd上一页下一页返回结束单相半控桥电阻性负载可控整流晶闸管、整流管的电流平均值、有效值、管子承受到的最大电压ddDdTIII21dDTIII2122UUTM上一页下一页返回结束单相半控桥电感性负载可控整流上一页下一页返回结束单相半控桥电感性负载接续流二极管可控整流上一页下一页返回结束单相半控桥电感性负载可控整流2cos19.02UUdId=Ud/RdddTII2dTII2ddDIIdDIIUTM=U2222UUDM上一页下一页返回结束一个晶闸管的半控桥整流电路上一页下一页返回结束一个晶闸管的半控桥整流电路2cos19.02UUdId=Ud/RdddTII2dTII2ddDIIdDIIddDII21dDII21上一页下一页返回结束触发电路要求1、触发电路送出的触发信号应有足够大的电压和功率2、门极正偏压愈小愈好3、触发脉冲的前沿要陡、宽度应满足要求4、满足主电路移相范围的要求5、触发脉冲必须于晶闸管的阳极电压取得同步上一页下一页返回结束单结晶体管自励振荡电路上一页下一页返回结束练习1、通态平均电压值是衡量晶闸管质量好坏的指标之一，其值（A）。Ａ、越大越好Ｂ、越小越好Ｃ、适中为好2、在三相半控桥式整流电路中，要求共阴极晶闸管的触发脉冲之间相位差为（）。（A）60°（B）120°（C）150°（D）180°3、电力场效应管MOSFET是理想的（A）控制器件。（A）电压（B）电流（C）电阻（D）功率4、电力晶体管在使用时，要防止（A）。（A）二次击穿（B）静电击穿（C）时间久而失效（D）工作在开关状态5、电力场效应管MOSFET适于在（B）条件下工作A、直流B、低频C、中频D、高频6、电力场效应管MOSFET在使用和存放时，要防止（C）A、时间久而失效B、二次击穿C、静电击穿D、饱和7、电力晶体管GTR有（B）个PN结A、1B、2C、3D、48、绝缘栅双级晶体管属于（A）控制元件A、电压B、电流C、功率D、频率9、要求各项整流指标好，但不要逆变的小功率场合应采用（B）电路。A、单相全控桥B、单相半控桥C、三相半波D、三相半控桥上一页下一页返回结束练习10、改变单结晶体管触发电路的振荡频率一般采用（AB）。A、变电阻B、变电容C、变电感D、变电压11、晶闸管由导通变为截止的条件是（D）。A、控制电压减小B、控制电压反向C、控制电压为零D、阳极电压为零12、(对)晶闸管加正向电压，触发电流越大，越容易导通。13、（对）电力晶体管属于双极型晶体管。14、（对）绝缘栅双极晶体管属于电流控制元件。15、晶闸管在什么条件下才会导通？导6、通后怎样使它关断？（只讲普通晶闸管）。上一页下一页返回结束三相半波不可控整流电路上一页下一页返回结束三相半波不可控整流电路217.1UUd输出直流平均电压：整流二极管承受的最大反向电压：26UUDM上一页下一页返回结束三相半波可控整流电阻性负载电路上一页下一页返回结束三相半波可控整流电阻性负载电路上一页下一页返回结束三相半波可控整流电阻性负载电路300cos17.12UUd15030输出电压平均值：6/cos12675.0UUd负载平均电流：dddRUI/晶闸管平均电流与承受的最大电压：ddTII3126UUTM上一页下一页返回结束三相半波可控整流大电感负载不接续流二极管电路上一页下一页返回结束三相半波可控整流大电感负载不接续流二极管电路dTII31cos17.12UUd输出电压平均值：负载平均电流：dddRUI/晶闸管平均电流、有效电流与承受的最大电压：ddTII3126UUTM上一页下一页返回结束三相半波可控整流大电感负载接续流二极管电路上一页下一页返回结束三相半波可控整流大电感负载接续流二极管电路电路各物理量的计算上一页下一页返回结束共阳极三相半波可控整流电路上一页下一页返回结束三相全控桥可控整流电路上一页下一页返回结束三相全控桥可控整流电路原理上一页下一页返回结束三相全控桥可控整流电路原理上一页下一页返回结束三相全控桥可控整流电路原理上一页下一页返回结束三相全控桥可控整流电路cos34.22UUd直流平均电压Ud：直流平均电流Id：REUIdd上一页下一页返回结束三相全控桥可控整流电路ddIII817.0322ddTII31ddTIII577.03/1整流变压器二次