第2讲-变频器原理及应用总结

图2-5
晶闸管的阳极伏安特性
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2.2.4 晶闸管的参数（P12）
1. 2. 3. 4. 5. 6. 正向断态重复峰值电压ＵDRM 反向重复峰值电压ＵRRM 通态平均电压ＵT(AV) 晶闸管的额定电流ＩT(Ａv) 维持电流ＩH 擎住电流ＩL
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2. 触发电路的分类
依控制方式可分为相控式、斩控式触发电路； 依控制信号性质可分为模拟式、数字式触发电路； 依同步电压形成可分为正弦波同步、锯齿波同步触发电路 等。
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2.2.7 晶闸管的保护
1.晶闸管的过电流保护 1) 快速熔断器保护 (见下图）
2）过电流继电器保护。过电流继电器可安装在交流侧或 直流侧。 3）限流与脉冲移相保护。
本章要点 功率二极管（D） 晶闸管（SCR） 门极可关断晶闸管（GTO） 电力晶体管（GTR） 功率场效应晶体管（P-MOSFET） 绝缘栅双极晶体管（IGBT） ） 集成门极换流晶闸管（IGCT） 智能功率模块(1PM)

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2.1 功率二极管（D）
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2.2 晶闸管（SCR）
2.2.1 晶闸管的结构
1、结构：晶闸管是四层（P1N1P2N2）三端（A、K、G）器件， 其内部结构和等效电路如图所示。
a)
b) c) 图2-3 晶闸管的内部结构及等效电路 a) 芯片内部结构 b) 以三个PN结等效 c) 以互补三极管等效
第2讲
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总结
变频器 变频器的控制对象 电力电子器件是变频器发展的基础 计算机技术和控制理论是变频器发展的支柱 市场需求是变频器发展的动力 变频器的发展趋势 变频器的分类 变频器的应用
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第二章 变频器常用电力电子器件
电力电子器件是电力电子技术的物质基础和 技术关键，也是变频技术技术发展的“龙头”。
2.1.1率二极管功结构与V-A特性
1、结构：
功率二极管的内部是P-N或P-I-N结构 ，图示为功 率二极管的电路符号和外形。
2、符号：
b) c) 图2-1 功率二极管的符号和外形 a) 功率二极管的符号 b) 螺旋式二极管的外形 c) 平板式二极管的外形
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a)
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3、 伏安特性
可以说，电力电子技术起步于晶闸管，普及于电力晶 体管GTR，提高于IGBT。新型电力电子器件的涌现与发展， 促进了电力电子电路的结构、控制方式、装置性能的提高。 本章从应用的角度出发，对电力电子器件的种类、性能及 应用等加以介绍。
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第二章 变频器常用电力电子器件
I DM I F (1.5 ~ 2) 1.57
2. 选择额定电压URRM 的原则 URRM =（2～3）UDM
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2.1.4 功率二极管的分类
功率二极管一般分为三类：
(1)标准或慢速恢复二极管；（工频整流） (2)快速恢复二极管；（中、高频电路） (3)肖特基二极管。（高频电路）
（1）门极不触发电压ＵGD和门极不触发电流ＩGD （2）门极触发电压ＵGT和门极触发电流ＩGT （3）门极正向峰值电压ＵGM、 门极正向峰值电流ＩGM和门极峰值功率ＰGM
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2.2.6 晶闸管触发电路
1.晶闸管对触发电路的要求
① 触发脉冲应具有足够的功率和一定的宽度； ② 触发脉冲与主电路电源电压必须同步； ③ 触发脉冲的移相范围应满足变流装置提出的要求。
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2.1.2 功率二极管的主要参数
1. 额定正向平均电流IF
在规定的环境温度和标准散热条件下，元件所允许长时间连续流过 50Hz正弦半波的电流平均值。
2. 反向重复峰值电压URRM
在额定结温条件下，取元件反向伏安特性不重复峰值电压值URSM的 80%称为反向重复峰值电压URRM。
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2.2.5 晶闸管的门极伏安特性及主要参数
1. 门极伏安特性
门极伏安特性是指门极电压与电流的关系，晶闸管的 门极和阴极之间只有一个PN结，所以电压与电流的关系和 普通二极管的伏安特性相似。门极伏安特性曲线如图2-6 所示。
图2-6
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2. 门极主要参数 （13）
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2、晶闸管的外形及符号
b) c) 图2-4 晶闸管的外形及符号 a) 晶闸管的符号 b）螺栓式外形 b）带有散热器平板式外形 A –阳极 K—阴极 G—门极
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a)
2.2.2 晶闸管的导通和关断控制
晶闸管的导通控制：
在晶闸管的阳极和阴极间加正向电压，同时在它的门极 和阴极间也加正向电压形成触发电流，即可使晶闸管导通。
导通的晶闸管的关断控制：
令门极电流为零，且将阳极电流降低到一个称为维持电 流的临界极限值以下。
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2.2.3 晶闸管的阳极伏安特性
晶闸管的阳极与阴极间的电压和阳极电流之间的关系， 称为阳极伏安特性。
功率二极管的阳极和阴极间的电压和流过管子的电流之间的关系称 为伏安特性，其伏安特性曲线如图所示。
正向特性：当从零逐渐增大正向电压时，开始阳极电流很小，
当正向电压大于0.5V时，正向阳极电流急剧上升，管子正向导通。
反向特性：当二极管加上反向电压
时，起始段的反向漏电流也很小，而且 随着反向电压增加，反向漏电流只略有 增大，但当反向电压增加到反向不重复 峰值电压值时，反向漏电流开始急剧增 加。
3. 正向平均电压UF （管压降）
在规定环境温度和标准散热条wenku.baidu.com下，元件通过50Hz正弦半波额定正 向平均电流时，元件阳极和阴极之间的电压的平均值,通常为0.45-1V。
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2.1.3 功率二极管的选用
1. 选择额定正向平均电流IF 的原则 IDn = 1.57 IF =(1.5～2) IDM