第十章晶闸管及其基本电路

2.晶闸管的工作原理：
晶闸管具有可控的单向 导电性。
1）可控性：既当控制极 （G）加电压才导通。
2）单向导通：反向电压 时不导通。
晶闸管可以看成两支晶体管的组合：
晶闸管的特性：
1）起始时若控制极不加电压，则无论阳极加正向电压或反向电压， 晶闸管均不导通。
2）晶闸管的阳极和控制极同时加正向电压晶闸管才导通，晶闸管 导通同时具备的两个条件。
５.晶闸管的型号及其含义：３ＣＴ５０／５００
６.如何判别管子的好坏：
10.1.２ 其他电力半导体器件
１.双向晶闸管：用于交流电路。相当与两只普通的晶闸管的反 并联，或叫交流晶闸管。控制极对电源的两个半周均有触发控制 作用。
２.可关断晶闸管：可控制关断。
(1)GTO的控制极可以控制元件的导通和关断，而晶闸管控制极 只能控制元件的导通。
3）晶闸管导通后，控制极就失去了作用；要使晶闸管由导通变为 关断，就要将晶闸管的正向电压降到一定值（正向电压关断或正向 电压反向）。
晶闸管PN结间可通过几十A~几千A的电流。
3.晶闸管的伏安特性：
1) 晶闸管的正向转折电压UBO（断态不重复峰值电压 UDSM）;随控制极电流的增大而减小。
2） 晶闸管的反向转折（击穿）电压UBR（反向不重复峰值电 压UDSM）;随控制极电流的增大而减小。
上的电压为电源的相电压。改变触发脉冲的相位可得到不同的直流 电压。
1.电阻性负载：相邻两相的 电压波形交点为自然换相点。 控制角α从自然换相点算起。
1）当α=0时：三相触发角相差2π/3。
2）当0≤α≤π/6时：三相触发角相差2π/3。
3）当π/6 ≤α≤5π/6时：三相触发角相差2π/3。
当α=5π/6时，Ud=0。 电阻负载时, α的移相范 围为0~5π/6
4.晶闸管的主要参数：
1）断态重复峰值电压UDRM：比正向转折电压UBO小100V。
2）反向重复峰值电压URRM：比反向击穿电压UBR小100V。
3）额定通态平均电流（额定通态平均电流）IT：即晶闸管的额定 电流。表示可以连续的工频正弦半波电流的平均值。
4）维持电流IH：在控制极断路的情况下，维持元件继续导通的最小 电流 。
三相全控桥式整流电路是三相半波整流电路的两倍.
三相桥式全控整流电路输出 电压数值等于共阴极组与共阳 极组输出电压之和，即为 线电压
10.4 逆变器
10.4.1 有源逆变电路 整流是指电能有交流侧向直流侧传送;而逆变则是指电能有
直流侧向交流侧传送. 1.整流状态:
10.4.2 无源逆变电路 无源逆变电路是指把直流电变成交流电供向负载.
２）.电感性负载；
２）.反电势负载； 电流是断续的
加平波电抗器后,负载的电流是连续的
2.单相全控桥式整流电路：
用两只晶闸管代替半控桥中的两只二极管即组成全控桥。带电阻 负载时电路的输出与半控桥相同。带电感负载且没有续流二极管，电 压波形会出现负值。
10.3 三相可控整流电路
10.3.1 三相半波可控整流电路 变压器的副边接成星形，有公共零点，也叫三相零式电路。负载
第十章 晶闸管及其基本电路
• 半导体器件向两个方向发展：微电子和电力电子 • 1：微电子向微观发展---集成电路。主要实现信号的变换和传递。 • 2：电力电子向大功率发展---晶闸管。主要实现电功率的变换和
控制；既实现强电的传输，但用弱电控制。 • 晶闸管的优点： • 1）用弱电信号控制大功率的电能传输。 • 2）控制灵敏，反应快。既控制时导通及截止快（微秒级）。 • 3）损耗小，效率高（压降仅1V）。 • 4）体积小，重量轻。
2.电感性负载：
由于电感的作用,电流的 变化落后于电压的变化.
当α=π/2时，Ud=0。三相半波整流电路带电 感负载时, α的移相范围为0~π/2.
当α=π/3时
三相半波整流电路只用三只晶闸 管.但晶闸管承受的反向电压高.
10.3.2 三相桥式全控整流电路
对于共阴极组的晶闸管而 言某一相电压较其他两相为 正,同时又有触发脉冲,该相 晶闸管触发导通.对于共阳 极组的晶闸管而言某一相电 压较其他两相为负,同时又 有触发脉冲,该相晶闸管触 发导通.
1.无源逆变的工作原理
2.单相无源逆变的电压控制： 变频控制中要电压协调，使U/f为定植，实现过载能力不变。
如何实现电压控制： 1）控制逆变器的直流输入电压：
当采用交-直-交时，调节交-直整流单元的触发角 当采用直-交时，直接调节直流电压的大小 2）在逆变器内部的电压控制：
A.脉宽控制：
B.脉冲宽度调制：
10.２ 单相可控整流电路
可组成单相半波，单相桥式，三相零式和三相桥式整流电路。
10.２.1 单相半波可控整流电路 1.带电阻负载的可控整流电路：
２.带电感性负载的可控整流电路：
３.带电感性负载的可控整流电路（加续流二极管）：
10.２.２ 单相桥式可控整流电路 １.单相半控桥式整流电路；
１）.电阻性负载；
只要在GTO的控制极加不同极性的脉冲触发信号就可以控 制其导通与断开，但GTO所需的控制电流Biblioteka Baidu较晶闸管大．例如， 额定电流相同的GTO与晶闸管相比较，如果晶闸管需要30μA 的控制触发电流．则GTO约需要20mA才能动作。
(２)GTO的动态特性较晶闸管要好。
３.功率晶体管：使用于高电压和高电流的晶体管。
• 晶闸管的缺点：
• 1）过载能力差。过电流，过电压时容易损坏，要采用保护措施， 使用的电压及电流要留余量。
• 2）抗干扰能力差，易受冲击电压的影响。
• 3）导致电网电压波形畸变，产生高次谐波分量，对电网产生干 扰。
• 4）控制电路复杂。
10.1 电力半导体器件
10.1.1 晶闸管（Silicon Contrilled Rectifier—SCR) 1.晶闸管的结构和符号：是可控制的硅整流元件----可控硅。