电力电子技术王兆安复习重点
电力电子技术(王兆安)复习重点
第一章电力电子器件1、电力电子技术是用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术交流(AC—AC)。
常用电力电子器件、电路图形文字符号和分类:二、晶闸管的导通条件:阳极正向电压、门极正向触发电流.三、晶闸管关断条件是:晶闸管阳极电流小于维持电流。
导通后晶闸管电流由外电路决定实现方法:加反向阳极电压。
3、晶闸管额定电流是指:晶闸管在环境温度40和规定的冷却状态下,稳定结温时所允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。
4、IT(AV)与其有效值IVT的关系是IT(AV)=IVT/1.575、晶闸管对触发电路脉冲的要求是:1)触发脉冲的宽度应保证晶闸管可靠导通 2)触发脉冲应有足够的幅度3)所提供的触发脉冲应不超过晶闸管门极电压,电流和功率额定且在门极伏安特性的可靠触发区域之内4)应有良好的抗干扰性能,温度稳定性与主电路的电气隔离。
第二章:整流电路1、单相桥式全控整流电路结构组成:A.纯电阻负载:α的移相范围0~180º,Ud 和Id的计算公式,要求能画出在α角下的Ud ,Id及变压器二次测电流的波形(参图3-5);B.阻感负载:R+大电感L下,α的移相范围0~90º,Ud 和Id计算公式要求能画出在α角下的Ud ,Id,Uvt1及I2的波形(参图3-6);2、三相半波可控整流电路:α=0 º的位置是三相电源自然换相点A)纯电阻负载α的移相范围0~150 ºB)阻感负载(R+极大电感L)①α的移相范围0~90 º②Ud IdIvt计算公式③参图3-17 能画出在α角下能Ud IdIvt的波形(Id电流波形可认为近似恒定)3、三相桥式全控整流电路的工作特点:A)能画出三相全控电阻负载整流电路,并标出电源相序及VT器件的编号。
B)纯电阻负载α的移相范围0~120 ºC)阻感负载R+L(极大)的移相范围0~90 ºUd IdIdvtIvt的计算及晶闸管额定电流It(AV)及额定电压Utn的确定D)三相桥式全控整流电路的工作特点:1)每个时刻均需要两个晶闸管同时导通,形成向负载供电的回路,其中一个晶闸管是共阴极组的,一个共阳极组的,且不能为同一相的晶闸管。
电力电子技术重点王兆安第五版之欧阳数创编
第1章绪论1 电力电子技术定义:是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术,是应用于电力领域的电子技术,主要用于电力变换。
2 电力变换的种类(1)交流变直流AC-DC:整流(2)直流变交流DC-AC:逆变(3)直流变直流DC-DC:一般通过直流斩波电路实现(4)交流变交流AC-AC:一般称作交流电力控制3 电力电子技术分类:分为电力电子器件制造技术和变流技术。
第2章电力电子器件1 电力电子器件与主电路的关系(1)主电路:指能够直接承担电能变换或控制任务的电路。
(2)电力电子器件:指应用于主电路中,能够实现电能变换或控制的电子器件。
2 电力电子器件一般都工作于开关状态,以减小本身损耗。
3 电力电子系统基本组成与工作原理(1)一般由主电路、控制电路、检测电路、驱动电路、保护电路等组成。
(2)检测主电路中的信号并送入控制电路,根据这些信号并按照系统工作要求形成电力电子器件的工作信号。
(3)控制信号通过驱动电路去控制主电路中电力电子器件的导通或关断。
(4)同时,在主电路和控制电路中附加一些保护电路,以保证系统正常可靠运行。
4 电力电子器件的分类根据控制信号所控制的程度分类(1)半控型器件:通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断的电力电子器件。
如SCR晶闸管。
(2)全控型器件:通过控制信号既可以控制其导通,又可以控制其关断的电力电子器件。
如GTO、GTR、MOSFET和IGBT。
(3)不可控器件:不能用控制信号来控制其通断的电力电子器件。
如电力二极管。
根据驱动信号的性质分类(1)电流型器件:通过从控制端注入或抽出电流的方式来实现导通或关断的电力电子器件。
如SCR、GTO、GTR。
(2)电压型器件:通过在控制端和公共端之间施加一定电压信号的方式来实现导通或关断的电力电子器件。
如MOSFET、IGBT。
根据器件内部载流子参与导电的情况分类(1)单极型器件:内部由一种载流子参与导电的器件。
如MOSFET。
电力电子技术复习总结(王兆安)
电力电子技术复习总结(王兆安)电力电子技术复习题1第1章电力电子器件J电力电子器件一般工作在开关状态。
乙在通常情况下,电力电子器件功率损耗主要为—通态损耗—,而当器件开关频率较高时,功率损耗主要为开关损耗。
3. 电力电子器件组成的系统,一般由—控制电路__、_驱动电路_、_主电路_三部分组成,由于电路中存在电压和电流的过冲,往往需添加保护电路。
4. 按内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况,电力电子器件可分为_单极型器件、双极型器件、复合型器件三类。
L电力二极管的工作特性可概括为承受正向电压导通,承受反相电压截止。
6.电力二极管的主要类型有—普通二极管_、_快恢复二极管_、_肖特基二极管_。
乙肖特基二极管的开关损耗小于快恢复二极管的开关损耗。
匕晶闸管的基本工作特性可概括为正向电压门极有触发则导通、反向电压则截止。
乞对同一晶闸管,维持电流IH与擎住电流IL在数值大小上有IL 大于IH 。
10. 晶闸管断态不重复电压UDSMt转折电压Ubo数值大小上应为,UDSM大于_UbQ11. 逆导晶闸管是将二极管与晶闸管反并联(如何连接)在同一管芯上的功率集成器件。
12(TO的_多元集成_结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。
13. MOSFET勺漏极伏安特性中的三个区域与GTRft发射极接法时的输出特性中的三个区域有对应关系,其中前者的截止区对应后者的_截止区一、前者的饱和区对应后者的_放大区_、前者的非饱和区对应后者的_饱和区_ 。
14. 电力MOSFE的通态电阻具有正温度系数。
15JGBT的开启电压UGE(th )随温度升高而_略有下降一,开关速度—小于—电力MOSFET16.按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的性质,可将电力电子器件分为电压驱动型和电流驱动型两类。
IZIGBT的通态压降在1/2或1/3额定电流以下区段具有__负—温度系数,在1/2或1/3额定电流以上区段具有__正—温度系数。
电力电子技术复习笔记,考试重点,王兆安
UUN
1 2 uUN dt 0.471U d 2
输出相电压基波幅值 UUN1m 和有效值 UUN1
UUV 1m
2 U d 0.637U d U d 3
2
UUV 1
UUV 1m 2
0.45U d
6.单相电流型逆变电路
电力电子技术 复习重点 Made by 3903 王子剑
180
4.斩控式调压电路
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以电压过零为触发延迟角α 的起点,移相范围是 0 到 150 度。 波形分析要按同时有几个管子导通。三个:负载相电 压=电源相电压;两个:负载相电压=电源线电压一 半;均不导通:电压为 0。 减小延迟角,则导通时间加长,管子同时导通的可能 性大;增大延迟角,同时导通的管子数量减少 a.0~60 度,3+2(有时三管通有时两管) b.60~90 度,2(一直是两个管子通) c.90~150,2+0 优点:无低次谐波。 缺点:全控器件,耐压及通流能力低,结构复杂。 5.三相交流调压电路(只研究电阻负载!!)
① U 0
(
1
2U1 sin t ) 2 d (t )
U1
I0 U0 R
1 sin 2 2
晶闸管电流有效值 IVT =
I0 2
著名的图出自于此,图上也能看到,当α 小的时候管 子就 180 度全部导通了 3.1 谐波:只有奇次没有偶次谐波。
②功率因数小于 1,考虑到有断的情况(对比正弦电路 中,纯电阻的功率应该始终为 1) ③导通角与触发延迟角的关系: 3. 单相交流调压电路(阻感)
①基波和 3 倍次以外的谐波电流不流过零线,
《电力电子技术(王兆安》
《电力电子技术(王兆安》电力电子技术复习题2一、简答题1、晶闸管导通的条件是什么。
(1)晶闸管阳极和阴极之间施加正向阳极电压(2)晶闸管门极和阴极之间必须施加适当的正向脉冲电压和电流2、有源逆变实现的条件是什么。
(1)晶闸管的控制角大于90度,使整流器输出电压ud为负(2)整流器直流侧有直流电动势,其极性必须和晶闸管导通方向一致,其幅值应大于变流器直流侧的平均电压3、电压源逆变电路与电流源逆变电路的区别。
(1)电压型无源逆变电路直流侧接大电容滤波,输出电压为方波交流,输出电流的波形与负载性质有关;电流型无源逆变电路直流侧接大电感滤波,输出电流为方波交流,输出电压的波形与负载性质有关(2)电压型无源逆变电路各逆变开关管都必须反并联二极管,以提供之后的感性负载电流回路;电流型无源逆变电路各逆变开关管不需反并联二极管,但是应在负载两端并联电容,以吸收换流时负载电感中的储能4、单极性调制与双极性调制的区别。
(1)单极性调制是指逆变器输出的半个周期中,被调制成的脉冲输出电压只有一种极性,正半周为+ud和零,负半周为-ud和零(2)双极性调制是指逆变器输出的每半个周期中都被调制成+/-ud之间变化的等幅不等宽的脉冲列在近似相同的条件下,单极性调制比双极性调制具有更好的谐波抑制效果。
5、电力变换的基本类型包括哪些。
包括四种变换类型:(1)整流AC-DC(2)逆变DC-AC(3)斩波DC-DC(4)交交电力变换AC-AC6、半控桥能否用于有源逆变。
为什么。
半控桥不能用于有源逆变,因为半控桥整流输出电压在移相范围内始终大于零。
7、直流斩波器的控制方式。
时间比控制方式:定频调宽定宽调频调频调宽瞬时值控制和平均值控制8、电压型无源逆变的特点是什么。
电压型无源逆变电路输入为恒定的直流电压,输出电压为方波交流电压,输出电流波形与负载的性质有关,阻感需要在功率电子器件旁边反并联二极管,以提供滞后电流的续流回路。
9、简述正弦脉宽调制技术的基本原理。
电力电子技术期末考试简答题王兆安
电力电子技术期末考试简答题王兆安1、什么是异步调制?什么是同步调制?两者各有何特点?载波信号和调制信号不保持同步的调制方式称为异步调制。
载波比N等于常数,并在变频时使载波和信号波保持同步的方式称为同步调制。
异步调制的主要特点是:在信号波的半个周期内PWM 波的脉冲个数不固定相位也不固定正负半周期的脉冲不对称半周期内前后1/4周期的脉冲也不对称。
同步调制的主要特点是:在同步调制方式中,信号波频率变化时载波比N不变,信号波一个周期内输出的脉冲数是固定的,脉冲相位也是固定的。
2、使晶闸管导通的条件是:晶闸管承受正向阳极电压,并在门极施加触发电流(脉冲)。
或:uAK>0且uGK>0。
3、电力电子器件器件与普通电子器件有何不同?(1)电力电子器件所能处理的电功率的大小一般都远大于处理信息的电子器件。
(2)电力电子器件一般都工作在开关状态(3)电力电子器件往往需要由信息电子电路来控制(4)电力电子器件自身的功率损耗通常远大于信息电力电子器件,一般还需要安装散热器。
4、什么是逆变失败?逆变失败原因?防止逆变失败的方法?逆变运行时,一旦发生换流失败,外接的直流电源就会通过晶闸管电路形成短路,或者使变流器的输出平均电压和直流电动势变为顺向串联,由于逆变电路内阻很小,形成很大的短路电流,称为逆变失败或逆变颠覆。
逆变失败的原因:(1)触发电路工作不可靠,不能适时准确地给各晶闸管分配脉冲。
(2)晶闸管发生故障,在应该阻断期间,器件失去阻断能力,或在应该导通时,器件不能导通。
(3)在逆变工作时,交流电源发生缺相或突然消失(4)换相的裕量角不足,引起换相失败。
防止逆变失败的方法有:采用精确可靠的触发电路,使用性能良好的晶闸管,保证交流电源的质量,留出充足的换向裕量角β等。
5、什么是有源逆变?当交流侧接在电网上,即交流侧接有电源时,称为有源逆变。
6、实现有源逆变的条件:①直流侧要有电动势,其极性须和晶闸管的导通方向一致,其值应大于变流电路直流侧的平均电压。
《电力电子技术》复习要点.pdf
王兆安《电力电子技术》复习要点第一章绪论1、电子技术包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。
2、电力变换的种类3、晶闸管半控型器件主要采用相位控制方式,称为相控方式;全控型器件主要采用脉宽调制方式,称为斩控方式。
4、1957年第一个晶闸管的问世标志着电力电子技术的诞生。
第二章电力电子器件1、电力电子器件与信息电子器件相比具有的的特征:(1)电力电子器件可处理的电功率大;(2)电力电子器件工作在开关状态;(3)电力电子器件需信息电子电路来控制;(4)电力电子器件需安装散热器。
2、在实际中,由控制电路、驱动电路和以电力电子器件为核心的主电路组成一个系统。
3、按照能够被控制电路信号所控制的程度分为:半控型器件;全控型器件;不可控器件。
4、按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间信号的性质,电力电子器件分为:电流驱动型;电压驱动型。
GTO、GTR为电流驱动型,IGBT、MOSFET为电压驱动型。
5、驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间信号的波形,电力电子器件分为:脉冲触发型;电平控制型。
6、晶闸管导通的条件:晶闸管阳极承受正向电压,且门极有触发电流。
7、晶闸管由导通变为关断的条件:去掉阳极正向电压或者施加反压,或者使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下。
8、晶闸管只可以控制开通不能控制关断,因此被称为半控型器件。
电力晶体管、电力场效应晶体管、绝缘栅双极晶体管可以通过在门极施加负的脉冲电流使其关断,因而属于全控型器件。
8、维持电流是指使晶闸管维持导通所必需的最小电流9、擎住电流是晶闸管刚从断态转入通态并移除触发信号后,能维持导通所需的最小电流。
10、晶闸管的四怕:高压、过流、电压冲击du/dt、电流冲击di/dt。
第三章整流电路1、整流电路的分类:(1)按组成的器件可分为不可控、半控、全控三种。
(2)按电路结构可分为桥式电路和零式电路。
(3)按交流输入相数分为单相电路和多相电路。
(4)按变压器二次侧电流的方向是单向或双向,分为单拍电路和双拍电路。
《电力电子技术》西安交通大学_王兆安_第五版
图1-4 AB变频器
15
1.3 电力电子技术的应用
◆交通运输 ☞电气化铁道中广泛采用电力电子技术。电气机车中的 直流机车中采用整流装置,交流机车采用变频装置。直流 斩波器也广泛用于铁道车辆。在未来的磁悬浮列车中,电 力电子技术更是一项关键技术。除牵引电机传动外,车辆 中的各种辅助电源也都离不开电力电子技术。 ☞电动汽车的电机依靠电力电子装置进行电力变换和驱 动控制,其蓄电池的充电也离不开电力电子装置。一台高 级汽车中需要许多控制电机,它们也要靠变频器和斩波器 驱动并控制。 ☞飞机、船舶和电梯都离不开电力电子技术。
53232静态特性正常工作时的特性当晶闸管承受反向电压时不论门极是否有触发电流晶闸管都不会导通当晶闸管承受正向电压时仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能开通晶闸管一旦导通门极就失去控制作用不论门极触发电流是否还存在晶闸管都保持导通若要使已导通的晶闸管关断只能利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下
10
1.2 电力电子技术的发展史
◆晶闸管时代 ☞晶闸管由于其优越的电气性能和控制性能,使 之很快就取代了水银整流器和旋转变流机组,并且 其应用范围也迅速扩大。电力电子技术的概念和基 础就是由于晶闸管及晶闸管变流技术的发展而确立 的。 ☞晶闸管是通过对门极的控制能够使其导通而不 能使其关断的器件,属于半控型器件。对晶闸管电 路的控制方式主要是相位控制方式,简称相控方式。 晶闸管的关断通常依靠电网电压等外部条件来实 现。这就使得晶闸管的应用受到了很大的局限。
交流(AC)
1.1 什么是电力电子技术
■电力电子学 ◆美国学者W. Newell认为电力电子学是由电力学、 电子学和控制理论三个学科交叉而形成的。
图1-1 描述电力电子学的倒三角形
电力电子技术重点王兆安第五版
第1章绪论1 电力电子技术定义:是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术,是应用于电力领域的电子技术,主要用于电力变换。
2 电力变换的种类(1)交流变直流AC-DC:整流(2)直流变交流DC-AC:逆变(3)直流变直流DC-DC:一般通过直流斩波电路实现(4)交流变交流AC-AC:一般称作交流电力控制3 电力电子技术分类:分为电力电子器件制造技术和变流技术。
第2章电力电子器件1 电力电子器件与主电路的关系(1)主电路:指能够直接承担电能变换或控制任务的电路。
(2)电力电子器件:指应用于主电路中,能够实现电能变换或控制的电子器件。
2 电力电子器件一般都工作于开关状态,以减小本身损耗。
3 电力电子系统基本组成与工作原理(1)一般由主电路、控制电路、检测电路、驱动电路、保护电路等组成。
(2)检测主电路中的信号并送入控制电路,根据这些信号并按照系统工作要求形成电力电子器件的工作信号。
(3)控制信号通过驱动电路去控制主电路中电力电子器件的导通或关断。
(4)同时,在主电路和控制电路中附加一些保护电路,以保证系统正常可靠运行。
4 电力电子器件的分类根据控制信号所控制的程度分类(1)半控型器件:通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断的电力电子器件。
如SCR晶闸管。
(2)全控型器件:通过控制信号既可以控制其导通,又可以控制其关断的电力电子器件。
如GTO、GTR、MOSFET和IGBT。
(3)不可控器件:不能用控制信号来控制其通断的电力电子器件。
如电力二极管。
根据驱动信号的性质分类(1)电流型器件:通过从控制端注入或抽出电流的方式来实现导通或关断的电力电子器件。
如SCR、GTO、GTR。
(2)电压型器件:通过在控制端和公共端之间施加一定电压信号的方式来实现导通或关断的电力电子器件。
如MOSFET、IGBT。
根据器件内部载流子参与导电的情况分类(1)单极型器件:内部由一种载流子参与导电的器件。
如MOSFET。
电力电子技术 期末考试 简答题 复习总结王兆安
1。
晶闸管静态效应:(1)当承受反向电压时,不论门极是否有触发电流,晶闸管都不会导通.(2)当承受反正电压时,仅在门极有触发电流的情况下才能开通。
(3)一旦导通,门极就失去控制作用,不论门极触发电流是否存在,晶闸管都保持导通。
(4)若要使其关断,只能利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于0的某一数值以下.2.电压型逆变电路的主要特点:(1)直流侧为电压源,或者并联有大电容,相当于电压源,直流侧电压基本无脉动,直流回路成低阻抗。
(2) 由于直流电压源的钳位作用,交流测输出电压波形为矩形波,,并且与负载阻抗角有关,且交流测输出电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同(3)当交流测为阻感负载时,需要提供无功功率,直流侧电容起缓冲无功能量的作用,为了给交流测向直流侧反馈的无功能量提供通道,逆变桥各臂都并联了反馈二极管。
3。
产生逆变的条件:(1)极性和晶闸管导通方向一致的直流电动势,且大雨变流器直流侧的平均电压。
(2)晶闸管的控制角大于90度,使ud为负值.4。
逆变失败原因,后果,防止:(1)触发脉冲丢失。
(2)电子器件发生故障.(3)交流电源发生缺相(4)换相角太小。
后果:会在逆变桥和逆变电路之间产生强大电流,损坏开关器件。
防止:采用精确可靠的触发电路,使用性能良好的晶闸管,保证支流电源的质量,流出足够的换向裕量角等.5.晶闸管触发电路应满足下列要求: (1)应有足够大的电压和功率(2)门极正向偏压越小越好(3)触发脉冲前沿要陡,宽度应满足要求(4)要满足主电路移相6。
异步调制和同步调制区别:Fr变化时,载波比N变化.在信号波半个周期内,PWM波脉冲个数不固定相位也不固定,正负半周期的脉冲不对称,半周期内前后1/4周期脉冲也不对称。
同步调制特点:信号波频率Fr变化时,载波比N不变.信号波一个周期内输出的脉冲数是固定的,脉冲相位也是固定的。
7.多重逆变电路解决了什么问题(1)加大了装置的容量(2)能够减少整流装置产生的谐波和无功功率对电网的冲击8。
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实用标准第1章绪论1电力电子技术定义:是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术,是应用于电力领域的电子技术,主要用于电力变换。
2电力变换的种类(1)交流变直流AC-DC : :整流(2)直流变交流DC-AC : :逆变(3)直流变直流DC-DC :一般通过直流斩波电路实现(4)交流变交流AC-AC : 一般称作交流电力控制3电力电子技术分类:分为电力电子器件制造技术和变流技术。
第2章电力电子器件1电力电子器件与主电路的关系(1 )主电路:指能够直接承担电能变换或控制任务的电路。
(2)电力电子器件:指应用于主电路中,能够实现电能变换或控制的电子器件。
2电力电子器件一般都工作于开关状态,以减小本身损耗。
3电力电子系统基本组成与工作原理(1 )一般由主电路、控制电路、检测电路、驱动电路、保护电路等组成。
(2)检测主电路中的信号并送入控制电路,根据这些信号(3)控制信号通过驱动电路去控制主电路中电力电子器件的导通或关断。
(4)同时,在主电路和控制电路中附加一些保护电路,以保证系统正常可靠运行。
4电力电子器件的分类根据控制信号所控制的程度分类(1)半控型器件:通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断的电力电子器件。
女口SCR晶闸管。
(2)全控型器件:通过控制信号既可以控制其导通,又可以控制其关断的电力电子器件。
如GTO、GTR、MOSFET和 IGBT。
(3)不可控器件:不能用控制信号来控制其通断的电力电子器件。
如电力二极管。
根据驱动信号的性质分类(1)电流型器件:通过从控制端注入或抽岀电流的方式来实现导通或关断的电力电子器件。
如SCR、GTO、GTR。
(2 )电压型器件:通过在控制端和公共端之间施加一定电压信号的方式来实现导通或关断的电力电子器件。
如MOSFET、IGBT。
根据器件内部载流子参与导电的情况分类(1 )单极型器件:内部由一种载流子参与导电的器件。
如MOSFET 。
(2 )双极型器件:由电子和空穴两种载流子参数导电的器并按照系统工作要求形成电力电子器件的工作信号文档实用标准件。
女口 SCR、GTO、GTR(3 )复合型器件:有单极型器件和双极型器件集成混合而成的器件。
女口 IGBT。
5半控型器件一晶闸管 SCR将器件N1、P2半导体取倾斜截面,则晶闸管变成 V1-PNP 和V2-NPN 两个晶体管。
晶闸管的导通工作原理(1 )当AK间加正向电压E A,晶闸管不能导通,主要是中间存在反向PN结。
(2 )当GK间加正向电压E G,NPN晶体管基极存在驱动电流I G,NPN晶体管导通,产生集电极电流I c2。
(3 )集电极电流I c2构成PNP的基极驱动电流,PNP导通,进一步放大产生 PNP集电极电流l c1。
(4)I c1与I G构成NPN的驱动电流,继续上述过程,形成强烈的负反馈,这样NPN和PNP两个晶体管完全饱和,晶闸管导通。
23143 晶闸管是半控型器件的原因(1 )晶闸管导通后撤掉外部门极电流l G,但是NPN基极仍然存在电流,由PNP集电极电流l c1供给,电流已经形成强烈正反馈,因此晶闸管继续维持导通。
(2 )因此,晶闸管的门极电流只能触发控制其导通而不能控制其关断。
满足下面条件,晶闸管才能关断:(1 )去掉AK间正向电压;(2 ) AK间加反向电压;(3 )设法使流过晶闸管的电流降低到接近于零的某一数值以下。
2.3.2.1.1 晶闸管正常工作时的静态特性(1 )当晶闸管承受反向电压时,不论门极是否有触发电流,晶闸管都不会导通。
(2 )当晶闸管承受正向电压时,仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能导通。
(3 )晶闸管一旦导通,门极就失去控制作用,不论门极触发电流是否还存在,晶闸管都保持导通。
(4 )若要使已导通的晶闸管关断,只能利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下。
2.4.1.1 GTO 的结构(1 ) GTO与普通晶闸管的相同点:是PNPN四层半导体结构,外部引出阳极、阴极和门极。
(2 ) GTO与普通晶闸管的不同点:GTO是一种多元的功率集成器件,其内部包含数十个甚至数百个供阳极的小 GTO元,这些GTO元的阴极和门极在器件内部并联在一起,正是这种特殊结构才能实现门极关断作用。
(1 )当GTO承受反向电压时,不论门极是否有触发电流,晶闸管都不会导通。
(2 )当GTO承受正向电压时,仅在门极有触发电流的情23144 晶闸管的关断工作原理 2.4.1.2 GTO 的静态特性实用标准况下晶闸管才能导通。
(3)GTO导通后,若门极施加反向驱动电流,则GTO关断,也即可以通过门极电流控制GTO导通和关断。
(4 )通过AK间施加反向电压同样可以保证GTO关断。
243 电力场效应晶体管 MOSFET(1 )电力MOSFET是用栅极电压来控制漏极电流的,因此它是电压型器件。
(3)当U GS大于某一电压值U T时,栅极下P区表面的电子浓度将超过空穴浓度,从而使P型半导体反型成 N型半导体,形成反型层。
244绝缘栅双极晶体管 IGBT(1)GTR和GTO是双极型电流驱动器件,其优点是通流能力强,耐压及耐电流等级高,但不足是开关速度低,所需驱动功率大,驱动电路复杂。
(2 )电力MOSFET是单极型电压驱动器件,其优点是开关速度快、所需驱动功率小,驱动电路简单。
(3 )复合型器件:将上述两者器件相互取长补短结合而成,综合两者优点。
(4 )绝缘栅双极晶体管IGBT是一种复合型器件,由GTR和MOSFET两个器件复合而成,具有GTR和MOSFET两者的优点,具有良好的特性。
(1 ) IGBT是三端器件,具有栅极 G、集电极C和发射极E。
(2 ) IGBT由MOSFET 和GTR组合而成。
第3章整流电路(1 )整流电路定义:将交流电能变成直流电能供给直流用电设备的变流装置。
3.1.1单相半波可控整流电路(4 )触发角:从晶闸管开始承受正向阳极电压起,到施加触发脉冲为止的电角度,称为触发角或控制角。
(7 )几个定义①“半波”整流:改变触发时刻,u d和i d波形随之改变,直流输岀电压u d为极性不变但瞬时值变化的脉动直流,其波形只在U2正半周内岀现,因此称“半波”整流。
②单相半波可控整流电路:如上半波整流,同时电路中采用了可控器件晶闸管,且交流输入为单相,因此为单相半波可控整流电路。
3.1.1.3 电力电子电路的基本特点及分析方法(1 )电力电子器件为非线性特性,因此电力电子电路是非线性电路。
(2 )电力电子器件通常工作于通态或断态状态,当忽略器件的开通过程和关断过程时,可以将器件理想化,看作理想开关,即通态时认为开关闭合,其阻抗为零;断态时认为开关断开,其阻抗为无穷大。
3.1.2单相桥式全控整流电路实用标准3.121 带电阻负载的工作情况(1 )单相桥式全控整流电路带电阻负载时的原理图① 由4个晶闸管(VT 1 ~VT 4)组成单相桥式全控整流电路。
② VT 1和VT 4组成一对桥臂,VT 2和VT 3组成一对桥臂。
(2 )单相桥式全控整流电路带电阻负载时的波形图① 0~ : VT 1 ~VT 4未触发导通,呈现断态,则 U d 0、i d 0、i 2 0。
1u VT 1 U VT 4 U 2, U VT 1 UVT 4 ~ u 2。
②〜:在角度时,给VT 1和VT 4加触发脉冲,此时 a 点电压高于b 点,VT 1和VT 4承受正向电压, 因此可靠导通, U VT 1 U VT 4 0。
电流从a 点经VT 1、R 、VT 4流回b 点。
U d U 2, i 2 i d ,形状与电压相同。
③〜( ):电源U 2过零点,VT 1和VT 4承受反向电压而关1断,U V T 1 U V T 4U 2 (负半周)。
1 42同时,VT 2和VT 3未触发导通,因此 u d 0、 i d 0、i 20 °④ ( )~2 :在( )角度时,给 VT 2和VT 3加触发脉冲,此时b 点电压高于a 点,VT 2和VT 3承受正向 电压,因此可靠导通,U VT 2 u VT 3 0。
VT 1阳极为a 点,阴极为b 点;VT 4阳极为a 点,阴极为b 点;因此u VT 1 u VT 4 u 2。
电流从b 点经VT 3、R 、VT 2流回b 点。
u du2, i2id 。
(3 )全波整流在交流电源的正负半周都有整流输出电流流过负载,因此该电路为全波整流。
(4 )直流输出电压平均值1 厂2 £u 2 1 COS1 cosU d2U 2 sin td( t)-0.9U 2~2 2(5 )负载直流电流平均值假设负载电感很大,负载电流不能突变,使负载电流U d 2寸2U 2 1 COSI dR R0.9RU 2 1 COSi d连续且波形近似为一水平线。
承受最大正向电压: 2 C 2U 2)在角度时,给VT1 和VT4加触发脉冲,此时承受最大反向电压: .2U2 a点电压高于b占八、、5VT1和VT4承受正向电压,触发角的移相范围: 0 时,U d 0.9U2 ;180°因此可靠导通,U VT1U VT40。
,U d 0。
因此移相范围为 180°。
电流从a点经VT1 、L、R、VT4 流回 b 点, 晶闸管电流平均值: VT1、VT4 与 VT2、VT3 轮流导U d U2。
,因此晶闸管电流平均值只有输出直流电流平均值的一i d为一水平线,iVT1,4i di2 。
1,即1 dVT 1 d0.45, T。
VT2和VT3为断态,g,3 0(6 )晶闸管参数计算3.1.2.2 带阻感负载的工作情况时电半①①②④②③~ ( ):(1 )单相桥式全控整流电路带阻感负载时的原理图虽然二次电压U2已经过零点变负,但因大电感(2 )单相桥式全控整流电路带阻感负载时的波形图的存在使VT i 和VT4持续导通。
U VT1U VT40, U d U2,i VT1,4i d i2,2丁2,3)~2)角度时,给VT 2和VT3加触发脉冲,分析时,假设电路已经工作于稳态下。
此时b 点电压高于a电压,因此可靠导通,点,VT2和VT3承受正向U VT2U VT 3 0。
由于VT2和VT3的导通,使VT i和VT4承受反向电压而关断i vT140。
VT1阳极为a点,阴极为b点;VT4阳极为a点,阴极为b点;因此 U VT1 4U2。
电流从b 点经VT 3、L 、R 、VT 2流回b 点, ② 负载侧只有 U 2瞬时值的绝对值大于反电动势,即u d u 2。
i d 为一水平线,i vT 2,3 i d i 2。
④ 2 ~(2 ): 虽然二次电压u 2已经过零点变正,但因大电感 的存在使 VT2和VT 3持续导通。
U VT 2 U VT 3 0, u VT 1,4 u 2 , U d U ?,i VT 2,3 i d i 2, i VT 1,4 °。