【大学课件】 电力电子技术

通状态所必须的最小电流。
一般IH为几十 ~ 一百多毫安。
UF: 通态平均电压（管压降）
在规定的条件下，通过正弦半波平均电流时，
晶闸管阳、阴极间的电压平均值。
一般为1V左右。
UG、IG：控制极触发电压和电流 室温下，阳极电压为直流6V时，使晶闸管完
全导通所必须的最小控制极直流电压、电流 。
一般UG为1到5V，IG为几十到几百毫安。
iC1 β 1iC 2 12iG iB2
在极短时间内使两 个三极管均饱和导通， 此过程称触发导通。
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2. 工作原理
A
β1β2iG
T1
iG
G
iB2
E
G
R
β 2
iG
T2 EA_+
K EA > 0、EG > 0
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形成正反馈过程
iB2 iG
iC2 2iG iB1
（3）全控器件：这种器件通过控制信号既能控制 其导通，又能控制其关断，如可关断晶闸管，功率 晶体管、功率场效晶体管等。
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19.1.2 晶闸管
（Silicon Controlled Rectifier） 晶闸管是在晶体管基础上发展起来的一种大功
率半导体器件。它的出现使半导体器件由弱电领域 扩展到强电领域。
IH
反向转折电压
o U _+
反向特性
IG2 > IG1 > IG0 IG2 IG1 IG0
UFRM UBO U
正向转折电压
正向特性
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4. 主要参数
UFRM: 正向重复峰值电压（晶闸管耐压值） 晶闸管控制极开路且正向阻断情况下,允
许重复加在晶闸管两端的正向峰值电压。
馈，晶闸管仍可维持导通状态。
晶闸管关断的条件： 1. 必须使可控硅阳极电流减小,直到正反馈效应
不能维持。 2. 将阳极电源断开或者在晶闸管的阳极和阴极
间加反相电压。
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3 . 伏安特性 (I f (U)曲线)
正向平均电流
I IF
+_
维持电流
UBR URRM
N1 T2
N2
N
N2 IK
_K
K K
晶闸管相当于PNP和NPN型两个晶体管的组合
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2 工作原理
A
β 1β 2iG T1
iG
iB2
G
EG
R
β 2iG
T2
EA
+ _
K EA > 0、EG > 0
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形成正反馈过程
iB2 iG
iC2 2iG iB1
IF：正向平均电流
环境温度为40C及标准散热条件下，晶闸
管处于全导通时可以连续通过的工频正弦
半波电流的平均值。
如果正弦IF半波21电π 流π0 I的m最si大n值td为(Imt,)
则 Im
π
i
IF
2
t
普通晶闸管IF为1A — 1000A。
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IH: 维持电流 在规定的环境和控制极断路时，晶闸管维持导
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晶闸管型号及其含义
KP
导通时平均电压组别
共九级, 用字母A~I表示0.4~1.2V
额定电压,用百位或千位数表示
取UFRM或URRM较小者
额定正向平均电流(IF)
普通型 （晶闸管类型）
P--普通晶闸管
S --双向晶闸管
晶闸管
如KP5-7表示额定正向平均电流为5A,额定电压为700V。
第19章 电力电子技术
19.1 电力电子器件 20.2 可控整流电路 19.3 逆变电路 19.4 交流调压电路 19.5 直流斩波电路
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第19章 电力电子技术
本章要求
1.了解晶闸管的基本结构、工作原理、特 性和主要参数。
2. 理解可控整流电路的工作原理、掌握电 压平均值与控制角的关系。
一般取UFRM = 80% UB0 。 普通晶闸管 UFRM 为100V — 3000V URRM：反向重复峰值电压 控制极开路时,允许重复作用在晶闸管元
件上的反向峰值电压。
一般取 URRM = 80% UBR 普通晶闸管 URRM为100V—3000V
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UA2>UA1时，控制极相对于A2加负脉冲， 晶闸管反向导通，电流从A2流向A1。
A2
G
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A1
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晶闸管也像半导体二极管那样具有单向导电性， 但它的导通时间是可控的，主要用于整流、逆变、 调压及开关等方面。 优点：
体积小、重量轻、效率高、动作迅速、维修简 单、操作方便、寿命长、 容量大（正向平均电流 达千安、正向耐压达数千伏）。
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1. 基本结构
晶闸管是具有三个PN
iC1 β 1iC 2 12iG iB2
晶闸管导通后，去 掉EG ， 依靠正反馈， 仍可维持导通状态。
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晶闸管导通的条件： 1. 晶闸管阳极电路(阳极与阴极之间)施加正向
电压。 2. 晶闸管控制电路(控制极与阴极之间)加正向
电压或正向脉冲(正向触发电压)。 晶闸管导通后，控制极便失去作用。 依靠正反
3. 了解单结晶体管及其触发电路的工作原 理。
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19.1 电力电子器件
19.1.1 电力电子器件的分类
根据不同的开关特性，电力电子器件可分为如 下三类：
（1）不控器件：这种器件的导通和关断无可控的 功能，如整流二极管等。
（2）半控器件：这种器件通过控制信号只能控制 其导通，而不能控制其关断，如普通晶闸管等。
A Байду номын сангаас极
结的四层结构, 其外形、
三
结构及符号如图。 A
G
(a) 外形
K
(b) 符号
P1
个
四 层 半 导 体
N1
PN
结
P2
GG
控制极
N2
(c) 结构 K 阴极
晶闸管的外形、结构及符号
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A
A
+
A
P1
P
IA
P1 N1
G
N1 P2 G
N P
N P
P2
G
IG
T1 P2
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2. 双向晶闸管
特点：相当于两个晶闸管反向并联，两者共 用一个控制极。
符号：第二电极 A2
G 控制极
A1 第一电极
通过控制电压的控制可实现双向导通。
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工作原理
UA1>UA2时，控制极相对于A2加正脉冲， 晶闸管正向导通，电流从A1流向A2。