哈工大机电学院电子技术课件多学时-电力电子技术.ppt

文档介绍：第9章电力电子技术
本章要求:
1. 了解晶闸管的基本构造、工作原理、特性曲线
和主要参数;
2. 了解单相可控整流电路的可控原理和整流电压
与电流的波形,了解单结晶闸管及其触发电路;3. 了解逆变电路、变频电路和交流调压电路及斩
波电路的工作原理和应用。
第9章电力电子技术
电力电子器件
(1) 不控器件
器件的导通和关断无可控功能。如整流二极管(D)。
(2) 半控器件
器件的导通可控,但关断不可控。如普通晶闸管(T)。
(3) 全控器件
器件的导通和关断均具可控的功能。如可关断晶闸管(GTO) 、功率晶体管(GTR) 、功率场效晶体管(VDMOS)及绝缘栅双极晶体管(IGBT)。
电力电子器件的符号
电力电子器件的主要性能指标
电压、电流、工作频率。
K
G
A
T
K
A
D
K
G
A
GTO
G
S
D
VDMOS
B
E
C
GTR
G
E
C
IGBT
晶闸管
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。
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)。
(Silicon Controlled Rectifier)
G
控制极
1. 基本结构
K 阴极
阳极
A
P1
P2
N1
N2
晶闸管具有三个PN结。
(c) 结构
K
G
A
(b) 符号
(a) 外形
晶闸管的外形、结构及符号
四层半导体
三
个PN  结
P1
P2
N1
N2
K
G
A
晶闸管相当于PNP和NPN型两个晶体管的组合
P
P
N
N
N
P
A
G
K
+
K
A
T2
T1
_
P2
N1
N2
IG
IA
P1
N1
P2
IK
G
2. 工作原理
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。
形成正反馈过程
EA > 0、EG > 0
A
K
G
EA
+
_
R
T1
T2
EG
_
+
EA
+
_
R
T1
T2
EG
A
_
+
K
晶闸管导通后,去掉EG , 依靠正反馈,仍可维持导通状态。
2. 工作原理
EA > 0、EG > 0
形成正反馈过程
G
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向电压。