晶閘管可控整流電路

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1、按照器件能夠被控制的程度，分為以下三類：(2)半控型器件—控制信號可以控制導(dǎo)通而不能控制關(guān)斷晶閘管（Thyristor）(3)全控型器件—既可控制其導(dǎo)通又可控制其關(guān)斷絕緣柵雙極晶體管（IGBT）電力場效應(yīng)晶體管（MOSFET）門極可關(guān)斷晶閘管（GTO）(1)不可控器件—工作原理同普通二極管電力二極管（PowerDiode）定義:電力電子電路中能實(shí)現(xiàn)電能的變換和控制的半導(dǎo)體電子器件。(PowerElectronicDevice)其基本模型：ＡＢＫ圖１電力電子器件的理想開關(guān)模型第一章電力電子器件知識電力電子器件的基本特性電力電子

2、器件一般都工作在開關(guān)狀態(tài)。電力電子器件的開關(guān)狀態(tài)由外電路（驅(qū)動電路）來控制。在工作中器件的功率損耗（通態(tài)、斷態(tài)、開關(guān)損耗）很大。為保證不至因損耗散發(fā)的熱量導(dǎo)致器件溫度過高而損壞，在其工作時一般都要安裝散熱器。晶閘管是一種功率四層半導(dǎo)體器件，有三個引出極，陽極（A）、陰極（K）、門極（G），常用的有螺栓式與平板式。二、晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理ANNPKGPJ1J2J3AGK圖2晶閘管的圖形符號和內(nèi)部結(jié)構(gòu)2.1晶閘管的結(jié)構(gòu)常用晶閘管的外形結(jié)構(gòu)螺栓型晶閘管平板型晶閘管外形及結(jié)構(gòu)大電流螺旋式大電流平板式晶閘管模塊小電流塑封式晶閘管由四

3、層半導(dǎo)體交替疊成，可等效看成兩個晶體管Ｖ1（Ｐ1—Ｎ1—Ｐ2）與V2（N1—Ｐ2—Ｎ2）的組成。2.2晶閘管工作原理圖4晶閘管工作原理晶閘管的導(dǎo)通條件：1、陽極與陰極之間加上正向電壓；2、門極（控制極）與陰極之間加上適當(dāng)?shù)恼螂妷海凶銐虻拈T極電流Ig流入。晶閘管導(dǎo)通后，控制極便失去作用，晶閘管維持導(dǎo)通狀態(tài)。晶閘管的工作原理：可控的單向?qū)щ娦?。晶閘管關(guān)斷的條件：流過晶閘管的陽極電流Ia小于晶閘管規(guī)定的維持電流IH。關(guān)斷實(shí)現(xiàn)的方式：⒈減小陽極電壓⒉增大負(fù)載電阻⒊加反向陽極電壓(1)正向特性1)IG=0時，器件兩端施

4、加正向電壓，只有很小的正向漏電流，為正向阻斷狀態(tài)。2)正向電壓超過正向轉(zhuǎn)折電壓UBO，則漏電流急劇增大，器件開通。3)隨著門極電流幅值的增大，正向轉(zhuǎn)折電壓降低。4)晶閘管本身的壓降很小，在1V左右。正向?qū)ㄑ┍罁舸㎡+UA-UA-IAIAIHIG2IG1IG=0UBOUDSMUDRMURRMURSM圖5晶閘管的伏安特性IG2>IG1>IG2.3晶閘管的伏安特性(靜態(tài)特性)1)反向特性類似二極管的反向特性。2)反向阻斷狀態(tài)時，只有極小的反相漏電流流過。3)當(dāng)反向電壓達(dá)到反向擊穿電壓后，可能導(dǎo)致晶閘管發(fā)熱損壞。正向?qū)ㄑ┍罁舸㎡

5、+UA-UA-IAIAIHIG2IG1IG=0UboUDSMUDRMURRMURSM(2)反向特性圖5晶閘管的伏安特性IG2>IG1>IG晶閘管型號KP□－□□表示閘流特性普通反向阻斷型額定通態(tài)平均電流正反向重復(fù)峰值電壓等級通態(tài)平均電壓組別如KP100―12G表示額定電流為100A,額定電壓為1200V,管壓降(通態(tài)平均電壓)為1V的普通型晶閘管.三、可控整流電路整流電路單相單相半波單相全波單相橋式三相三相半控三相全控負(fù)載性質(zhì)：電阻性電感性反電勢性（一）電阻性負(fù)載3.1單相半波可控整流電路圖6單相半波可控整流電路及波形單相變

6、壓器二次側(cè)電壓U2為50HZ正弦波;變壓器起變換電壓和電氣隔離的作用。電路輸出電壓電流平均值下標(biāo)均用d表示。晶閘管VT,當(dāng)在電源正半周內(nèi)且在門極加觸發(fā)脈沖時導(dǎo)通.VT導(dǎo)通時，Ud=U2,截止時Ud=0。電阻負(fù)載的特點(diǎn)：電壓與電流成正比，兩者波形相同。VT的α移相范圍為　0～180?通過控制觸發(fā)脈沖的相位來控制直流輸出電壓大小的方式稱為相位控制方式，簡稱相控方式。首先，引入兩個重要的基本概念：控制角：從晶閘管開始承受正向陽極電壓起到施加觸發(fā)脈沖止的電角度,用α表示,也稱觸發(fā)角或觸發(fā)延遲角。導(dǎo)通角：晶閘管在一個電源周期中處于通態(tài)

7、的電角度，用θ表示。直流輸出電壓平均值為阻感負(fù)載的特點(diǎn)：電感對電流變化有抗拒作用，使得流過電感的電流不發(fā)生突變。延遲了晶閘管的關(guān)斷時刻，使Ud波形上出現(xiàn)了負(fù)值。(二)電感性負(fù)載整流電路直流負(fù)載的感抗ωLd和電阻Rd的大小相比不可忽略時，這種負(fù)載稱為電感性負(fù)載。圖7帶電感性負(fù)載的單相半波可控整流電路及波形(二)電感性負(fù)載在帶有大電感負(fù)載時，單相半波相控整流電路正常工作的關(guān)鍵是使負(fù)載端不出現(xiàn)負(fù)電壓，因此要設(shè)法在電源電壓U2負(fù)半周時，使晶閘管VT承受反壓而關(guān)斷。解決的辦法是在負(fù)載兩端并聯(lián)一個二極管。加了續(xù)流二極管以后，輸出直流電壓

8、Ud的波形與電阻負(fù)載時一樣，而電流波形則完全不同。電源電壓正半周時，電流由電源經(jīng)導(dǎo)通的晶閘管供給；電源電壓負(fù)半周時，晶閘管關(guān)斷，電流由續(xù)流電流維持，因此，負(fù)載電流由兩部分合成。(三)續(xù)流二極管L儲存的能量保證了電流id在Ld-Rd-VD回路中流通，此過程通常稱為續(xù)流。圖8電感性負(fù)載接續(xù)流二