机电传动与控制第十章.ppt

电力半导体器件 PNP型晶体管VT1, NPN型晶体管VT2. 双向晶闸管 全控型开关器件 * * 第十章 电力电子学——晶闸管及其基本电路 学习要求: 晶闸管的工作原理； 单相和三相基本可控整流电路的工作原理； 逆变器和斩波电路的工作原理； 电力电子学的任务： 利用电力半导体器件和线路来实现电功率的变换和控制。 电力半导体器件 弱电 强电 电子开关电路 整流电路 逆变电路 斩波电路 交流变频变压电路 不可控型器件 半控型器件 全控型器件 按照开通和关断的可控性 10．1．1不可控型开关器件 大功率二极管 正向单向导通、反向阻断的单向电力电子开关 允许工作频率高，且正向压降相当小 10.1.2 半控型开关器件------晶闸管 (可控硅) 一、晶闸管的结构和符号 A—阳极，K—阴极，G—控制极 4层半导体(P1、N1、P2、N2)，3个PN结 1. 螺栓形: 更换元件很方便，用于100A 以下的元件。 2. 平板形: 结构散热效果比较好，用于200A 以上的元件。 二、晶闸管的工作原理 A－K 间加正向电压时, G－K 间施加正向电压: 形成电流正反馈, 晶闸管导通-------正循环。 A－K 间加反向电压时： 晶闸管不能导通。 结论： （1）晶闸管具有正、反向阻断能力--------- 起始时若控制极不加电压，晶闸管均不导通； （2）导通同时具备的两个条件----------- 晶闸管的阳极和控制极同时正向电压时晶闸管才能导通； （3）在晶闸管导通之后，控制极就失去控制作用； （4）欲使晶闸管恢复阻断状态，必须把阳极正向电压降低到一定值（或断开，或反向）。 （1）在0~t1之间: ug=0，uAK0，ud=0，晶闸管未导通； （2）在t1~t2之间: uAK0 ，ug0， ， 晶闸管导通； （3）在 t2~t3 之间， uAK0，ug0， ud=0，晶闸管关断； （4）在 t3~t4 之间， uAK0，ug0 , , 晶闸管导通； （5）当t4~t 5时， ug=0 ，uAK0 ， ，晶闸管处于导通状态； （6）当 t＝t5 时， uAK=0 ， ug=0 ，ud=0，晶闸管关断。 二、晶闸管的实验电路分析 三、晶闸管的伏安特性 -------阳极阴极电压和阳极电流的关系 a. 正向阻断状态 b. 正向击穿 c. 正向导通状态 d. 反向截止状态 e. 反向击穿 正向转折电压 (断态不重复峰值电压) 反向击穿电压 维持电流 触发电流 反向漏电流 正向漏电流 6V直流电压 滞回电压比较器 光敏三极管 电位器电阻的设置－－－调整路灯通断的天亮程度 uo ui 0 Uom -Uom UH UL 1. 门极可关断晶闸管 2. 电力晶体管 3. 电力场效应管 4. 绝缘栅双极场效应管 10.2 单相可控整流电路 整流－将交流电变为直流电的过程； 10.2.1 单相半波可控整流电路 －控制角：正向电压起始点到触发脉冲的作用点的电角度。 －导通角：晶闸管在一周期时间内导通的电角度。 一. 带电阻性负载的可控整流电路 输入电压： 负载电压均值： 负载电流均值： 晶闸管承受的最大正反向电压： * *