变频器原理及应用.ppt

《变频器原理与应用（第3版）》第2章 第二章 变频器常用电力电子器件 2.1 功率二极管（D） 功率二极管的内部是P-N或P-I-N结构 ，图示为功率二极管的电路符号和外形。 a) b) c) 图2-1 功率二极管的符号和外形 a) 功率二极管的符号 b) 螺旋式二极管的外形 c) 平板式二极管的外形 2. 伏安特性 功率二极管的阳极和阴极间的电压和流过管子的电流之间的关系称为伏安特性，其伏安特性曲线如图所示。 正向特性：当从零逐渐增大正向电压时，开始阳极电流很小，当正向电压大于0.5V时，正向阳极电流急剧上升，管子正向导通。 反向特性：当二极管加上反向电压 时，起始段的反向漏电流也很小，而且 随着反向电压增加，反向漏电流只略有 增大，但当反向电压增加到反向不重复 峰值电压值时，反向漏电流开始急剧增 加。 2.1.2 主要参数 1. 额定正向平均电流IF 在规定的环境温度和标准散热条件下，元件所允许长时间连续流过50Hz正弦半波的电流平均值。 2. 反向重复峰值电压URRM 在额定结温条件下，取元件反向伏安特性不重复峰值电压值URSM的80%称为反向重复峰值电压URRM。 3. 正向平均电压UF 在规定环境温度和标准散热条件下，元件通过50Hz正弦半波额定正向平均电流时，元件阳极和阴极之间的电压的平均值 2.1.3 功率二极管的选用 1. 选择额定正向平均电流IF 的原则 IDn = 1.57 IF =(1.5～2) IDM 2. 选择额定电压URRM 的原则 URRM =（2～3）UDM 2.1.4 功率二极管的分类 功率二极管一般分为三类： (1)标准或慢速恢复二极管； (2)快速恢复二极管； (3)自特基二极管。 2.2 晶闸管（SCR）  2.2.1 晶闸管的结构 晶闸管是四层（P1N1P2N2）三端（A、K、G）器件，其内部结构和等效电路如图所示。 a) b) c) 图2-3 晶闸管的内部结构及等效电路 a) 芯片内部结构 b) 以三个PN结等效 c) 以互补三极管等效 晶闸管的外形及符号 a) b) c) 图2-4 晶闸管的外形及符号 a) 晶闸管的符号 b）螺栓式外形 b）带有散热器平板式外形 2.2.2 晶闸管的导通和关断控制 晶闸管的导通控制： 在晶闸管的阳极和阴极间加正向电压，同时在它的门极和阴极间也加正向电压形成触发电流，即可使晶闸管导通。 导通的晶闸管的关断控制： 令门极电流为零，且将阳极电流降低到一个称为维持电流的临界极限值以下。 2.2.3 晶闸管的阳极伏安特性 晶闸管的阳极与阴极间的电压和阳极电流之间的关系，称为阳极伏安特性。 图2-5 晶闸管的阳极伏安特性 2.2.4 晶闸管的参数 1. 正向断态重复峰值电压ＵDRM 2. 反向重复峰值电压ＵRRM 3. 通态平均电压ＵT(AV) 4. 晶闸管的额定电流ＩT(Ａv) 5. 维持电流ＩH 6. 擎住电流ＩL 2.2.5 晶闸管的门极伏安特性及主要参数 1. 门极伏安特性 门极伏安特性是指门极电压与电流的关系，晶闸管的门极和阴极之间只有一个PN结，所以电压与电流的关系和普通二极管的伏安特性相似。门极伏安特性曲线如图2-6所示。