第十一章电力电子电路.ppt

第一页，共二十二页，2022年，8月28日 第11章 教学基本要求 要知道 晶闸管导通及关断条件、控制角与导通角含义及之间关系、可控整流基本原理、单结晶体管构成的触发电路基本原理及同步触发含义。 会计算 电阻性负载的单相半控桥式整流电路的输出直流平均电压及对晶闸管和整流二极管参数要求、单结晶体管触发电路控制角及移相范围。 第二页，共二十二页，2022年，8月28日 电力电子电路 第 十一 章 11.2.1 晶闸管的符号和外型 11.2.2 晶闸管的工作原理 11.1 概 述 11.2.3 晶闸管的主要参数及型号 11.2 晶闸流管的结构和工作原理 第三页，共二十二页，2022年，8月28日 11.1 概 述 电力电子电路 — 用微弱信号对电力电子器件进行通断控制，实现在高电压、大电流或电能间进行各种转换的电路。 电力电子器件的发展（又称电力或功率半导体器件） 第一代：以晶闸管为主的半控型 第二代：半控型（自关断） 第三代：功率集成电路（集功率开关器件、驱动、缓冲、保护、检测和传感器于一身） 晶闸管(Thyristor) —可控硅，是一中受控硅二极管。 优点：体积小、重量轻、耐压高、容量大、响应速度快、控制灵活、寿命长、使用维护方便。 缺点：大多工作与断续的非线性周期工作状态，产生大量谐波干扰电网；过载能力和抗扰能力较差、控制电路复杂。（由于技术进步，近年有改善） 第四页，共二十二页，2022年，8月28日 11.2 晶闸管的结构和工作原理 11.2.1 晶闸管的符号和外型 符号 阳极 a k 阴极 g 控制极 螺栓式 平板式 塑封式 第五页，共二十二页，2022年，8月28日 11.2.2 晶闸管的工作原理 等效 结构 等效工作电路 符号电路 1. 触发导通： S闭合，触发信号UGK ? IB2 (IG ) ? IC2 (?2IB2) ? IC1 (?1?2IB2) ?形成正反馈，晶闸管触发导通 UGK = 0.6 ~ 1.2V 2. 关断方法： 降低正向电压，使阳极电流小于维持电流IH则截止。 使UGK ? 0则截止。 第六页，共二十二页，2022年，8月28日 11.2.3 晶闸管的主要参数及型号 一、电压额定值 1. 额定电压(耐压)UD：指加在管子上的最大允许电压。 为保证安全，选型要求UD大于实际工作峰值电压2~3倍。 2. 通态平均电压UF ：指通过正向正弦半波额定电流时，在导通一个周期内管子两端的平均电压。为0.6 ~ 1.2V。 3. 反向击穿电压UBR ：指达到反向击穿时所加反向电压。 4. 反向重复峰值电压URRM ：当控制极开路，允许重复加在管子上的反向峰值电压。 URRM = UBR – 100 V。 二、电流额定值 1. 额定正向平均电流IF ：指允许通过工频正弦半波电流平均值。一般取IF为正常平均电流的1.5 ~2倍。 2. 维持电流 IH ：指由通态到断态的最小阳极电流。 3. 浪涌电流IFSM ：指晶闸管能承受的最大过载电流的峰值。 第七页，共二十二页，2022年，8月28日 三、控制极额定参数 1. 控制极触发电压UG、触发电流 IG ：指管子触发导通所需的最小控制极直流电压、电流。通常UG为1 ~ 5V，IG为几十至几百毫安。 2. 控制极正向、反向最大电压、最大电流和平均功率及瞬时最大功率。 四、其它定额 通态电流上升率dia/dt、断态电压临界上升率duak/dt 、开通时间 ton、关断时间toff。 第八页，共二十二页，2022年，8月28日 五、晶闸管型号 据JB1144 — 75 规定，KP型普通晶闸管的型号和含义为： K P ? - ? ? 晶闸管 普通型晶闸管 （另有K-快速型，S—双向型） 额定通态平均电流 IF系列 从1 ~ 1 000 A内分14个规格。 额定电压 UD 等级，?1000 V级差为100 V； 1000 ~ 3000 V级差为200 V，单位为100V。 通态平均电压 UF 组别（小于100A不标） 分9级，用A~ I 表示0.4 ~ 1.2V，级差0.1V 例如 KP100－12G 表示IF = 100 A， UD = 1200 V， UF = 1 V的普通型晶闸管。 第九页，共二十二页，2022年，8月28日 11.3.1 电阻性负载的单相半控桥式整流电路 11.3.2 触发电路 11.3.3 晶闸管、单结晶体管电路应用举例 11.3 单相可控整流电路及触发电路 第十页，共二十二页，2022年，8月28日 11.3.1 电阻性负载的单相半控桥式整流电路 一、工作原理 两只晶闸管和两只 二极管构成半控整流 u2、a?k和 RL组成主回路 g?k及其控制电路组成触发回路 u2正半周 ，当?t