电力电子器件第四次课.ppt

2 晶闸管的额定通态平均电流 额定电流IT AV 在选用晶闸管额定电流时 根据实际最大的电流计算后至少还要乘以1 5 2的安全系数 使其有一定的电流裕量 1 定义 在环境温度为40 和规定的冷却条件下 晶闸管在电阻性负载导通角不小于170 的单相工频正弦半波电路中 当结温稳定且不超过额定结温时所允许的最大通态平均电流 2 IT AV 计算方法 这说明额定电流IT AV 100A的晶闸管 其额定有效值为IT KfIT AV 157A 2 3 3 2 3 4 2 3 5 2 3 4 根据额定电流的定义可知 额定通态平均电流是指在通以单相工频正弦波电流时的允许最大平均电流 设该正弦半波电流的峰值为Im 则额定电流 平均电流 为 额定电流有效值为 现定义某电流波形的有效值与平均值之比为这个电流波形的波形系数 用Kf表示 根据上式可求出正弦半波电流的波形系数 3 门极触发电流IGT和门极触发电压UGT 1 定义 在室温下 晶闸管加6V正向阳极电压时 使元件完全导通所必须的最小门极电流 称为门极触发电流IGT 对应于门极触发电流的门极电压称为门极触发电压UGT 2 晶闸管由于门极特性的差异 其触发电流 触发电压也相差很大 所以对不同系列的元件只规定了触发电流 电压的上 下限值 3 晶闸管的铭牌上都标明了其触发电流和电压在常温下的实测值 但触发电流 电压受温度的影响很大 温度升高 UGT IGT值会显著降低 温度降低 UGT IGT值又会增大 为了保证晶闸管的可靠触发 在实际应用中 外加门极电压的幅值应比UGT大几倍 4 通态平均电压UT AV 1 定义 在规定环境温度 标准散热条件下 元件通以正弦半波额定电流时 阳极与阴极间电压降的平均值 称通态平均电压 又称管压降 2 其数值按表2 3 3分组 在实际使用中 从减小损耗和元件发热来看 应选择 T AV 小的晶闸管 表2 3 3晶闸管通态平均电压分组 5 维持电流 和掣住电流 L 1 维持电流 在室温下门极断开时 元件从较大的通态电流降至刚好能保持导通的最小阳极电流为维持电流 H 维持电流与元件容量 结温等因素有关 同一型号的元件其维持电流也不相同 通常在晶闸管的铭牌上标明了常温下IH的实测值 2 掣住电流 L 给晶闸管门极加上触发电压 当元件刚从阻断状态转为导通状态就撤除触发电压 此时元件维持导通所需要的最小阳极电流称掣住电流 L 对同一晶闸管来说 掣住电流 L要比维持电流 H大2 4倍 6 通态电流临界上升率di dt 1 定义 晶闸管能承受而没有损害影响的最大通态电流上升率称通态电流临界上升率di dt 2 影响 门极流入触发电流后 晶闸管开始只在靠近门极附近的小区域内导通 随着时间的推移 导通区才逐渐扩大到PN结的全部面积 如果阳极电流上升得太快 则会导致门极附近的 结因电流密度过大而烧毁 使晶闸管损坏 晶闸管必须规定允许的最大通态电流上升率 7 断态电压临界上升率du dt 1 定义 把在规定条件下 不导致晶闸管直接从断态转换到通态的最大阳极电压上升率 称为断态电压临界上升率du dt 2 影响 晶闸管的结面在阻断状态下相当于一个电容 若突然加一正向阳极电压 便会有一个充电电流流过结面 该充电电流流经靠近阴极的 结时 产生相当于触发电流的作用 如果这个电流过大 将会使元件误触发导通 2 3 晶闸管 2 3 1晶闸管及其工作原理2 3 2晶闸管的特性与主要参数2 3 3晶闸管的派生器件 2 3 3晶闸管的派生器件 可允许开关频率在400HZ以上工作的晶闸管称为快速晶闸管 FastSwitchingThyrister 简称FST 开关频率在10KHZ以上的称为高频晶闸管 快速晶闸管为了提高开关速度 其硅片厚度做得比普通晶闸管薄 因此承受正反向阻断重复峰值电压较低 一般在2000V以下 快速晶闸管du dt的耐量较差 使用时必须注意产品铭牌上规定的额定开关频率下的du dt 当开关频率升高时 du dt耐量会下降 1 快速晶闸管 FastSwitchingThyrister FST 2 3 3晶闸管的派生器件 可认为是一对反并联联接的普通晶闸管的集成 有两个主电极T1和T2 一个门极G 正反两方向均可触发导通 所以双向晶闸管在第 和第III象限有对称的伏安特性 与一对反并联晶闸管相比是经济的 且控制电路简单 在交流调压电路 固态继电器 SSR 和交流电机调速等领域应用较多 通常用在交流电路中 因此不用平均值而用有效值来表示其额定电流值 图2 3 6双向晶闸管的电气图形符号和伏安特性a 电气图形符号b 伏安特性 2 双向晶闸管 TRIAC 2 3 3晶闸管的派生器件 1 将晶闸管反并联一个二极管制作在同一管芯上的功率集成器件 2 与普通晶闸管相比 逆导晶闸管具有正压降小 关断时间短 高温特性好 额定结温高等优点 3 根据逆导晶闸管的伏安特性可知 它的反向击穿电压很低 因此只能适用于反向不需承受电压的场合 4 逆导晶闸管存在着晶闸管区和整流管区之间的隔离区 5 逆导晶闸管的额定电流分别以晶闸管和整流管的额定电流表示 图2 3 7逆导晶闸管的电气图形符号和伏安特性a 电气图形符号b 伏安特性 3 逆导晶闸管 RCT 2 3 3晶闸管的派生器件 1 又称光触发晶闸管 是利用一定波长的光照信号触发导通的晶闸管 2 小功率光控晶闸管只有阳极和阴极两个端子 3 大功率光控晶闸管则还带有光缆 光缆上装有作为触发光源的发光二极管或半导体激光器 4