电力电子器件原理课件

1、器件原理 February , 2004电力电子器件原理PPT课件2-1 名称名称 晶闸管晶闸管（Thyristor） 可控硅可控硅（SCR） 外形与符号外形与符号器件原理 February , 2004电力电子器件原理PPT课件2-2器件原理 February , 2004电力电子器件原理PPT课件2-3 当当SCR承受反向阳极电压时，不论门极承受何承受反向阳极电压时，不论门极承受何种电压，种电压，SCR均处于阻断状态。均处于阻断状态。 当当SCR承受正向阳极电压时，仅在门极承受正承受正向阳极电压时，仅在门极承受正向电压的情况下，向电压的情况下，SCR才能导通。才能导通。 SCR在导通时，只

2、要仍然承受一定正向阳极电在导通时，只要仍然承受一定正向阳极电压，不论门极电压如何，压，不论门极电压如何，SCR仍能导通。仍能导通。 SCR在导通情况下，当在导通情况下，当主电路电流减少到一定主电路电流减少到一定程度时程度时，SCR恢复为阻断。恢复为阻断。器件原理 February , 2004电力电子器件原理PPT课件2-4 SCR的伏安特性的伏安特性 VRSM: 反向不重反向不重 复峰值电压复峰值电压 VBO：转折电压：转折电压 IH ： 维持电流维持电流 门极的伏安特性门极的伏安特性器件原理 February , 2004电力电子器件原理PPT课件2-5 调试如图所示晶闸管电路，在断开调试

3、如图所示晶闸管电路，在断开Rd Rd 测量输测量输出电压出电压VdVd是否正确可调时，发现电压表是否正确可调时，发现电压表V V读数读数不正常，接上不正常，接上Rd Rd 后一切正常，为什么？（触后一切正常，为什么？（触发脉冲始终正常工作）发脉冲始终正常工作）器件原理 February , 2004电力电子器件原理PPT课件2-6 通态平均电流通态平均电流 ITAmmTAIttdII)(sin2102)()sin(2120mmItdtII57. 12TAII器件原理 February , 2004电力电子器件原理PPT课件2-7 通过通过SCR的电流波形的电流波形如图所示，如图所示，Im300

4、A试选取试选取SCR的的ITA 解：电流有效值解：电流有效值AItdIImm31003)()(212320AIITA22016557.1)25 .1 (器件原理 February , 2004电力电子器件原理PPT课件2-8 快速晶闸管快速晶闸管（KK、FSCR） 逆导型晶闸管逆导型晶闸管（Reverse Conducting Thyristor） RCT器件原理 February , 2004电力电子器件原理PPT课件2-9 双向晶闸管双向晶闸管（Bi - directional Thyristor） TRIAC器件原理 February , 2004电力电子器件原理PPT课件2-10 名称

5、名称 Gate Turn off Thyristor，简称，简称GTO 符号符号器件原理 February , 2004电力电子器件原理PPT课件2-11 GTO处于处于临界导通临界导通状态状态 集电极电流集电极电流 IC1 占总电流的比例占总电流的比例较小较小 关断增益关断增益GMTGQMoffII器件原理 February , 2004电力电子器件原理PPT课件2-12 逆阻型逆阻型 逆导型逆导型器件原理 February , 2004电力电子器件原理PPT课件2-13ton : 开通时间开通时间td: 延迟时间延迟时间tr : 上升时间上升时间ton = td + tr器件原理 Febr

6、uary , 2004电力电子器件原理PPT课件2-14toff : 关断时间关断时间ts : 存储时间存储时间tf : 下降时间下降时间tt : 尾部时间尾部时间toff = ts + tf +（tt）器件原理 February , 2004电力电子器件原理PPT课件2-15 可关断峰值电流可关断峰值电流 ITGQM 关断时的阳极尖峰电压关断时的阳极尖峰电压 VP VP 过大可能引起过大可能引起 过热过热 误触发误触发 阳极电压上升率阳极电压上升率 dv/dt 静态静态 dv/dt 动态动态 dv/dt 阳极电流上升率阳极电流上升率 di/dt器件原理 February , 2004电力电子

7、器件原理PPT课件2-16 名称名称 巨型晶体管（巨型晶体管（Giant Transistor） 电力晶体管电力晶体管 符号符号 特点（双极型器件）特点（双极型器件） 饱和压降低饱和压降低 开关时间较短开关时间较短 安全工作区宽安全工作区宽器件原理 February , 2004电力电子器件原理PPT课件2-17 名称名称 又称又称功率功率MOSFET或或电力场效应晶体管电力场效应晶体管 分类分类 P 沟道沟道 增强型增强型 N 沟道沟道 耗尽型耗尽型 符号符号器件原理 February , 2004电力电子器件原理PPT课件2-18 单极型器件单极型器件 优点优点 开关速度很快，工作频率很高

8、开关速度很快，工作频率很高; 电流增益大，驱动功率小电流增益大，驱动功率小; 正的电阻温度特性，易并联均流。正的电阻温度特性，易并联均流。 缺点缺点 通态电阻较大，通态损耗相应也大；通态电阻较大，通态损耗相应也大； 单管容量难以提高，只适合小功率。单管容量难以提高，只适合小功率。器件原理 February , 2004电力电子器件原理PPT课件2-19 ID = f（VGS） ID较大时，较大时，ID与与VGS间的关间的关系近似线性。系近似线性。 跨导跨导 GFS = dID / dVGS VGS（th）开启电压开启电压器件原理 February , 2004电力电子器件原理PPT课件2-20

9、（）截止区）截止区（）饱和区）饱和区（）非饱和区）非饱和区（）雪崩区）雪崩区器件原理 February , 2004电力电子器件原理PPT课件2-21 符号符号 工作原理工作原理 由由MOSFET和和GTR复合而成复合而成 等效电路如右等效电路如右器件原理 February , 2004电力电子器件原理PPT课件2-22伏安特性示意图伏安特性示意图器件原理 February , 2004电力电子器件原理PPT课件2-23 产生原因产生原因 内部存在内部存在NPN 型寄生晶体管型寄生晶体管 避免方法避免方法 使漏极电流使漏极电流不超过不超过IDM 减小重加减小重加dvds /dt器件原理 Feb

10、ruary , 2004电力电子器件原理PPT课件2-24 栅极布线应注意：栅极布线应注意： 驱动电路与驱动电路与IGBT的连线要尽量短；的连线要尽量短； 如不能直接连线时，应采用双绞线。如不能直接连线时，应采用双绞线。正向安全工作区正向安全工作区反向安全工作区反向安全工作区器件原理 February , 2004电力电子器件原理PPT课件2-25 MOS 控制晶闸管控制晶闸管 MCT 集成门极驱动晶闸管集成门极驱动晶闸管 IGCT 静电感应晶体管静电感应晶体管 SIT 静电感应晶闸管静电感应晶闸管 SITH 智能型器件智能型器件 IPM器件原理 February , 2004电力电子器件原理PPT课件2-26 D SCR GTO IGBT MOSFET驱动信号驱动信号 无无 电流电流 电流电流 电压电压 电压电压驱动功率驱动功率 大大 大大 中中 小小通态压降通态压降 小小 小小 小小