电力电子技术之元器件

1、绪 论,什么是电力电子技术？ 电力电子技术的发展。 1957年第一只晶闸管诞生。 快速晶闸管、逆导晶闸管、双向晶闸管、不对称晶闸管。 8000V、6000A 新型半导体器件：GTR、GTO、MOSFET、IGBT、MCT,绪 论,电力电子技术的应用,可控整流,将交流电变为直流电,电力电子技术的应用,有源逆变,高压直流输电,不间断电源,将直流电变为交流电回送电网,电力电子技术的应用,交流调压,将固定的交流电变为可调的交流电,电力电子技术的应用,变频,将频率固定的交流电变为频率可调的交流电,电力电子技术的应用,变频,电力电子技术的应用,直流斩波,将固定的直流电变为可调的直流电,晶闸管的结构,晶闸管

2、的外形,小电流塑封式,小电流螺旋式,大电流螺旋式,大电流平板式,图形符号,晶闸管的外形,KP螺旋式,晶闸管的外形,平板式,晶闸管的散热片,自冷式,风冷式,水冷式,晶闸管的散热片,水冷式,风冷式,自冷式,晶闸管的结构,晶闸管的结构,P1,N1,P2,N2,A,G,K,J1,J2,J3,G,P1,N1,N2,N2,P2,A,K,晶闸管是PNPN四层半导体结构。 具有J1、J2、J3三个PN结。 可用三个二极管或两个三极管等效。,晶闸管的等效电路(二极管等效电路),A,K,G,J1,J2,J3,晶闸管的等效电路(三极管等效电路),晶闸管的等效电路(三极管等效电路),P2,N2,G,K,P2,N1,P

3、1N1P2,N1P2N2,晶闸管的表示符号,A,A,A,K,G,G,晶闸管的导通关断条件,实验电路图,Ia:阳极电流 Ig:门极电流 Ua:阳极电压 Ug:门极电压,晶闸管的导通关断条件,点击进入仿真,实验电路图,晶闸管的导通实验一,晶闸管在反向阳极电压作用下，不论门极为何种电压，它都处于关断状态。,晶闸管的导通实验二,晶闸管同时在正向阳极电压与正向门极电压作用下才能导通。,晶闸管导通后的实验（原来灯亮）,已导通的晶闸管在正向阳极电压作用下，门极失去控制作用。,晶闸管导通后的关断实验（原来灯亮）,晶闸管在导通状态时，当Ea减小到接近于零时，晶闸管关断。,晶闸管的导通关断条件,导通条件： 除阳极

4、加正向电压，必须同时在门极与阴极之间加一定的门极电压，有足够的门极电流。 关断条件： 阳极电流小于维持电流IH,晶闸管的触发原理,有关晶闸管的几个名词,触发：当晶闸管加上正向阳极电压后，门极加上适当的正向门极电压，使晶闸管导通的过程称为触发。 维持电流IH：维持晶闸管导通所需的最小阳极电流。 正向阻断：晶闸管加正向电压未超过其额定电压，门极未加电压的情况下，晶闸管关断。 硬开通：给晶闸管加足够的正向阳极电压，即使晶闸管未加门极电压也会导通的现象叫硬开通。 反向阻断：当晶闸管加反向阳极电压时，晶闸管不会导通。,有关晶闸管的几个特性,晶闸管具有可控性。 晶闸管具有单向导电性。 晶闸管一旦导通，门极将失去控制作用。 导通后流过晶闸管的电流由主电路电源和负载来决定。,例题,如图，阳极电流为交流电压，门极在t1瞬间合上开关Q，t4时刻开关Q断开，求电阻上的电压波形ud。,Q,Eg,Ug,Ia,Ua,U2,Rd,Ud,U2,Ug,Ud,t,t,t,t1,t2