晶闸管及其触发保护电路.pptx

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第3章电力电子供电电路
3 . 1 电力电子供电电路概述
3. 2 晶闸管及其触发、保护电路
3 . 1 电力电子供电电路概述
电力电子技术是以电力(供电)为对象的电子技术,它是利用电力电子器件对电能的电压、电流、频率、相位和波形等方面进行控制和变换的技术,它是横跨电力、电子和控制三大学科的交叉学科,是当前发展极为迅速的学科之一。
当代许多高新技术,常与供电电路的电压、电流、频率和相位等基本参数的转换与控制有关,而现代电力电子技术能够实现对这些参数的精确控制与高效率的变换,因此电力电子技术己成为现代科学技术、现代生产和现代生活中一门十分重要的学科和技术
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电力电子供电电路常用的类型
可控整流电路:把交流电压变换为可调的(或固定的)直流电压。如应用于电解、电镀、直流电动机的调压调速,以及高压输电等方面。(交→直)
直流斩波电路:把固定的(或变化的)直流电压变换为可调的(或固定的)直流电压。如应用于电气机车、城市电车牵引和电瓶叉车等方面。(直→直)
交流调压电路:把交流电压变换为大小可调的(或固定的)交流电压。如应用于灯光控制、温度控制等方面。(交→交)
交流变频电路:把固定(或变化)频率的交流电变换为频率可调的(或恒定的)交流电。如应用于变频电源(如中频加热电源、高频加热电源)和变频调速等。(交→交)
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逆变电路:把直流电压变换为频率固定(或可调)的交流电压。若将此交流电送往交流电网,这称为“有源逆变”,如高压直流输电、牵引机(或提升机)的电能回馈制动等。若此交流电不送往电网,供给负载,则称为“无源逆变”,如不间断电源( UPS )、高精度交流电源等。(直→交)
无触点功率静态开关:接通或切断交流(或直流)电流通路,用于取代接触器、继电器(又称固态接触器、固态继电器)。
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电力电子供电电路采用的电力电子器件有:
晶闸管( Th )
双极型晶体管( BJT )
场效应晶体管( MOSFET )
绝缘栅双极晶体管( IGBT )
场效应晶闸管( MCT )
现代的电力电子器件日益向全控化、高频化、复合化、集成化和多功能化发展,新型的器件不断涌现,使电力电子技术呈现日新月异,迅猛发展的状况。
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3 . 2 晶闸管及其触发、保护电路
晶闸管
晶闸管的触发电路
晶闸管电路的保护环节
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PN结及其单向导电性
PN 结:P型半导体和N型半导体交界面的特殊薄层
1. PN 结加正向电压(正向偏置)
P接正、N接负
外电场
IF
P
N
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多子在外电场作用下定向移动,形成较大的正向电流。
PN 结加正向电压时,正向电阻较小,处于导通状态。
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+
2. PN 结加反向电压(反向偏置)
外电场
P接负、N接正
少子在外电场作用下定向移动,形成很小的反向电流。
PN 结加反向电压时,反向电阻较大,处于截止状态。
温度越高少子的数目越多,反向电流将随温度增加。
P
N
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IR
半导体二极管
基本结构(一个PN结)
(a) 点接触型
(b)面接触型
结面积小、结电容小、正向电流小。用于检波和变频等高频电路。
结面积大、正向电流大、结电容大,用于工频大电流整流电路。
(c) 平面型
用于集成电路制作工艺中。PN结结面积可大可小,用于高频整流和开关电路中。
阴极引线
阳极引线
二氧化硅保护层
P
型硅
N
型硅
(
c
)
平面型
金属触丝
阳极引线
N
型锗片
阴极引线
外壳
(
a
)
点接触型
铝合金小球
N
型硅
阳极引线
PN
结
金锑合金
底座
阴极引线
(
b
) 面接触型
二极管的结构示意图
阴极
阳极
(
d
)
符号
D