第三讲半控型电力电子器件—晶闸管VIP专享VIP免费

第三讲 半控型电力电子器件—晶闸管3.1 概述晶 闸 管 （ Thyristor ） ： 晶 体 闸 流 管 ， 可 控 硅 整 流 器 （ Silicon Controlled Rectifier——SCR）。1956 年美国贝尔实验室（Bell Lab）发明了晶闸管；1957 年美国通用电气公司（GE）开发出第一只晶闸管产品；1958 年商业化,开辟了电力电子技术迅速发展和广泛应用的崭新时代；20 世纪 80 年代以来，开始被性能更好的全控型器件取代；能承受的电压和电流容量最高，工作可靠，在大容量的场合具有重要地位。晶闸管往往专指晶闸管的一种基本类型——普通晶闸管广义上讲，晶闸管还包括其许多类型的派生器件。外形有螺栓型和平板型两种封装：引出阳极(Anode)A、阴极(Kathode)K 和门极(Gate)（控制端）G 三个联接端。对于螺栓型封装，通常螺栓是其阳极，能与散热器(Radiator)紧密联接且安装方便；平板型封装的晶闸管可由两个散热器(Radiator)将其夹在中间。图 1 晶闸管的外形、结构和电气图形符号a) 外形 b) 结构 c) 电气图形符号3.2 晶闸管的结构与工作原理晶闸管可用如图 2 所示的等效电路来表示。I C 1=α1 I A+ICBO 1 （1）I C 2=α2 I K+I CBO 2 （2）I K=I A+IG （3）I A=I C 1+I C 2 （4）式中 a1和 a2分别是晶体管 V1和 V2的共基极电流增益；ICBO1和 ICBO2分别是 V1和 V2的共基极漏电流。由以上式（1-1）～（1-4）可得I A=α 2 IG+I CBO1+I CBO21−(α 1+α2) （5）图 2 晶闸管的双晶体管模型及其工作原理a) 双晶体管模型 b) 等效电路晶体管的特性是：在低发射极电流下 a 是很小的，而当发射极电流建立起来之后，a 迅速增大。阻断状态：IG=0，a1+a2很小。流过晶闸管的漏电流稍大于两个晶体管漏电流之和；开通（门极触发）：注入触发电流使晶体管的发射极电流增大以致 a1+a2趋近于 1 的话，流过晶闸管的电流 IA（阳极电流）将趋近于无穷大，实现饱和导通。IA实际由外电路决定。其他几种可能导通的情况：1） 阳极电压升高至相当高的数值造成雪崩效应；2） 阳极电压上升率 du/dt 过高；3） 结温较高；4） 光直接照射硅片，即光触发，光触发可以保证控制电路与主电路之间的良好绝缘而应用于高压电力设备中之外，其它都因不易控制而难以应用于实践，称为光控晶闸管（Light Triggered Thyristor——LTT）。只有门极触发（包括光触发）是最精确、迅速而可靠的控制手段3.3 晶闸管的基本特性3...