电力电子基础知识大作业..docVIP

《电力电子技术》课程大作业 电力电子技术器件、电路和技术综述 院（系）名称 信息工程学院 专业名称 程 学生姓名 指导教师 王照平 201年月日基于的 图2-1 电力二极管的外形、结构和电气符号 （a) 外形 （b) 结构 （c) 电气图形符号 ? 状态参数 正向导通 反向截止 反向击穿 电流 正向大 几乎为零 反向大 电压 维持1V 反向大 反向大 阻态 低阻态 高阻态 - - 二极管的基本原理就在于PN结的单向导电性这一主要特征 PN结的反向击穿（两种形式）：雪崩击穿、齐纳击穿。均可能导致热击穿(永久性击穿） 2.3.2 电力二极管与信息电子电路中的普通二极管 的区别 由于电力二极管正向导通时要流过很大的电流，其电流密度较大，因而额外载流子的注入水平较高，而且其引线和焊接电阻的压降等都有明显的影响；再加上其承受的电流变化率di/dt较大，因而其引线和器件自身的电感效应也会有较大的影响。此外，为了提高器件的反向耐压，其掺杂浓度低也造成正向压降较大。 2.4 半控型器件-晶闸管 晶闸管这个名称往往专指普通晶闸管（SCR），但随着电力电子技术的发展。晶闸管还应包括许多类型的派生器件。包括快速晶闸管（FST）、双向晶闸管（TRIAC）、逆导晶闸管（RCT）和光控晶闸管（LTT）等。这里所说的晶闸管都是指普通晶闸管。 2.4.1 晶闸管的结构及工作原理 按照外形封装形式可分为：小电流塑封式（图a)、小电流螺拴式(图b)、大电流螺拴式额定电流在200A以上(图c)、大电流平板式额定电流在200A以上(图d)、图形符号（图e) 图2-2 晶闸管的外形及图形符号 由于通过门极我们可以控制晶闸管的开通；而通过门极我们不能控制晶闸管的关断，因此，晶闸管才被我们称为半控型器件。 图2-3 晶闸管的管芯结构和等效电路 按照等效电路和晶体管的工作原理，我们可列出如下方程： IC1＝α1IA＋ICO1 (2－1) IC2＝α2IK＋ICO2 (2－2) IK＝IA＋IG （2－3) IA＝IC1＋IC2 (2－4) α1＝IC1/IA、α2＝IC2/IK分别是晶体管V1和V2的共基极接法的电流放大倍数，ICO1和ICO2则分别是V1和V2的共基极漏电流。推出： （1-5） 在低发射极电流下? 是很小的，而当发射极电流建立起来之后，? 迅速增大。 阻断状态：IG=0，?1+?2很小。流过晶闸管的漏电流稍大于两个晶体管漏电流之和。 饱和导通：注入触发电流使晶体管的发射极电流增大以致?1+?2趋近于1的话，流过晶闸管的电流IA，将趋近于无穷大，实现饱和导通。IA实际由外电路决定。 晶闸管导通的必要条件是： 必须在晶闸管的阳极、阴极加上正向电压。 必须在门极和阴极之间加上正向门极电压，也称为触发电压。 流过晶闸管的阳极电压IA必须大于晶闸管的维持电流IH。 2.5 晶闸管的应用 已被广泛应用于可控整流、逆变、交流调压、直流变换等领域。 2.6 全控型电力电子器件 晶闸管通过控制信号可以控制其导通，而无法控制其关断，因此，我们称其为半控型器件。通过控制信号既可以控制其导通，又可以控制其关断的电力电子器件被称为全控型器件。是当前电力电子器件中发展最快的一类器件，这类器件品种很多，目前常见的有门极可关断晶闸管（GTO）、电力晶体管（GTR）、电力场效应晶体管（Power MOSFET）、结缘栅双极型晶体管（IGBT）等。 根据器件内部载流子参与导电的种类不同，全控型器件又可分为单极型、双极型和复合型三类。器件内部只有一种载流子参与导电的称为单极型，如电力场控晶体管（Power MOSFET）、静电感应晶体管（SIT）等；器件内部有电子和空穴两种载流子导电的称为双极型器件，如GTR、GTO、SITH等；由双极型器件与单极型器件复合而成的新型器件称为复合型器件，如IGBT等。 2.6.1 门极可关断晶闸管（GTO） 门极可关断晶闸管GTO是普通晶闸管的一种派生器件，与晶闸管一样都是PNPN四层三端结构。其电压、电流容量较大，与普通晶闸管相近，因而在大功率场合仍有较多的应用。 GTO主