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IA≈ IC0

作者:to88通盈官方网站 发布时间:2021-02-22 14:32 点击数:

  电力电子半导体器件3(SCR)解析_电力/水利_工程科技_专业资料。第三章 晶闸管 §3.1 普通晶闸管 Thyristor 硅可控整流器,可控硅,SCR。 一、结构:四层PNPN结构,三端器件 正向阻断:A—K接正电压, J2反偏,漏电流很小。 反向阻断:A

  第三章 晶闸管 §3.1 普通晶闸管 Thyristor 硅可控整流器,可控硅,SCR。 一、结构:四层PNPN结构,三端器件 正向阻断:A—K接正电压, J2反偏,漏电流很小。 反向阻断:A—K接负电压, 符号 J1,J3反偏,漏电流很小。 等效电路:由PNP和NPN两个晶体管互联,内部正反馈连接。 正反馈过程 令:两个晶体管共基极电流放大数 α1 、α2 J2结反向漏电流为IC0 则: 共基极电流放大系数α1 、α2 与发射极电流变化关系: ①IG=0时, α1 、α2 约为0, IA≈ IC0,晶闸管正向阻断。 ②IG0时, α1 、α2 随射极电流 增大而上升,当α1 +α2 ≈1时, IA迅速增大,正向导通。 *此时,即使再为0,晶闸管仍继续导通——半控型器件。 1.晶闸管导通的几种情况: ①门极触发:A-K极之间加正向电压;G-K极间加正向电压 和电流。——通用方法 ②阳极电压作用:阳极电压上升到相当数值时,J3结击穿,IB2 增大,由正反馈作用导致导通。——会引起局部过 热,易击穿,不易控制。 ③du/dt作用:阳极电压上升速率快, J3结电容C产生位移电流 导致射极电流增大,引起导通。 ——控制困难,过大的du/dt会损坏管子。 ④温度作用:结温增高,漏电流增大,引起导通。 ⑤光触发:光照射下,产生电子空穴对,形成触发电流。 ——光触发晶闸管 1.晶闸管导通的几种情况: ①门极触发:A-K极之间加正向电压;G-K极间加正向 电压和电流。——通用方法 ②阳极电压作用:阳极电压上升到相当数值时,J3结击穿, IB2增大,由正反馈作用导致导通。 ——会引起局部过热,易击穿,不易控制。 ③du/dt作用:阳极电压上升速率快, J3结电容C产生位移电 流 导致射极电流增大,引起导通。 ——控制困难,过大的du/dt会损坏管子。 ④温度作用:结温增高,漏电流增大,引起导通。 ⑤光触发:光照射下,产生电子空穴对,形成触发电流。 ——光触发晶闸管 2.关断条件:阳极电压减小/反向,使阳极电流减小到维持电流 以下,IAIH时,管子自动关断。 二、特性 1.阳极伏安特性:VAK—IA关系 导通状态 阻断状态 VBO:正向转折电压 VRSM:反向转折电压 反向击穿 2.门极伏安特性:VG—IG关系(P3结二极管伏安特性) 不可靠触发区 IGT 不可触发区 PGM 可靠触发区 VGD:门极不触发电压 IGD:门极不触发电流 VGT:最小门极触发电压 IGT:最小门极触发电流 VFGM:门极正向峰值电压 IFGM:门极正向峰值电流 VGT 说明: ①门极触发电压、电流应处于可靠触发区内,触发功率过大, 会使SCR结温上升,影响正常工作,甚至会烧坏门极。 ②触发电压、电流应大于VGT和IGT,方可保证正常触发。 ③不触发时,触发电路输出电压应低于门极不触发电压VGD (0.2V);为提高抗干扰能力,避免误触发,必要时可加负 偏压(1—3V;不大于5V),负偏压过大,会使器件触发灵 敏度下降,不利于快速导通,同时门极损耗增大。 三、动态特性: IA iA 0.9IA 0.1IA 0 td tr ts ton UAK 0 P(功耗) 通态损耗 0 开通损耗 trr tGr toff td: 延迟时间 tr: 上升时间(局部导通) ts: 扩展时间(全导通) trr: 反向恢复时间 非平衡少子耗散时间 tGr: 门极恢复时间 正向阻断恢复时间 关断损耗 断态损耗 ①开通时间:ton = td + tr 普通SCR,td为:0.5—1.5us;tr 为:0.5—3us; IG越大,ton越小。 ②关断时间:toff = trr + tGr ;一般为几百us。 说明: 1.开通时间ton随门极电流增大而减小;阳极电压提高,可使 内部正反馈加速,上升时间、延迟时间显著缩短。 2.正向电流越大,关断时间toff越长;外加反向电压越高,反 向电流越大,关断时间可缩短;结温越高,关断时间越长。 3.关断时,过早施加正向电压,会引起误导通。 三、参数 (一)电压参数 1.断态不重复峰值电压VDSM 门极开路,加在SCR阳极正向电压上升到正向伏安特性曲线 急剧弯曲处所对应的电压值。不能重复,每次持续时间不大于 10ms的脉冲电压。(转折电压,小于VBO) 2.断态重复峰值电压VDRM 门极开路,额定结温下,允许50次/s,持续时间不大于10ms, 重复施加在阳极上的正向最大脉冲电压。 VDRM ≈ 90% VDSM 3.反向不重复峰值电压VRSM 门极开路,加在SCR阳极反向电压上升到反向伏安特性曲线急 剧弯曲处所对应的电压值。不能重复,每次持续时间不大于10ms 的脉冲电压。 4.反向重复峰值电压VRRM 门极开路,额定结温下,允许50次/s,持续时间不大于10ms, 重复施加在SCR上的反向最大脉冲电压。 VRRM ≈ 90% VRSM 5.额定电压 将VDRM和VRRM中较小的一个取整后,做额定电压。(使用时, 选择2—3倍;π 倍) 6.通态峰值电压VTM SCR通以两倍/或规定倍数额定通态平均电流时,在额定结温下, A—K之间瞬态峰值电压(管压降)。越小,通态损耗越小。 (二)电流参数 1.通态平均电流I T(AV) 环境温度400C,规定冷却条件下,θ 不少于1700,电阻性负 载,额定结温时;允许通过的工频正弦半波电流的平均值。取 整后为额定电流。(选择管子以有效值相同的原则) 2.维持电流IH 导通后,室温下,G极开路,维持通态所需最小阳极电流。 3.擎住电流IL 门极触发, SCR刚从断态转入通态时,去掉触发信号,能 使SCR维持导通所需最小电流。 IL ≈(2—4) IH 4.断态重复峰值电流IDRM;反向重复峰值电流IRRM; 对应于VDRM和VRRM电压下的峰值电流。 5.浪涌电流ITSM 规定条件下,工频正弦半周期内所


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