电力电子技术
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电子电力技术考纲
序言：提玄勾要，弃小留大，以飨读者
第
1
考点
晶闸管
1 . 1
内容归纳与总结
1 . 1 . 1
晶闸管的结构与工作原理
(1 )
晶闸管可用图
1-1
的符号表示
,
阳极———
A,
阴极———
K,
门极
(
控制极
)
———
G
。
图
1-1
晶闸管符号
其结构为三个
PN
结、四层结构、三端的半控型半导体开关管。
(2)
它的工作原理可理解为一个
P
NP
三极管与一个
NPN
三极管的连
接
,
这种连接是以电流正反馈的原理按特殊工艺制造而成的。一旦晶
闸管导通
,
其控制极就失去作用。
普通晶闸管有
平板型
与
螺旋型
两种
1 . 1 . 2
关断与导通条件
(1 )
导通的充分必要条件。
1)
阳极与阴极间承受正向电压。
2)
门极施加相对阴极来说为正的脉冲信号。
(2 )
关断条件为下列之一。
1)
阳极与阴极间承受反向电压。
2)
阳极电流减小到小于维持电流
1 . 1 . 3
晶闸管的主要参数
(1 )
晶闸管的通态平均电流
I
F
。
在规定的条件下
,
为晶闸管通以工频、正弦半波电流
,
且负载
为纯电阻负载
,
导通角不小于
170
°。此时这个电流的平均值就是
半波电流的平均值。
若正弦半波电流的峰值为
I
m
,
则
I
F
=1/2
π
0
I
m
sin
ω
t
d
ω
t
=
I
m
/
π
.
通过的电流有效值为
I
=1/2
π
0
(
I
m
sin
ω
t
)
2
d
ω
t <
/p>
=
I
m
/2.<
/p>
波形系数
:
通过晶闸管的电流的
(
一般为非正弦
)
有效值与平
均值之比
K
f
,
在此
I
/
I
F
= 1 . 57 ,
即
I
= 1 . 57
I
F
=
K
f
I
F
K
f
称波形系数。
还有其他参数
:
额定电压、维持电流、擎住电流以及一些动态
参数和门极特性等。
(2 )
实际应用中晶闸管的选择。
主要按实际承受的电压、电流选择晶闸管。
电压的选择
:
按晶闸管实际在线路中承受的电压的峰值
,
还要乘以一个安全裕量。
电流的选择
:
按晶闸管中实际通过电流的有效值与所选晶闸管
(
通态平均电流为
I
F
)
允许通过的电流有效值相等的原则
,
再乘以安全裕量
,
这被称做
有效值相等的原则。
这里要注意
:
无论是电流还是电压波形
,
都有一个峰值、有效
值、平均值
,
要弄清它们的定义及算法。
1 .
2
例题解析
例题
1 . 1
在不用晶闸管测试仪的情况下
,
如何用万用表简
易地测出晶闸管的阳极、阴极与控制极
?
解
: (1)
用万用表的欧姆档测试晶闸管的三个电极间的电阻。
晶闸管的阳极与阴极间的正向电阻与反向电阻都接近无限大
(
一般
为几百千欧以上
)
。门极对阴极间的正向电阻一般为几欧到几百
欧
,
不能为零或大于几千欧
;
反向电阻比正向电阻稍大。
(2
)
要真正判断其好坏
,
可用以下简单电路测试。
图
1-2
例题
1 . 1
图
例题
1
. 2
图
1-3
为流过晶闸管中的电
流波形
,
其峰值为
I
m
。
(1
)
计算其平均值与有效值。
(2
)KP-100
型晶闸管不计安全裕量
,
当这些波形电流流经晶闸管时
,
晶闸管所能承受的电流平均值与最大值。
解
: ( 1)
平均值与有效值。
平均值
1)
I
d1
=1/2
π
/2
I
m
sin
ω
t
d
ω
t
=
I
m
/
2
π
2)
<
/p>
I
d
2
2
1
3
I
m
I
m
2
3
图
1-3
例题
1 . 2
图
有效值
1
）
I
1
1
2
(
I
m
sin
t
)
2
d
< br>
t
I
m
2
2
2
1
2
）
I
2
2
2
3
0
2
I
m
< br>d
t
I
m
3
(2 ) 100A
的晶闸管所能承受的电流平均值与最大值。
1)
晶闸管能承受的电流最大值与平均值
100A
的晶闸管允许通过的有效值电流为
I
T
1.57
100
157
A
实际通过的电流有效值为
1
I
2
(
I
m
sin
t
)
2
d
t
< br>I
m
2
2
2
按有效值相等的原则
,
最大值为
I
m
157
A
，
I
m
1
<
/p>
442.7
A
2
2
平均值为
I
d1
=1/2
π
/2
I
m
sin
ω
t
d
ω
t
=
I
m
/
2
π
=70.7A
2
）电流的平均值与最大值
100A
的晶闸管允许通过的电流有效值为
I
T
= 1 .
57
×
100 = 157 A
实际通过的电流有效值为
1
I
2
2
2
< br>
3
0
2
I
m
d
t
I
m
3
按有效值相等的原则
< br>I
m
157
< br>A
，
I
m
272
A
3
允许的平均值：
< br>I
d
2
2
1
3
I
m
I
m
=90.5A
2
3
例题
1 . 3
电
路如图
1-4 , VT
导通
,
画出负载
R
上的电压波形。
图
1-4
例题
1 . 3
图
解
: (
1) R
上的波形如下
:
(2 ) R
上的波形如下
:
例题
1 . 4
电路与波形示于图
1-5( a) , (
b)
。若在
t
1
时刻合上
K,
在
t
2
时
刻断开
K,
求负载电阻上的电压波形。若在
t
1
时刻合上
K,
t
3
时刻断开
K,
输出电压的波形又如何
(
u
g
宽度大于
360
°
) ?
图
1-5
例题
1 . 4
图