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几种常用的功率器件(电力半导体)及其应用(精)
当触发二极管导通时,电容通过R2放电,可控硅再次截止; 电容又被充电,等等.
可控硅器件的接口
VCC_CIRCLE
+5V
R1 150
2
1
MOC3021 11
2
74LS07
6
R2
1 2 1
R3 2K
2
Zf
VCC_CIRCLE
330 C 4 0.22uF
2
KS
¡ «220V
VCC_CIRCLE
3.3 功率场效应管
(4)第四象限触发 MT2–、G+。即相对于电极MT1、MT2 的电压为负; 门极G的触发电流为正。
双向晶闸管的最高触发灵敏度在第一、三象限,而在第二、四象限比较差。 故在实际应用中常采用第一、第三象限触发方式。 2. 应用电路 双向晶闸管主要用于电机控制、电磁阀控制、调温及调光控制等方面 。
光敏电阻应用电路:光控闪烁安全警示灯
3.晶闸管的正确使用
(1)管脚的判别。用万用表R×100W档,分别测量各管脚间的正、反向电阻。 因为只有门极G与阴极K之间正向电阻较小,而其他均为高阻状态,故一旦测出 两管脚间呈低阻状态,则黑表笔所接为门极G,红表笔所接为阴极K,另一端为 阳极A。
( 2 )管子质量的判别。用万用表 R×100W 档,若测的以下情况之一, 则说明管子是坏的。①任两极间正反向电阻均为零。②A、K间正向电阻 为低阻(注意:测量过程中黑表笔不要接触 G极)。③各极之间均为高 电阻。4.Βιβλιοθήκη 应用电路3.2 双向晶闸管
就其功能来说,双向晶闸管可以被认为是一对反并联连接的单向普 通晶闸管。它和单向晶闸管的区别是:第一,它在触发之后是双向导 通的;第二,在门极中所加的触发信号不管是正的还是负的都可以使 双向晶闸管导通。
1.双向晶闸管的特性
电 极2 MT2
N P N P N N 电 极1 电 极1 MT1 G 门 极( 控 制极 ) 电 极2 门 极( 控 制极 ) G
Chapter3 几种常用的功率器件(电力半导体)及其应用
3.1 普通晶闸管
普通晶闸管(又称可控硅)是一种大功率半导体器件,主 要用于大功率的交直流变换、调压等。晶闸管三个电极分 别用字母A(表示阳极)、K(表示阴极)、G(表示门极)。
阴极 K
1 2
G
控制极
A
3
阳极
1.晶闸管的伏安特性
晶闸管的伏安特性如图2.7.1所示。它表示晶闸管的阳极与阴 极间的电压和它的阳极电流之间的关系。通过特性曲线,可 得出晶闸管导通和关断的下列结论。
(3)晶闸管额定电压的选择。晶闸管实际工作时承受的正常峰值电压应 低于正、反向重复峰值电压UDRM和URRM,并留有2~3倍的额定电压值 的余量,还应有可靠的过电压保护措施。
(4)晶闸管额定电流的选择。晶闸管实际工作通过的最大平均电流应低 于额定通态平均电流ITa,并应根据电流波形的变化进行相应换算,还应 有1.5~2倍的余量及过电流保护措施。 (5)关于门极触发电压和电流的考虑。晶闸管实际触发电压和电流应大 于晶闸管参数UGT和IGT,以保证晶闸管可靠地被触发,但也不能超过允 许的极限值。
du dt。 在额定结温和门极开路的情况下, (8)断态电压临界上升率 不导致晶闸管从断态到通态转换的最大正向电压上升率。一般为每微秒几 十伏。
di dt 。 在规定条件下,晶闸管能承受的最 (9)通态电流临界上升率 大通态电流上升率。若晶闸管导通电流上升太快,则会在晶闸管刚开通时, 有很大的电流集中在门极附近的小区域内,从而造成局部过热而损坏晶闸管。
(2)反向重复峰值电压 URRM 。指门极开路而结温为额定值时,允许重复 加在器件上的反向峰值电压。当加在管子上反向电压大于 URRM时,管子可 能会被击穿而损坏。 通常把UDRM和URRM中较小的那个数值标作晶闸管型号上的额定电压。在选 用管子时,额定电压应为正常工作峰值电压的 2~3倍,以保整电路的工作 安全。
(3)额定正向平均电流 IF 。其定义和二极管的额定整流电流意义相同。 要注意的是若晶闸管的导通时间远小于正弦波的半个周期,即使IF值没超 过额定值,但峰值电流将非常大,以致可能超过管子所能提供的极限。 (4)正向平均管压降UF 。指在规定的工作温度条件下,使晶闸管导通的 正弦波半个周期内UAK的平均值,一般在0.4~1.2V。 (5)维持电流IH 。指在常温门极开路时,晶闸管从较大的通态电流降到 刚好能保持通态所需要的最小通态电流。一般IH值从几十到几百毫安,视 晶闸管电流容量大小而定。 (6)门极触发电流IG 。在常温下,阳极电压为6V时,使晶闸管能完全导 通所需的门极电流,一般为毫安级。 (7)门极触发电压UG 。产生门极触发电流所必须的最小门极电压,一般 为5V左右。
在正常情况下,晶闸管导通的必要条件 有两个,缺一不可: (1)晶闸管承受正向电压(阳极电位高 于阴极电位)。 (2)加上适当的正向门极电压(门极电 位高于阴极电位)。 晶闸管一旦导通,门极就失去了控制作 用。正因为如此,晶闸管的门极控制信 号只要是正向脉冲电压就可以了,称之 为触发电压或触发脉冲。
要使晶闸管关断,必须去掉阳极正向电压,或者给阳极加反向电压,或者 降低正向阳极电压,这样就使通过晶闸管的电流降低到一定数值以下。能 保持晶闸管导通的最小电流,称为维持电流。 当门极没有加正向触发电压时,晶体管即使阳极和阴极之间加上正向电压 ,一般是不会导通的。 2.晶闸管的主要参数 (1)断态重复峰值电压UDRM 。指在门极开路而器件的结温为额定值时, 允许重复加在器件上的正向峰值电压。若加在管子上的电压大于UDRM,管 子可能会失控而自行导通。
2
3 1
MT2
MT1
(1)第一象限触发 MT2+、G+。即相对于电极MT1、MT2的电压为正; 门极G的触发电流为正。
(2)第二象限触发 MT2+、G–。即相对于电极MT1、MT2 的电压为正; 门极G的触发电流为负。 (3)第三象限触发 MT2–、G–。即相对于电极MT1、MT2的电压为负; 门极G的触发电流为负。
功率场效应管(MOSFET)是20世纪70年代中期发展起来的 新型半导体电力电子器件。同双极型晶体管相比,功率 MOSFET 具有开关速度快、损耗低、驱动电流小、无二次击穿 现象等优点。目前功率 MOSFET越来越受到人们的重视,广泛 应用于高频电源变换、电机调速、高频感应加热等领域。