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1、（2）晶闸管的额定通态平均电流）晶闸管的额定通态平均电流额定电流额定电流IT(AV)在选用晶闸管额定电流时，根据实际最大的电流计算在选用晶闸管额定电流时，根据实际最大的电流计算后至少还要乘以后至少还要乘以1.51.52 2的安全系数，使其有一定的电的安全系数，使其有一定的电流裕量。流裕量。1 1）定义：）定义：在环境温度为在环境温度为40和规定的冷却条件下和规定的冷却条件下,晶晶闸管在电阻性负载导通角不小于闸管在电阻性负载导通角不小于170的单相工频正弦的单相工频正弦半波电路中半波电路中,当结温稳定且不超过额定结温时所允许的当结温稳定且不超过额定结温时所允许的最大通态平均电流。最大通态平均电流
2、。2）IT(AV)计算方法：计算方法：这说明额定电流这说明额定电流IT(AV)=100A的晶闸管，其额定有效值为的晶闸管，其额定有效值为IT=Kf IT(AV)=157A。（2.3.32.3.3）（2.3.42.3.4）（2.3.52.3.5）（2.3.42.3.4）根据额定电流的定义可知，额定通态平均电流是指在通以单相工根据额定电流的定义可知，额定通态平均电流是指在通以单相工频正弦波电流时的允许最大平均电流。设该正弦半波电流的峰值为频正弦波电流时的允许最大平均电流。设该正弦半波电流的峰值为Im,则额定电流则额定电流(平均电流平均电流)为：为：额定电流有效值为：额定电流有效值为：现定义某电流波
3、形的有效值与平均值之比为这个电流波形的波现定义某电流波形的有效值与平均值之比为这个电流波形的波形系数，用形系数，用Kf表示：表示：根据上式可求出正弦半波电流的波形系数：根据上式可求出正弦半波电流的波形系数：（3）门极触发电流）门极触发电流IGT和门极触发电压和门极触发电压UGT 1）定义定义：在室温下，晶闸管加6V正向阳极电压时，使元件完全导通所必须的最小门极电流，称为门极触发电流IGT。对应于门极触发电流的门极电压称为门极触发电压UGT。2）晶闸管由于门极特性门极特性的差异，其触发电流、触发电压也相差很大。所以对不同系列的元件只规定了触发电流、电压的上、下限值。3）晶闸管的铭牌上都标明了其触
4、发电流和电压在常温下的实测值，但触发电流、电压受温度的影响温度的影响很大，温度升高，UGT、IGT 值会显著降低，温度降低，UGT、IGT 值又会增大。为了保证晶闸管的可靠为了保证晶闸管的可靠触发，在实际应用中，外加门极电压的幅值应比触发，在实际应用中，外加门极电压的幅值应比UGT 大几倍。大几倍。（4）通态平均电压通态平均电压UT(AV)1 1）定义：）定义：在规定环境温度、标准散热条件下，在规定环境温度、标准散热条件下，元件通以元件通以正弦半波额定电流时，阳极与阴极间电压降的平均值，称正弦半波额定电流时，阳极与阴极间电压降的平均值，称通态平均电压通态平均电压(又称管压降又称管压降)2 2）
5、其数值按表）其数值按表2.3.3分组分组在实际使用中，从减小损耗和在实际使用中，从减小损耗和元件发热来看，应选择元件发热来看，应选择T(AV)小的晶闸管小的晶闸管。组组 别别ABC通通 态态 平平 均均 电电 压压（V）T0.40.4T0.50.5T0.6组组 别别DEF通通 态态 平平 均均 电电 压压（V）0.6T0.70.7T0.80.8T0.9组组 别别GHI通通 态态 平平 均均 电电 压压（V）0.9T1.01.0T1.11.1T1.2表表2.3.3 2.3.3 晶闸管通态平均电压分组晶闸管通态平均电压分组（5）维持电流）维持电流 和掣住电流和掣住电流L1 1）维持电流）维持电流：
6、v在在室室温温下下门门极极断断开开时时，元元件件从从较较大大的的通通态态电电流流降降至至刚刚好能保持导通的最小阳极电流为维持电流好能保持导通的最小阳极电流为维持电流H。v维维持持电电流流与与元元件件容容量量、结结温温等等因因素素有有关关，同同一一型型号号的的元元件件其其维维持持电电流流也也不不相相同同。通通常常在在晶晶闸闸管管的的铭铭牌牌上上标标明了常温下明了常温下IH 的实测值。的实测值。2 2）掣住电流）掣住电流L：v给给晶晶闸闸管管门门极极加加上上触触发发电电压压，当当元元件件刚刚从从阻阻断断状状态态转转为为导导通通状状态态就就撤撤除除触触发发电电压压，此此时时元元件件维维持持导导通通所
7、所需需要的最小阳极电流称掣住电流要的最小阳极电流称掣住电流L。v对对同同一一晶晶闸闸管管来来说说，掣掣住住电电流流L 要要比比维维持持电电流流H 大大24倍。倍。（6）通态电流临界上升率）通态电流临界上升率 di/dt 1 1、定定义义：晶晶闸闸管管能能承承受受而而没没有有损损害害影影响响的的最最大大通态电流上升率称通态电流临界上升率通态电流上升率称通态电流临界上升率 di/dt。2 2、影影响响：门门极极流流入入触触发发电电流流后后，晶晶闸闸管管开开始始只只在在靠靠近近门门极极附附近近的的小小区区域域内内导导通通，随随着着时时间间的的推推移移，导导通通区区才才逐逐渐渐扩扩大大到到PN结结的的
8、全全部部面面积积。如如果果阳阳极极电电流流上上升升得得太太快快，则则会会导导致致门门极极附附近近的的结结因因电电流流密密度度过过大大而而烧烧毁毁，使使晶闸管损坏。晶闸管损坏。晶闸管必须规定允许的最大通态电流上升率。晶闸管必须规定允许的最大通态电流上升率。（7）断态电压临界上升率）断态电压临界上升率du/dt 1 1）定义：）定义：把在规定条件下，不导致晶闸管直把在规定条件下，不导致晶闸管直接从断态转换到通态的最大阳极电压上升率，接从断态转换到通态的最大阳极电压上升率，称为断态电压临界上升率称为断态电压临界上升率du/dt。2 2）影响：）影响：晶闸管的结面在阻断状态下相当于晶闸管的结面在阻断状
9、态下相当于一个电容，若突然加一正向阳极电压，便会一个电容，若突然加一正向阳极电压，便会有一个充电电流流过结面，该充电电流流经有一个充电电流流过结面，该充电电流流经靠近阴极的结时，产生相当于触发电流靠近阴极的结时，产生相当于触发电流的作用，如果这个电流过大，将会使元件的作用，如果这个电流过大，将会使元件误误触发导通触发导通。2.3、晶闸管晶闸管2.3.1 晶闸管及其工作原理晶闸管及其工作原理2.3.2 晶闸管的特性与主要参数晶闸管的特性与主要参数 2.3.3 晶闸管的派生器件晶闸管的派生器件 2.3.3 晶闸管的派生器件晶闸管的派生器件 可可允允许许开开关关频频率率在在400HZ以以上上工工作作
10、的的晶晶闸闸管管称称为为快快速速晶晶闸闸管管(Fast Switching Thyrister，简简称称FST)，开开关关频频率率在在10KHZ 以以上上的的称称为为高高频频晶晶闸闸管。管。快快速速晶晶闸闸管管为为了了提提高高开开关关速速度度，其其硅硅片片厚厚度度做做得得比比普普通通晶晶闸闸管管薄薄，因因此此承承受受正正反反向向阻阻断断重重复复峰值电压较低，一般在峰值电压较低，一般在2000V以下。以下。快快速速晶晶闸闸管管du/dt的的耐耐量量较较差差，使使用用时时必必须须注注意意产产品品铭铭牌牌上上规规定定的的额额定定开开关关频频率率下下的的du/dt，当开关频率升高时，当开关频率升高时，
11、du/dt 耐量会下降。耐量会下降。1.快速晶闸管快速晶闸管(Fast Switching ThyristerFSTFST2.3.3 晶闸管的派生器晶闸管的派生器件件 可认为是一对反并联联接的普可认为是一对反并联联接的普通晶闸管的集成。通晶闸管的集成。有两个主电极有两个主电极T1和和T2，一个门极，一个门极G。正反两方向均可触发导通，所正反两方向均可触发导通，所以双向晶闸管在第和第以双向晶闸管在第和第III象限象限有对称的伏安特性。有对称的伏安特性。与一对反并联晶闸管相比是经与一对反并联晶闸管相比是经济的，且控制电路简单，在交流济的，且控制电路简单，在交流调压电路、固态继电器（调压电路、固态继
12、电器（SSR）和交流电机调速等领域应用较多。和交流电机调速等领域应用较多。通常用在交流电路中，因此不通常用在交流电路中，因此不用平均值而用有效值来表示其额用平均值而用有效值来表示其额定电流值。定电流值。图图2.3.6 2.3.6 双向晶闸管的电气图形双向晶闸管的电气图形符号和伏安特性符号和伏安特性a)电气图形符号电气图形符号 b)伏安特性伏安特性2.双向晶闸管双向晶闸管(TRIAC)(TRIAC)2.3.3 晶闸管的派生器件晶闸管的派生器件 1)将晶闸管反并联一个二极管制将晶闸管反并联一个二极管制作在同一管芯上的功率集成器件。作在同一管芯上的功率集成器件。2)与普通晶闸管相比，逆导晶闸与普通晶
13、闸管相比，逆导晶闸管具有正压降小、关断时间短、管具有正压降小、关断时间短、高温特性好、额定结温高等优点；高温特性好、额定结温高等优点；3)根据逆导晶闸管的伏安特性可根据逆导晶闸管的伏安特性可知，它的反向击穿电压很低；因知，它的反向击穿电压很低；因此只能适用于反向不需承受电压此只能适用于反向不需承受电压的场合；的场合；4)逆导晶闸管存在着晶闸管区和逆导晶闸管存在着晶闸管区和整流管区之间的隔离区；整流管区之间的隔离区；5)逆导晶闸管的额定电流分别以逆导晶闸管的额定电流分别以晶闸管和整流管的额定电流表示；晶闸管和整流管的额定电流表示；图图2.3.7 逆导晶闸管的电气图逆导晶闸管的电气图形符号和伏安特
14、性形符号和伏安特性a)电气图形符号电气图形符号 b)伏安特性伏安特性l3.逆导晶闸管逆导晶闸管(RCT)2.3.3 晶闸管的派生器晶闸管的派生器件件v1)1)又称光触发晶闸管，是利用一定波又称光触发晶闸管，是利用一定波长的光照信号触发导通的晶闸管。长的光照信号触发导通的晶闸管。v2)2)小功率光控晶闸管只有阳极和阴小功率光控晶闸管只有阳极和阴极两个端子。极两个端子。v3 3）大功率光控晶闸管则还带有光缆，）大功率光控晶闸管则还带有光缆，光缆上装有作为触发光源的发光二光缆上装有作为触发光源的发光二极管或半导体激光器。极管或半导体激光器。v4 4）光触发保证了主电路与控制电路）光触发保证了主电路与控制电路之间的绝缘，且可避免电磁干扰的之间的绝缘，且可避免电磁干扰的影响，因此目前在高压大功率的场影响，因此目前在高压大功率的场合，如高压直流输电和高压核聚变合，如高压直流输电和高压核聚变装置中，占据重要的地位。装置中，占据重要的地位。图图2.3.8 控晶闸管的电气图形符控晶闸管的电气图形符号和伏安特性号和伏安特性 a)电气图形符号电气图形符号 b)伏安特性伏安特性 4.光控晶闸管光控晶闸管(LTT)(LTT)