晶閘管陽(yáng)極與陰極間表現(xiàn)出很大的電阻,處于截止?fàn)顟B(tài)(稱(chēng)為正向阻斷狀態(tài)),,簡(jiǎn)稱(chēng)斷態(tài),。當(dāng)陽(yáng)極電壓上升到某一數(shù)值時(shí),晶閘管突然由阻斷狀態(tài)轉(zhuǎn)化為導(dǎo)通狀態(tài),,簡(jiǎn)稱(chēng)通態(tài),。陽(yáng)極這時(shí)的電壓稱(chēng)為斷態(tài)不重復(fù)峰值電壓(UDSM),或稱(chēng)正向轉(zhuǎn)折電壓(UBO),。導(dǎo)通后,,元件中流過(guò)較大的電流,其值主要由限流電阻(使用時(shí)由負(fù)載)決定,。在減小陽(yáng)極電源電壓或增加負(fù)載電阻時(shí),,陽(yáng)極電流隨之減小,當(dāng)陽(yáng)極電流小于維持電流IH時(shí),,晶閘管便從導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)化為阻斷狀態(tài),。由圖可看出,當(dāng)晶閘管控制極流過(guò)正向電流Ig時(shí),,晶閘管的正向轉(zhuǎn)折電壓降低,,Ig越大,轉(zhuǎn)折電壓越小,,當(dāng)Ig足夠大時(shí),,晶閘管正向轉(zhuǎn)折電壓很小,一加上正向陽(yáng)極電壓,,晶閘管就導(dǎo)通,。實(shí)際規(guī)定,當(dāng)晶閘管元件陽(yáng)極與陰極之間加上6V直流電壓時(shí),,能使元件導(dǎo)通的控制極**小電流(電壓)稱(chēng)為觸發(fā)電流(電壓),。在晶閘管陽(yáng)極與陰極間加上反向電壓時(shí),開(kāi)始晶閘管處于反向阻斷狀態(tài),只有很小的反向漏電流流過(guò),。當(dāng)反向電壓增大到某一數(shù)值時(shí),,反向漏電流急劇增大,這時(shí),,所對(duì)應(yīng)的電壓稱(chēng)為反向不重復(fù)峰值電壓(URSM),,或稱(chēng)反向轉(zhuǎn)折(擊穿)電壓(UBR)??梢?jiàn),,晶閘管的反向伏安特性與二極管反向特性類(lèi)似。晶閘管晶閘管的開(kāi)通和關(guān)斷的動(dòng)態(tài)過(guò)程的物理過(guò)程較為復(fù)雜,。當(dāng)外加反向電壓超過(guò)其反向重復(fù)峰值電壓URRM一定值時(shí),,晶閘管就會(huì)立即損壞,。哪里有DAWIN韓國(guó)大衛(wèi)模塊銷(xiāo)售價(jià)格
[1]維持電流I:是指晶閘管維持導(dǎo)通所必需的**小電流,,一般為幾十到幾百毫安。IH與結(jié)溫有關(guān),,結(jié)溫越高,,則I越小。擎住電流I:是晶閘管剛從斷態(tài)轉(zhuǎn)入通態(tài)并移除觸發(fā)信號(hào)后,,能維持導(dǎo)通所需的**小電流,。對(duì)同一晶閘管來(lái)說(shuō),通常I約為I的2~4倍,。[1]浪涌電流I:浪涌電流是指由于電路異常情況引起的使結(jié)溫超過(guò)額定結(jié)溫的不重復(fù)性**大正向過(guò)載電流,。斷態(tài)電壓臨界上升率du/dt:是指在額定結(jié)溫、門(mén)極開(kāi)路的情況下,,不能使晶閘管從斷態(tài)到通態(tài)轉(zhuǎn)換的外加電壓**大上升率,。通態(tài)電流臨界上升率di/dt:指在規(guī)定條件下,晶閘管能承受的**大通態(tài)電流上升率,。如果di/dt過(guò)大,,在晶閘管剛開(kāi)通時(shí)會(huì)有很大的電流集中在門(mén)極附近的小區(qū)域內(nèi),從而造成局部過(guò)熱而使晶閘管損壞,。[1]觸發(fā)技術(shù)晶閘管觸發(fā)電路的作用是產(chǎn)生符合要求的門(mén)極觸發(fā)脈沖,,使得晶閘管在需要時(shí)正常開(kāi)通。晶閘管觸發(fā)電路必須滿(mǎn)足以下幾點(diǎn)要求:①觸發(fā)脈沖的寬度應(yīng)足夠?qū)捠沟镁чl管可靠導(dǎo)通,;②觸發(fā)脈沖應(yīng)有足夠的幅度,,對(duì)一些溫度較低的場(chǎng)合,脈沖電流的幅度應(yīng)增大為器件**大觸發(fā)電流的3~5倍,,脈沖的陡度也需要增加,,一般需達(dá)1~2A/μs;③所提供的觸發(fā)脈沖應(yīng)不超過(guò)晶閘管門(mén)極的電壓、電流和功率定額,。哪里有DAWIN韓國(guó)大衛(wèi)模塊銷(xiāo)售價(jià)格晶閘管是PNPN四層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu),,它有三個(gè)極:陽(yáng)極,陰極和門(mén)極,。
美國(guó)通用電氣公司研發(fā)了世界上***個(gè)以硅單晶為半導(dǎo)體整流材料的硅整流器(SR),,1957年又開(kāi)發(fā)了全球較早用于功率轉(zhuǎn)換和控制的可控硅整流器(SCR)。由于它們具有體積小,、重量輕,、效率高、壽命長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì),,尤其是SCR能以微小的電流控制較大的功率,,令半導(dǎo)體電力電子器件成功從弱電控制領(lǐng)域進(jìn)入了強(qiáng)電控制領(lǐng)域、大功率控制領(lǐng)域,。在整流器的應(yīng)用上,,晶閘管迅速取代了**整流器(引燃管),實(shí)現(xiàn)整流器的固體化,、靜止化和無(wú)觸點(diǎn)化,,并獲得巨大的節(jié)能效果。從1960年代開(kāi)始,,由普通晶閘管相繼衍生出了快速晶閘管,、光控晶閘管、不對(duì)稱(chēng)晶閘管及雙向晶閘管等各種特性的晶閘管,,形成一個(gè)龐大的晶閘管家族,。晶閘管在應(yīng)用中有效率高、控制特性好,、壽命長(zhǎng),、體積小、功能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),,其能承受的電壓和電流容量是目前電力電子器件中**高的,,而且工作可靠。因晶閘管的上述優(yōu)點(diǎn),,國(guó)外對(duì)晶閘管在脈沖功率源領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用的研究做了大量的工作,,很多脈沖功率能源模塊已經(jīng)使用晶閘管作為主開(kāi)關(guān)。而國(guó)內(nèi)的大功率晶閘管主要應(yīng)用在高壓直流輸電的工頻環(huán)境下,,其工頻工作條件下的技術(shù)參數(shù)指標(biāo)不足以準(zhǔn)確反映其在脈沖電源這種高電壓,、大電流、高陡度的環(huán)境下的使用情況,。
圖簡(jiǎn)單地給出了晶閘管開(kāi)通和關(guān)斷過(guò)程的電壓與電流波形,。圖中開(kāi)通過(guò)程描述的是晶閘管門(mén)極在坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí)刻開(kāi)始受到理想階躍觸發(fā)電流觸發(fā)的情況,;而關(guān)斷過(guò)程描述的是對(duì)已導(dǎo)通的晶閘管,在外電路所施加的電壓在某一時(shí)刻突然由正向變?yōu)榉聪虻那闆r(如圖中點(diǎn)劃線(xiàn)波形),。開(kāi)通過(guò)程晶閘管的開(kāi)通過(guò)程就是載流子不斷擴(kuò)散的過(guò)程,。對(duì)于晶閘管的開(kāi)通過(guò)程主要關(guān)注的是晶閘管的開(kāi)通時(shí)間t。由于晶閘管內(nèi)部的正反饋過(guò)程以及外電路電感的限制,,晶閘管受到觸發(fā)后,,其陽(yáng)極電流只能逐漸上升。從門(mén)極觸發(fā)電流上升到額定值的10%開(kāi)始,,到陽(yáng)極電流上升到穩(wěn)態(tài)值的10%(對(duì)于阻性負(fù)載相當(dāng)于陽(yáng)極電壓降到額定值的90%),,這段時(shí)間稱(chēng)為觸發(fā)延遲時(shí)間t。陽(yáng)極電流從10%上升到穩(wěn)態(tài)值的90%所需要的時(shí)間(對(duì)于阻性負(fù)載相當(dāng)于陽(yáng)極電壓由90%降到10%)稱(chēng)為上升時(shí)間t,,開(kāi)通時(shí)間t定義為兩者之和,,即t=t+t通常晶閘管的開(kāi)通時(shí)間與觸發(fā)脈沖的上升時(shí)間,脈沖峰值以及加在晶閘管兩極之間的正向電壓有關(guān),。[1]關(guān)斷過(guò)程處于導(dǎo)通狀態(tài)的晶閘管當(dāng)外加電壓突然由正向變?yōu)榉聪驎r(shí),,由于外電路電感的存在,其陽(yáng)極電流在衰減時(shí)存在過(guò)渡過(guò)程,。陽(yáng)極電流將逐步衰減到零,,并在反方向流過(guò)反向恢復(fù)電流,,經(jīng)過(guò)**大值I后,,再反方向衰減。同時(shí),。構(gòu)成一個(gè)PNP型三極管和一個(gè)NPN型三極管的復(fù)合管,。
這對(duì)晶閘管是非常危險(xiǎn)的。開(kāi)關(guān)引起的沖擊電壓分為以下幾類(lèi):(1)AC電源被切斷過(guò)電壓而產(chǎn)生例如,,交流以及開(kāi)關(guān)的開(kāi)閉,、交流側(cè)熔斷器的熔斷等引起的過(guò)電壓,這些系統(tǒng)過(guò)電壓?jiǎn)栴}由于我國(guó)變壓器內(nèi)部繞組的分布進(jìn)行電容,、漏抗造成的諧振控制回路,、電容分壓等使過(guò)電壓數(shù)值為正常值的2至10多倍。一般地,,開(kāi)閉運(yùn)動(dòng)速度越來(lái)越快過(guò)電壓能力越高,,在空載情況下可以斷開(kāi)回路設(shè)計(jì)將會(huì)有更高的過(guò)電壓。(2)直流側(cè)產(chǎn)生的過(guò)電壓如果截止電路的電感很大或者截止電路的電流值很大,,就會(huì)產(chǎn)生較大的過(guò)電壓,。這種情況經(jīng)常出現(xiàn)在切斷負(fù)荷、導(dǎo)通晶閘管開(kāi)路或快速熔斷器熔斷時(shí),,引起電流突變,。(3)換相沖擊電壓包括換相過(guò)電壓和換相振蕩過(guò)電壓,。換相過(guò)電壓是由于晶閘管的電流降為0時(shí)器件內(nèi)部各結(jié)層殘存載流子復(fù)合所產(chǎn)生的,所以又叫載流子積蓄效應(yīng)引起的過(guò)電壓,。換相過(guò)電壓之后,,出現(xiàn)換相振蕩過(guò)電壓,它是由于電感,、電容形成共振產(chǎn)生的振蕩電壓,,其值與換相結(jié)束后的反向電壓有關(guān)。反向電壓越高,,換相振蕩過(guò)電壓也越大,。針對(duì)形成過(guò)電壓的不同原因,可以采取不同的抑制方法,,如減少過(guò)電壓源,,并使過(guò)電壓幅值衰減;抑制過(guò)電壓能量上升的速率,,延緩已產(chǎn)生能量的消散速度,,增加其消散的途徑。晶閘管具有硅整流器件的特性,,能在高電壓,、大電流條件下工作。哪里有DAWIN韓國(guó)大衛(wèi)模塊銷(xiāo)售價(jià)格
晶閘管在工業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣,,隨著行業(yè)的應(yīng)用范圍增大,。哪里有DAWIN韓國(guó)大衛(wèi)模塊銷(xiāo)售價(jià)格
使正向電流低于維持電流IH,或施以反向電壓強(qiáng)迫關(guān)斷,。這就需要增加換向電路,,不*使設(shè)備的體積重量增大,而且會(huì)降低效率,,產(chǎn)生波形失真和噪聲,。可關(guān)斷晶閘管克服了上述缺陷,,它既保留了普通晶閘管耐壓高,、電流大等優(yōu)點(diǎn),以具有自關(guān)斷能力,,使用方便,,是理想的高壓、大電流開(kāi)關(guān)器件,。GTO的容量及使用壽命均超過(guò)巨型晶體管(GTR),,只是工作頻率比GTR低。目前,,GTO已達(dá)到3000A,、4500V的容量,。大功率可關(guān)斷晶閘管已***用于斬波調(diào)速、變頻調(diào)速,、逆變電源等領(lǐng)域,,顯示出強(qiáng)大的生命力??申P(guān)斷晶閘管也屬于PNPN四層三端器件,,其結(jié)構(gòu)及等效電路和普通晶閘管相同,因此圖1*繪出GTO典型產(chǎn)品的外形及符號(hào),。大功率GTO大都制成模塊形式,。盡管GTO與SCR的觸發(fā)導(dǎo)通原理相同,但二者的關(guān)斷原理及關(guān)斷方式截然不同,。這是由于普通晶閘管在導(dǎo)通之后即處于深度飽和狀態(tài),,而GTO在導(dǎo)通后只能達(dá)到臨界飽和,所以GTO門(mén)極上加負(fù)向觸發(fā)信號(hào)即可關(guān)斷,。GTO的一個(gè)重要參數(shù)就是關(guān)斷增益,,βoff,它等于陽(yáng)極**大可關(guān)斷電流IATM與門(mén)極**大負(fù)向電流IGM之比,,有公式βoff=IATM/IGMβoff一般為幾倍至幾十倍,。βoff值愈大,說(shuō)明門(mén)極電流對(duì)陽(yáng)極電流的控制能力愈強(qiáng),。很顯然,,βoff與昌盛的hFE參數(shù)頗有相似之處。哪里有DAWIN韓國(guó)大衛(wèi)模塊銷(xiāo)售價(jià)格