《半导体基础》PPT课件.ppt

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1、半导体变流技术 三相可控整流电路三相可控整流电路 第一节第一节 三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路 第二节第二节 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路 第三节第三节 三相桥式半控整流电路三相桥式半控整流电路 半导体变流技术第一节第一节 三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路三相半波（三相零式）不可控整流电路三相半波（三相零式）不可控整流电路 三相半波整流电路，任何三相半波整流电路，任何时刻只有瞬时阳极电压最时刻只有瞬时阳极电压最高的一相管子导通，按电高的一相管子导通，按电源的相序，每管轮流导通源的相序，每管轮流导通120120正半周相邻波形的交点正半周相邻波形的交点,称为称为自然换

2、流点（换相点）自然换流点（换相点）。半导体变流技术工作原理：工作原理：1.1.tt1 1 tt2 2期间：期间：u uU U瞬时值最高，二极管瞬时值最高，二极管VDVD1 1导通，忽略二极管正向导通导通，忽略二极管正向导通压降，压降，U U点与点与K K点同电位，点同电位，K K点电位也最高，使点电位也最高，使VDVD2 2、VDVD3 3受反压而截止。受反压而截止。2.2.t2 t3期间：期间：VDVD2 2导通，导通，VDVD1 1、VDVD3 3受反压而截止。受反压而截止。3.3.t3 t4期间：期间：VDVD3 3导通，导通，VDVD1 1、VDVD2 2受反压而截止。受反压而截止。半

3、导体变流技术波形波形1)1)tt2t1t4t3ttt1t2t3t4数量关系：数量关系：2)2)整流二极管承整流二极管承受最大反向电压受最大反向电压为电源线电压的为电源线电压的峰值。峰值。半导体变流技术三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路(电阻性负载电阻性负载)将二极管将二极管换换成成晶闸管即成为三晶闸管即成为三相半波可控整流相半波可控整流电路。电路。以对应以对应的自然换流点为的自然换流点为起算点。起算点。原理图原理图半导体变流技术1 1）0 0o o3030o o时：每个晶闸管始终轮流导通时：每个晶闸管始终轮流导通120120o o，=30=30 o o时，负载端电压处于临界连时，负载端电

4、压处于临界连续状态。续状态。22）3030o o150150 o o时：负载端电压出现断续，时：负载端电压出现断续，T T 120 120o o,=60,=60 o o时，时，T T =90=90o o 。3)=1503)=150 o o时，时，U Ud d=0=0。所以所以的移相范的移相范围为0 0150 150 o o。电阻性负载工作原理：电阻性负载工作原理：半导体变流技术波形波形t0t1t2t3t412001200=600900T=1500-=180ttttt1200 三相半波可控整流电路阻性负载波形图三相半波可控整流电路阻性负载波形图 半导体变流技术2数量关系：数量关系：1 1）（0

5、0o o3030o o）（3030o o150150 o o）2)2)3)3)4)4)半导体变流技术2数量关系：数量关系：1 1）（0 0o o3030o o）（3030o o150150 o o）2)2)3)3)4)4)半导体变流技术2 2）当当3030o o时，时，VTVT1 1管导通到管导通到时，其阳极时，其阳极电压已过零开始变负，由于电流减小，在电压已过零开始变负，由于电流减小，在电感电感L L上产生感应电动势的作用，使上产生感应电动势的作用，使VTVT1 1仍处仍处于正向电压而继续导通，直到于正向电压而继续导通，直到tt2 2时刻，时刻，U Ug2g2触发触发VTVT2 2管导通，管

6、导通，VTVT1 1才承受反压被关断，才承受反压被关断，使波形出现部分负压。因此，各相晶闸管使波形出现部分负压。因此，各相晶闸管导通导通120120度，从而保证了电流连续。度，从而保证了电流连续。3 3）=90=90o o时，时，u ud d00，此时电压波形正负面此时电压波形正负面积相等，所以积相等，所以的移相范围为的移相范围为0 09090o o。电感性负载工作原理：电感性负载工作原理：1 1）当当3030o o时，波形与纯电阻时一样时，波形与纯电阻时一样 。半导体变流技术数量关系：数量关系：1.2.3.半导体变流技术第二节第二节 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路共阴极接法共阳极接

7、法半导体变流技术工作原理：工作原理：1 1、0 0o o负载端要有输出电压，负载端要有输出电压，必须共阴极和共阳极组必须共阴极和共阳极组各有一晶闸管导通，对各有一晶闸管导通，对共阴极组，其输出电压共阴极组，其输出电压波形是三相相电源波形波形是三相相电源波形的正半周包络线。对共的正半周包络线。对共阳极组，其输出电压波阳极组，其输出电压波形是三相相电源波形的形是三相相电源波形的负半周包络线。在三相负半周包络线。在三相线电压波形上是正半部线电压波形上是正半部分包络线。分包络线。波形波形tttttt半导体变流技术a）ttttttt2 2、0 0o o时：时：右图为右图为3030o o、6060o o、

8、9090o o波形波形半导体变流技术6060o o时，时，u ud d波形均为正值；波形均为正值；6060o o9090o o时，由于时，由于L Ld d作用，作用，u ud d波形出波形出现负值，现负值，9090o o时，正负面积相等，时，正负面积相等，u ud d=0=0。波形说明：波形说明：半导体变流技术数量关系：1 1、2 2、3 3、4 4、半导体变流技术结论：结论：1 1、移相范移相范围0o90o2 2、6060o o时，负载端电压连续。时，负载端电压连续。3 3、负载端端电压为线电压。对触发脉冲要求：对触发脉冲要求：三相桥式全控整流电路在任何时刻必须保证两个晶闸三相桥式全控整流电

9、路在任何时刻必须保证两个晶闸管同时导通才能形成回路，为保证整流装置能启动工管同时导通才能形成回路，为保证整流装置能启动工作，或在电流断续后能再次导通，必须对两组中应该作，或在电流断续后能再次导通，必须对两组中应该导通的一对晶闸管同时加触发脉冲。一种是宽脉冲，导通的一对晶闸管同时加触发脉冲。一种是宽脉冲，一种是双窄脉冲。一种是双窄脉冲。半导体变流技术第三节第三节 三相桥式半控整流电路三相桥式半控整流电路电阻性负载：电阻性负载：Rd半导体变流技术60o时(=30o为例）负载上得到三负载上得到三个间隔波头完个间隔波头完整三个波头缺整三个波头缺角的脉动波形。角的脉动波形。=60=60o o时，波时，波

10、头刚好维持连头刚好维持连续。续。所以：所以：三相桥式半控整流电路三相桥式半控整流电路=30=30o o波形波形半导体变流技术60600 01801800 0时（时（=120=120o o为例）为例）VTVT1 1管在管在u uUWUW电压的作用下电压的作用下,tt1 1开始导通，到开始导通，到tt2 2时时刻刻U U相相电压为相相电压为0 0时时VTVT1 1管管仍不会关断，因为使仍不会关断，因为使VTVT1 1管正向寻通的不是相电压管正向寻通的不是相电压而是线电压，到而是线电压，到tt3 3时刻时刻u uUWUW=0,VT=0,VT1 1才关断。在才关断。在tt3 3 tt4 4期间，门极无

11、触发期间，门极无触发脉冲，故脉冲，故VTVT3 3不导通，波不导通，波形出现断续。形出现断续。=120=120o o电压波形电压波形半导体变流技术感性负载：感性负载：为了避免失控现象，在三相桥式半控整流电路带电感为了避免失控现象，在三相桥式半控整流电路带电感性负载时，必须并联续流管。性负载时，必须并联续流管。接续流管后，只有当接续流管后，只有当6060o o时续流管才流过电流，时续流管才流过电流，这时晶闸管，整流二极管以及续流管电流可参照三相这时晶闸管，整流二极管以及续流管电流可参照三相半波电路进行计算。半波电路进行计算。半导体变流技术三相半控桥式与三相全控桥式整流电路三相半控桥式与三相全控桥

12、式整流电路比较比较（一）三相全控桥能工作于有源逆变状态，而三（一）三相全控桥能工作于有源逆变状态，而三相半控桥不能工作于逆变状态。相半控桥不能工作于逆变状态。（二）三相全控桥式整流电路输出电压脉动小，（二）三相全控桥式整流电路输出电压脉动小，在同样的脉动要求下，全控桥式整流电路要求平在同样的脉动要求下，全控桥式整流电路要求平均电感器的电感量可小些。均电感器的电感量可小些。（三）三相半控桥式整流电路只需三套触发电路，（三）三相半控桥式整流电路只需三套触发电路，不需要宽频脉冲或双窄脉冲触发，因此线路简单不需要宽频脉冲或双窄脉冲触发，因此线路简单经济，调整方便。经济，调整方便。（四）三相全控桥式整流电路的动态响应比半控（四）三相全控桥式整流电路的动态响应比半控桥式整流电路好。桥式整流电路好。