KPC 2800-62 西码WESTCODE晶闸管

上海秦邦电子科技有限公司

晶闸管的过电压保护 ：
1、过电压：当加在晶闸管上的电压**过额定电压时称为过电压。 
2、原因：电源变压器的一次侧断开或接通、直流侧感性负载的 切断、快速熔断器的熔断、突然跳闸等。 
3、措施：
①阻容保护 ：吸收回路作用：一旦电路中发生过电压，电容器被迅速充 电，电容两端的电压不能突变，这就有效地抑制了过电压。阻容吸收回路可以并联在交流侧、直流侧或晶闸管侧；
②非线性电阻保护：目前常用的非线性电阻是金属 氧化物压敏电阻，它具有正反向相 同的很陡的电压—电流特性；
电路正常工作时，压敏电阻不 击穿，通过的漏电流很小。压敏电 阻在遇到过电压时可通过高达数千 安的放电电流，之后又恢复正常， 因此它抑制过电压的能力很强；
由于压敏电阻正反向特性对称，单相电路中只用一只压敏电 阻，三相电路中用三只压敏电阻。
晶闸管的工作条件
由于晶闸管只有导通和关断两种工作状态,所以它具有开关特性,这种特性需要一定的条件才能转化：
(1)晶闸管承受反向阳极电压时,无论门较承受何种电压,晶闸管都处于关断状态。
(2)晶闸管承受正向阳极电压时,仅在门较承受正向电压的情况下晶闸管才导通。
(3)晶闸管在导通情况下,只要有一定的正向阳极电压,无论门较电压如何,晶闸管保持导通,即晶闸管导通后,门较失去作用。
(4)晶闸管在导通情况下,当主回路电压(或电流)减小到接近于零时,晶闸管关断。

晶闸管的主要参数
(1)断态重复峰值电压UDRM
门较开路,重复率为每秒50次,每次持续时间不大于10ms的断态脉冲电压,UDRM=90%U*,U*为断态不重复峰值电压。U*应比UBO小,所留的裕量由生产厂家决定。
(2)反向重复峰值电压URRM
其定义同UDRM相似,URRM=90%URSM,URSM为反向不重复峰值电压。
(3)额定电压
选UDRM和URRM中较小的值作为额定电压,选用时额定电压应为正常工作峰值电压的2～3倍,应能承受经常出现的过电压。

晶闸管的发展历史及制约因素
半导体的出现成为20世纪现代物理学其中一项重大的突破，标志着电子技术的诞生。而由于不同领域的实际需要，促使半导体器件自此分别向两个分支快速发展，其中一个分支即是以集成电路为代表的微电子器件，特点为小功率、集成化，作为信息的检出、传送和处理的工具；而另一类就是电力电子器件，特点为大功率、快速化。1955年，美国通用电气公司研发了世界上个以硅单晶为半导体整流材料的硅整流器（SR），1957年又开发了**用于功率转换和控制的可控硅整流器（SCR）。由于它们具有体积小、重量轻、效率高、寿命长的优势，尤其是SCR能以微小的电流控制较大的功率，令半导体电力电子器件成功从弱电控制领域进入了强电控制领域、大功率控制领域。在整流器的应用上，晶闸管迅速取代了整流器（引燃管），实现整流器的固体化、静止化和无触点化，并获得巨大的节能效果。从1960年始，由普通晶闸管相继出了快速晶闸管、光控晶闸管、不对称晶闸管及双向晶闸管等各种特性的晶闸管，形成一个庞大的晶闸管家族。
但晶闸管本身存在两个制约其继续发展的重要因素。一是控制功能上的欠缺，普通的晶闸管属于半控型器件，通过门较（控制较）只能控制其开通而不能控制其关断，导通后控制较即不再起作用，要关断必须切断电源，即令流过晶闸管的正向电流小于维持电流。由于晶闸管的关断不可控的特性，必须另外配以由电感、电容及开关器件等组成的强迫换流电路，从而使装置体积，成本增加，而且系统更为复杂、可靠性降低。二是因为此类器件立足于分立元件结构，开通损耗大，工作频率难以提高，限制了其应用范围。1970年代末，随着可关断晶闸管（GTO）日趋成熟，成功克服了普通晶闸管的缺陷，标志着电力电子器件已经从半控型器件发展到全控型器件

晶闸管的伏安特性
晶闸管阳极A与阴极K之间的电压与晶闸管阳极电流之间关系称为晶闸管伏安特性,如图2所所示。正向特性位于象限,反向特性位于*三象限。
(1) 反向特性
当门较G开路,阳极加上反向电压时(见图3),J2结正偏,但J1、J2结反偏。此时只能流过很小的反向饱和电流,当电压进一步提高到J1结的雪崩击穿电压后,同时J3结也击穿,电流迅速增加,如图2的特性曲线OR段开始弯曲,弯曲处的电压URO称为“反向转折电压”。此后,晶闸管会发生性反向击穿。
(2) 正向特性
当门较G开路,阳极A加上正向电压时(见图4),J1、J3结正偏,但J2结反偏,这与普通PN结的反向特性相似,也只能流过很小电流,这叫正向阻断状态,当电压增加,如图2的特性曲线OA段开始弯曲,弯曲处的电压UBO称为“正向转折电压”。
由于电压升高到J2结的雪崩击穿电压后,J2结发生雪崩倍增效应,在结区产生大量的电子和空穴,电子进入N1区,空穴进入P2区。进入N1区的电子与由P1区通过J1结注入N1区的空穴复合。同样,进入P2区的空穴与由N2区通过J3结注入P2区的电子复合，雪崩击穿后，进入N1区的电子与进入P2区的空穴各自不能全部复合掉。这样，在N1区就有电子积累，在P2区就有空穴积累，结果使P2区的电位升高，N1区的电位下降，J2结变成正偏，只要电流稍有增加,电压便迅速下降，出现所谓负阻特性，见图2中的虚线AB段。这时J1、J2、J3三个结均处于正偏，晶闸管便进入正向导电状态——通态,此时，它的特性与普通的PN结正向特性相似，如图2的BC段。
(3) 触发导通
在门较G上加入正向电压时(如图5所示),因J3正偏,P2区的空穴进入N2区,N2区的电子进入P2区,形成触发电流IGT。在晶闸管的内部正反馈作用(如图2)的基础上,加上IGT的作用,使晶闸管提前导通,导致图2中的伏安特性OA段左移,IGT越大,特性左移越快。