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双向晶闸管

双向晶闸管是由N-P-N-P-N五层半导体材料制成的,对外也引出三个电极,其结构如图所示。双向晶闸管相当于两个单向晶闸管的反向并联,但只有一个控制极。

双向晶闸管基本信息

双向晶闸管工作原理

双向晶闸管与单向晶闸管一样,也具有触发控制特性。不过,它的触发控制特性与单向晶闸管有很大的不同,这就是无论在阳极和阴极间接入何种极性的电压,只要在它的控制极上加上一个触发脉冲,也不管这个脉冲是什么极性的,都可以使双向晶闸管导通。由于双向晶闸管在阳、阴极间接任何极性的工作电压都可以实现触发控制,因此双向晶闸管的主电极也就没有阳极、阴极之分,通常把这两个主电极称为T1电极和T2电极,将接在P型半导体材料上的主电极称为T1电极,将接在N型半导体材料上的电极称为T2电极。由于双向晶闸管的两个主电极没有正负之分,所以它的参数中也就没有正向峰值电压与反同峰值电压之分,而只用一个最大峰值电压,双向晶闸管的其他参数则和单向晶闸管相同。

构造

尽管从形式上可将双向晶闸管看成两只普通晶闸管的组合,但实际上它是由7只晶体管和多只电阻构成的功率集成器件。小功率双向晶闸管一般采用塑料封装,有的还带散热板。大功率双向晶闸管大多采用RD91型封装。

检测方法

1、判定T1极

由图可见,G极与T2极靠近,距T1极较远。因此,G-T2之间的正、反向电阻都很小。在用 RXl档测任意两脚之间的电阻时,只有在G-T2之间呈现低阻,正、反向电阻仅几十欧,而T1-G、T2-T1之间的正、反向电阻均为无穷大。这表明,如果测出某脚和其他两脚都不通,就肯定是T1极。另外,采用TO-220封装的双向晶闸管,T1极通常与小散热板连通,据此亦可确定T1极。

2、区分G极和T2极

(1) 找出T1极之后,首先 假定剩下两脚中某一脚为T2极,另一脚为G极。

(2) 把黑表笔接T2极,红表笔接T1极,电阻为无穷大。接着用红表笔尖把T1与G短路,给 G极加上负触发信号,电阻值应为十欧左右,证明管子已经导通,导通方向为T2一T1。再将红表笔尖与G极脱开(但仍接T1),若电阻值 保持不变,证明管子在触发之后能维持导通状态。

(3) 把红表笔接T2极,黑表笔接T1极,然后使T1与G短路,给G极加上正触发信号,电阻值仍为十欧左右,与G极脱开后若阻值不变,则说明管子经 触发后,在T1一T2方向上也能维持导通状态,因此具有双向触发性质。由此证明上述假定正确。否则是假定与实际不符,需再作出假定,重复以上测量。显见, 在识别G、T2,的过程中,也就检查了双向晶闸管的触发能力。如果按哪种假定去测量,都不能使双向晶闸管触发导通,证明管于巳损坏。对于lA的管子,亦可用RXl0档检测,对于3A及3A以上的管子,应选RXl档,否则难以维持导通状态。

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双向晶闸管造价信息

  • 市场价
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KS平板双向晶闸管

  • KS-500A/800V
  • 德力西
  • 13%
  • 沈阳戴力西电气有限公司
  • 2022-12-06
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KS平板双向晶闸管

  • KS-800A/1400V
  • 德力西
  • 13%
  • 沈阳戴力西电气有限公司
  • 2022-12-06
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KS平板双向晶闸管

  • KS-800A/800V
  • 德力西
  • 13%
  • 沈阳戴力西电气有限公司
  • 2022-12-06
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双向晶闸管硅整流元件

  • KS20A 400V
  • 13%
  • 长城电器集团桂林总代理-桂林东海成套机电有限公司
  • 2022-12-06
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双向晶闸管硅整流元件

  • KS100A 2000V
  • 13%
  • 长城电器集团桂林总代理-桂林东海成套机电有限公司
  • 2022-12-06
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线型双向散流器

  • 铝合金
  • 珠海市2022年10月信息价
  • 建筑工程
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线型双向散流器

  • 铝合金
  • 珠海市2022年8月信息价
  • 建筑工程
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线型双向散流器

  • 铝合金
  • 珠海市2022年5月信息价
  • 建筑工程
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线型双向散流器

  • 铝合金
  • 珠海市2022年2月信息价
  • 建筑工程
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线型双向散流器

  • 铝合金
  • 珠海市2020年12月信息价
  • 建筑工程
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晶闸管单元

  • PSTNsm-60T/4
  • 36个
  • 1
  • 北京普世通、广东光达
  • 中档
  • 含税费 | 含运费
  • 2022-05-09
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三相晶闸管

  • THY30A40
  • 48只
  • 1
  • 施耐德
  • 中高档
  • 不含税费 | 含运费
  • 2021-04-19
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三相晶闸管

  • STK-55G
  • 48只
  • 1
  • 深圳赛源
  • 中高档
  • 不含税费 | 含运费
  • 2021-04-19
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双向支撑

  • 宽度1250
  • 1套
  • 1
  • 中高档
  • 含税费 | 含运费
  • 2020-07-06
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双向

  • P-100-F 径DN100
  • 13套
  • 2
  • 成都市场 大厂生产
  • 中高档
  • 不含税费 | 含运费
  • 2019-09-06
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双向晶闸管发展

双向晶闸管的发展现状在我国精管行业发展很快。国内分立器件厂商的主要产品以硅基二极管、三极管和晶闸管为主,国际功率半导体器件的主流主品功率MOS器件只是近年来才有所涉及,且主要为平面栅结构的VDMOS器件,IGBT还处于研发阶段。宽禁带半导体器件主要是以微波功率器件(SiCMESFET和GaNHEMT)为主,尚未有针对市场应用的宽禁带半导体产品器件的产品研发。

产品分类

一、普通二极管、三极管国内的自给率已经很高,但是在高档的功率二极管,大部分还依赖进口,国内的产品性能还有不小的差距。

二、ABB晶闸管类器件产业成熟,种类齐全,普通晶闸管、快速晶闸管、超大功率晶闸管、光控晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、高频晶闸管都能生产。中国南车集团当前可以生产6英寸、4000A、8500V超大功率晶闸管,居世界领先水平,已经在我国的机车上大量使用,为我国的铁路现代化建设做出了贡献。

三、在功率管领域,逐步有国内的企业技术水平上升到MOS工艺,MOSFET的产业有一定规模,进入21世纪后,这类器件的产品已批量进入市场,几十安培、200V的器件在民用产品上获得了广泛应用,进口替代已然开始。

四、IGBT、FRD(快恢复二极管)已经有所突破,FRD初见规模。IGBT从封装起步向芯片设计制造发展,从PT结构向NPT发展,沟槽工艺正在开发中。IGBT产品进入中试阶段,

五、在电源管理领域,2008年前十名都见不到国内的企业。

产业链

一、设计:国内IGBT还处于研制阶段,还没有商品化的IGBT投入市场,我国IGBT芯片的产业化道路比较漫长。目前国内的民营和海归人士设立的公司已经研发出了低端的IGBT产品,如常州宏微、嘉兴斯达。南车集团就不说了。

二、制造:IGBT对于技术要求较高,国内企业还没有从事IGBT生产。考虑到IP保护以及技术因素的限制,外资IDM厂商也没有在国内进行IGBT晶圆制造和封装的代工。华虹NEC和成芯的8寸线、华润上华和深圳方正的6寸线均可提供功率器件的代工服务。

三、封装:我国只有少数企业从事中小功率IGBT的封装,而且尚未形成规模化生产,在IGBT芯片的产业化以及大功率IGBT封装领域的技术更是一片空白。

变化

一、BCD工艺已从无到有,从低压向高压发展,从硅基向SOI基发展。

二、从封装起步向芯片设计制造发展,从PT结构向NPT发展,沟槽工艺正在开发中。

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双向晶闸管基本信息

双向晶闸管的伏安特性曲线具有对称性,如图所示。

双向晶闸管的伏安特性曲线 由于双向晶闸管正、反特性具有对称性,所以它可在任何一个方向导通,是一种理想的交流开关器件。

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双向晶闸管常见问题

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双向晶闸管检查方法

检查双向晶闸管的好坏:双向晶闸管作电子开关使用,能控制交流负载(例如白炽灯)的通断,根据白炽灯的亮灭情况,可判断双向晶闸管的好坏。将220V交流电源的任意一端接T2,另一端经过220V、100W白炽灯接T1。触发电路由开关S和门极限流电阻R组成。S选用耐压220VAC的小型钮子开关或拉线开关。R的阻值取100~330Ω,R值取得过大,会减小导通角。

检查步骤:

第一步,先将S断开,此时双向晶闸管关断,灯泡应熄灭。若灯泡正常发光,则说明双向晶闸管T1-T2极间短路,管子报废;如果灯泡轻微发光,表明T1-T2漏电流太大,管子的性能很差。出现上述两种情况,应停止试验。

第二步:闭合S,因为门极上有触发信号,所以只需经过几微秒的时间,双向晶闸管即导通通,白炽灯上有交流电流通过而正常发光。具体工作过程分析如下:在交流电的正半周,设Ua>Ub,则T2为正,T1为负,G相对于T2也为负,双向晶闸管按照T2-T1的方向导通。在交流电的负半周,设Ua<Ub,则T2为负,T1为正,G相对于T2也为正,双向晶闸管沿着T1→T2的方向导通。综上所述,仅当S闭合时灯泡才能正常发光,说明双向晶闸管质量良好。如果闭合时灯泡仍不发光,证明门极已损坏。

注意事项:

(1)本方法只能检查耐压在400V以下的双向晶闸管。对于耐压值为100V、200V的双向晶闸管,需借助自耦调压器把220V交流电压降到器件耐压值以下。

(2)T1和T2的位置不得接反,否则不能触发双向晶闸管。

(3)具体到Ua、Ub中的哪一端接火线(相线),哪端接零线,可任选。

(4)利用双向晶闸管作电子开关比机械开关更加优越。因为只需很低的控制功率,就能控制相当大的电流,它不存在触点抖动问题,动作速度极快,在关断时也不会出现电弧现象。实际应用时,图5.9.14中的开关S可用固态继电器、干簧继电器、光电继电器等代替。

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双向晶闸管分类

1:外形

一:平板式双向晶闸管

二:螺旋式双向晶闸管

2:电流

200到800A

3:电压

100到2000V

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双向晶闸管尺寸

一:平板式

1:12.5X¤44X¤24

14:26X¤51.5X¤34

27:26X¤75X¤50

2:13.5X¤49X¤28

15:26.5X¤56X¤40

28:20X¤68X¤47

3:13.5X¤56X¤32

16:26.5X¤60X¤45

29:20X¤72X¤51

4:17X¤64X¤37

17:26.5X¤66X¤47

30:14X¤75X¤50

5:17X¤66X¤42

18:26X¤74X¤55

31:26X¤78X25

(外接)特殊

6:17X¤76X¤46.5

19:26X¤74.5X¤60

32:35X¤118X¤84

7:13.8X¤35.5X¤19

20:25X¤88X¤70

33:35X¤150X¤100

8:14.6X¤40X¤25

21:25.5X¤110X¤73

34:26X¤73X¤47

9:16X¤46X¤29

22:14X¤42X¤19

10:16X¤51X¤35

23:20X¤54X¤33

11:16X¤56X¤40

24:14X¤47X¤25

12:25X¤40.5X¤25

25:20X¤60X¤37

13:25X¤46.5X¤30

26:14X¤57X¤33

二:螺栓式

1:45~m6x1.0

14:58~m8x1.25

27:49~m6

2:58~m8x1.25

15:58~m10x1.5

28:173~m10

3:58~m10x1.5

16:194~m10x1.5

29:20X¤72X¤51

4:204~m10x1.5

17:206~m12x1.75

30:14X¤75X¤50

5:226~m12x1.75

18:230~m16x2.0

31:26X¤78X25

(外接)特殊

6:217~m16x2.0

19:210~m12x1.75

32:35X¤118X¤84

7:240~m20x2.5

20:230~m20x2.5

33:35X¤150X¤100

8:215~m12x1.75

21:197~40

34:26X¤73X¤47

9:290~m20x2.5

22:340~m30x2.5

10:270~m24x1.5

23:280~m20x2.5

11:215~m10

24:217~m18

12:339~m30x3.5

25:29~m5

13:42~m6x1.0

26:38~m6

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双向晶闸管文献

日本新开发出防LED故障双向晶闸管 日本新开发出防LED故障双向晶闸管

日本新开发出防LED故障双向晶闸管

格式:pdf

大小:88KB

页数: 未知

日本新电元工业开发出了可以防止在LED发生开路故障时所有照明都熄灭的双向晶闸管“K1VZL09/K1VZL20”,从2010年4月开始量产,主要面向不能全部都熄灭的路灯、紧急指示灯、投光器以及信号灯等用途,产品名称为“SAIDAC”。

一种三相整流升压电路及其控制方法以及不间断电源权利要求

1.一种三相整流升压电路,其特征在于:包括正电池组、负电池组、一整流升压模块;所述整流升压模块包括第一双向晶闸管、第二双向晶闸管、第三双向晶闸管、第四双向晶闸管、第一单向晶闸管、第二单向晶闸管、第一电感、第二电感、第三电感、三相全控整流桥、第一电容、第二电容;所述第一双向晶闸管的一端、所述第二双向晶闸管的一端、所述第三双向晶闸管的一端分别对应接至三相电第一相、三相电第二相、三相电第三相,所述第一单向晶闸管的阳极、所述第二单向晶闸管的阴极分别对应连接至所述正电池组的正端、所述负电池组的负端,所述正电池组的负端、所述负电池组的正端、所述第四双向晶闸管的一端均连接至三相电的零线;所述第一单向晶闸管的阴极与所述第一双向晶闸管的另一端均连接至所述第一电感的一端,所述第二双向晶闸管的另一端与所述第四双向晶闸管的另一端均连接至所述第二电感的一端,所述第三双向晶闸管的另一端与所述第二单向晶闸管的阳极均连接至所述第三电感的一端,所述第一电感的另一端、第二电感的另一端、第三电感的另一端分别连接至所述三相全控整流桥的三相输入端,所述三相全控整流桥的两个输出端分别连接至所述第一电容的一端与所述第二电容的一端,所述第一电容的另一端与所述第二电容的另一端均连接至三相电的零线。

2.根据权利要求1所述的一种三相整流升压电路,其特征在于:所述的三相全控整流桥为三相桥式双电平拓扑,包括第一开关器件、第二开关器件、第三开关器件、第四开关器件、第五开关器件、第六开关器件;所述第一开关器件、第三开关器件、第五开关器件的集电极或漏极相连并作为所述三相全控整流桥的第一输出端,所述第二开关器件、第四开关器件、第六开关器件的发射极或源极相连并作为所述三相全控整流桥的第二输出端,所述第一开关器件的发射极或源极与所述第二开关器件的集电极或漏极相连并作为所述三相全控整流桥的第一相输入端,所述第三开关器件的发射极或源极与所述第四开关器件的集电极或漏极相连并作为所述三相全控整流桥的第二相输入端,所述第五开关器件的发射极或源极与所述第六开关器件的集电极或漏极相连并作为所述三相全控整流桥的第三相输入端。

3.根据权利要求1所述的一种三相整流升压电路,其特征在于:所述的三相全控整流桥为三相半桥I型三电平拓扑或者三相半桥T型三电平拓扑。

4.根据权利要求3所述的一种三相整流升压电路,其特征在于:所述的三相半桥I型三电平拓扑包括第一至第十二开关器件至、第一至第六二极管至,其中第一开关器件的发射极或源极、第二开关器件的集电极或漏极均与第一二极管的阴极相连,第五开关器件的发射极或源极、第六开关器件的集电极或漏极均与第三二极管的阴极相连,第九开关器件的发射极或源极、第十开关器件的集电极或漏极均与第五二极管的阴极相连,第三开关器件的发射极或源极、第四开关器件的集电极或漏极均与第二二极管的阳极相连,第七开关器件的发射极或源极、第八开关器件的集电极或漏极均与第四二极管的阳极相连,第十一开关器件的发射极或源极、第十二开关器件的集电极或漏极均与第六二极管的阳极相连,第一二极管的阳极与第二二极管的阴极相连,第三二极管的阳极与第四二极管的阴极相连,第五二极管的阳极与第六二极管的阴极相连;第一开关器件的集电极或漏极、第五开关器件的集电极或漏极、第九开关器件的集电极或漏极相连并作为所述三相全控整流桥的第一输出端,第四开关器件的发射极或源极、第八开关器件的发射极或源极、第十二开关器件的发射极或源极相连并作为所述三相全控整流桥的第二输出端,第二开关器件的发射极或源极与第三开关器件的集电极或漏极相连并作为所述三相全控整流桥的第一相输入端,第六开关器件的发射极或源极与第七开关器件的集电极或漏极相连并作为所述三相全控整流桥的第二相输入端,第十开关器件的发射极或源极与第十一开关器件的集电极或漏极相连并作为所述三相全控整流桥的第三相输入端,第一二极管的阳极、第三二极管的阳极、第五二极管的阳极均连接至三相电零线。

5.根据权利要求3所述的一种三相整流升压电路,其特征在于:所述的三相半桥T型三电平拓扑包括第一至第六二极管、第一至第六开关器件;第一开关器件的发射极或源极与第二开关器件的发射极或源极相连,第三开关器件的发射极或源极与第四开关器件的发射极或源极相连,第五开关器件的发射极或源极与第六开关器件的发射极或源极相连;其中第一二极管的阴极、第三二极管的阴极、第五二极管的阴极相连并作为所述三相全控整流桥的第一输出端,第二二极管的阳极、第四二极管的阳极、第六二极管的阳极相连并作为所述三相全控整流桥的第二输出端,第一二极管的阳极、第二二极管的阴极、第一开关器件的集电极或漏极相连并作为所述三相全控整流桥的第一相输入端,第三二极管的阳极、第四二极管的阴极、第三开关器件的集电极或漏极相连并作为所述三相全控整流桥的第二相输入端,第五二极管的阳极、第六二极管的阴极、第五开关器件的集电极或漏极相连并作为所述三相全控整流桥的第三相输入端,第二开关器件的集电极或漏极、第四开关器件的集电极或漏极、第六开关器件的集电极或漏极均连接至三相电零线。

6.根据权利要求2所述的一种三相整流升压电路,其特征在于:

所述第一双向晶闸管、第二双向晶闸管、第三双向晶闸管、第一电感、第二电感、第三电感、第一开关器件、第二开关器件、第三开关器件、第四开关器件、第五开关器件、第六开关器件、第一电容、第二电容构成市电运行模式下的整流升压功率级电路;

所述正电池组、负电池组、第一单向晶闸管、第二单向晶闸管、第一电感、第三电感、第一开关器件、第二开关器件、第五开关器件、第六开关器件、第一电容、第二电容构成电池运行模式下的整流升压功率级电路。

7.一种如权利要求2所述的三相整流升压电路的控制方法,其特征在于:

市电正常时,控制第一双向晶闸管、第二双向晶闸管、第三双向晶闸管处于闭合状态,控制第一单向晶闸管、第二单向晶闸管、第四双向晶闸管处于断开状态,此时所述三相整流升压电路工作于市电运行模式;

市电异常时,控制第一双向晶闸管、第二双向晶闸管、第三双向晶闸管、第一开关器件、第六开关器件处于断开状态,控制第一单向晶闸管、第二单向晶闸管处于闭合状态,此时所述三相整流升压电路工作于电池运行模式。

8.根据权利要求7所述的一种三相整流升压电路的控制方法,其特征在于:所述三相整流升压电路工作于市电运行模式具体包括以下阶段:

当三相电第一相电压处于正半周期内,控制第一开关器件处于关断状态;第一阶段,控制第二开关器件处于导通状态,三相电第一相电压经过第一双向晶闸管、第一电感、第二开关器件、第二电容组成回路对第一电感储存电能;第二阶段,控制第二开关器件处于关断状态,第一电感放电,第一电感放电的电流经过第一开关器件的体二极管、第一电容、第一双向晶闸管回到第一电感,第一电容充电;

当三相电第一相电压处于负半周期,控制第二开关器件处于关断状态;第三阶段,控制第一开关器件处于导通状态,三相电第一相电压经过第一双向晶闸管、第一电感、第一开关器件、第一电容组成回路对第一电感储存电能;第四阶段控制第一开关器件处于关断状态,第一电感放电,第一电感放电的电流经过第二开关器件的体二极管、第二电容、第一双向晶闸管回到第一电感,第二电容充电;

当三相电第二相电压处于正半周期,控制第三开关器件处于关断状态;第一阶段,控制第四开关器件处于导通状态,三相电第二相电压经过第二双向晶闸管、第二电感、第四开关器件、第二电容组成回路对第二电感储存电能;第二阶段,控制第四开关器件处于关断状态,第二电感放电,第二电感放电的电流经过第三开关器件的体二极管、第一电容、第二双向晶闸管回到第二电感,第一电容充电;

当三相电第二相电压处于负半周期,控制第四开关器件处于关断状态;第三阶段,控制第三开关器件处于导通状态,三相电第二相电压经过第二双向晶闸管、第二电感、第三开关器件、第一电容组成回路对第二电感储存电能;第四阶段控制第三开关器件处于关断状态,第二电感放电,第二电感放电的电流经过第四开关器件的体二极管、第二电容、第二双向晶闸管回到第二电感,第二电容充电;

当三相电第三相电压处于正半周期,控制第五开关器件处于关断状态;第一阶段,控制第六开关器件处于导通状态,三相电地三相电压经过第三双向晶闸管、第三电感、第六开关器件、第二电容组成回路对第三电感储存电能;第二阶段,控制第六开关器件处于关断状态,第三电感放电,第三电感放电的电流经过第五开关器件的体二极管、第一电容、第三双向晶闸管回到第三电感,第一电容充电;

当三相电第三相电压处于负半周期,控制第六开关器件处于关断状态;第三阶段,控制第五开关器件处于导通状态,三相电地三相电压经过第三双向晶闸管、第二电感、第五开关器件、第一电容1组成回路对第三电感储存电能;第四阶段控制第三开关器件处于关断状态,第三电感放电,第三电感放电的电流经过第六开关器件的体二极管、第二电容、第三双向晶闸管回到第三电感,第二电容充电。

9.根据权利要求7所述的一种三相整流升压电路的控制方法,其特征在于:所述三相整流升压电路工作于电池运行模式具体包括以下阶段:

第一阶段,控制第二开关器件、第五开关器件处于导通状态,此时正电池组、第一单向晶闸管、第一电感、第二开关器件、第二电容组成回路对第一电感储存电能;负电池组、第一电容、第五开关器件、第三电感、第二单向晶闸管组成回路对第三电感储存电能;

第二阶段,控制第二开关器件、第五开关器件处于断开状态,此时第一电感放电,第一电感放电的电流经过第一开关器件的体二极管、第一电容、正电池组、第一单向晶闸管回到第一电感,第一电容充电;第三电感放电,第三电感放电的电流经过第二单向晶闸管、负电池组、第二电容、第六开关器件体二极管回到第三电感,第二电容充电。

10.根据权利要求7所述的一种三相整流升压电路的控制方法,其特征在于:当所述三相整流升压电路工作于电池运行模式时,控制第四双向晶闸管、第二电感、第三开关器件、第四开关器件组成的平衡桥电路工作,用以保证所述正电池组、负电池组的剩余容量保持一致以及正负直流母线上的负载平衡。

11.根据权利要求10所述的一种三相整流升压电路的控制方法,其特征在于:控制第四双向晶闸管、第二电感、第三开关器件、第四开关器件组成的平衡桥电路工作具体包括以下步骤:

步骤S1:实时检测正电池组的电流值、负电池组的电流值、正电池组的电压值、负电池组的电压值;

步骤S2:根据步骤S1计算出正电池组剩余容量值、负电池组剩余容量、正电池组剩余容量值与负电池组剩余容量的比值K,其中K≥0;

步骤S3:根据K值的大小,控制第四双向晶闸管、第三开关器件、第四开关器件工作。

12.根据权利要求11所述的一种三相整流升压电路的控制方法,其特征在于:所述步骤S3具体为:

当0≤K<1时,控制第四双向晶闸管处于导通状态、第三开关器件处于断开状态;第一阶段,控制第四开关器件处于导通状态,第四开关器件、第二电容、第四双向晶闸管、第二电感组成回路对第二电感储存电能;第二阶段,控制第四开关器件处于断开状态,第一电容、第四双向晶闸管、第二电感、第三开关器件的体二极管组成回路,第一电容充电;

当K=1时,控制第四双向晶闸管、第三开关器件、第四开关器件均处于断开状态;

当K>1时,控制第四双向晶闸管处于导通状态、第四开关器件处于断开状态;第一阶段,控制第三开关器件处于导通状态,第一电容、第三开关器件、第二电感、第四双向晶闸管组成回路对第二电感储存电能;第二阶段,控制第三开关器件处于断开状态,第四开关器件的体二极管、第二电感、第四双向晶闸管、第二电容组成回路,第二电容充电。

13.一种基于权利要求1至6任一权利要求所述的三相整流升压电路的不间断电源,其特征在于:包括所述三相整流升压电路、逆变模块,所述逆变模块的输入端与所述三相全控整流桥的输出端相连。

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一种三相整流升压电路及其控制方法以及不间断电源实施方式

  • 实施例1

如图4所示,该实施例提供了一种三相整流升压电路,包括正电池组BAT 、负电池组BAT-、一整流升压模块;所述的整流升压模块包括第一双向晶闸管SCR1、第二双向晶闸管SCR2、第三双向晶闸管SCR3、第四双向晶闸管SCR6、第一单向晶闸管SCR4、第二单向晶闸管SCR5、第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、三相全控整流桥、第一电容C1、第二电容C2;所述第一双向晶闸管SCR1的一端、所述第二双向晶闸管SCR2的一端、所述第三双向晶闸管SCR3的一端分别对应接至三相电第一相、三相电第二相、三相电第三相的一端,所述第一单向晶闸管SCR4的阳极、所述第二单向晶闸管SCR5的阴极分别对应连接至所述正电池组BAT 的正端、所述负电池组BAT-的负端,所述正电池组BAT 的负端、所述负电池组BAT-的正端、所述第四双向晶闸管SCR6的一端均连接至三相电的零线;所述第一单向晶闸管SCR4的阴极与所述第一双向晶闸管SCR1的另一端均连接至所述第一电感L1的一端,所述第二双向晶闸管SCR2的另一端与所述第四双向晶闸管SCR6的另一端均连接至所述第二电感L2的一端,所述第三双向晶闸管SCR3的另一端与所述第二单向晶闸管SCR5的阳极均连接至所述第三电感L3的一端,所述第一电感L1的另一端、第二电感L2的另一端、第三电感L3的另一端分别连接至所述三相全控整流桥的三相输入端,所述三相全控整流桥的两个输出端分别连接至所述第一电容C1的一端与所述第二电容C2的一端,所述第一电容C1的另一端与所述第二电容C2的另一端均连接至三相电的零线。

在该实施例中,如图5所示,所述的三相全控整流桥为三相半桥双电平拓扑,包括第一开关三极管Q1及其体二极管D1、第二开关三极管Q2及其体二极管D2、第三开关三极管Q3及其体二极管D3、第四开关三极管Q4及其体二极管D4、第五开关三极管Q5及其体二极管D5、第六开关三极管Q6及其体二极管D6;所述第一开关三极管Q1、第三开关三极管Q3、第五开关三极管Q5的集电极相连并作为所述三相全控整流桥的第一输出端,所述第二开关三极管Q2、第四开关三极管Q4、第六开关三极管Q6的发射极相连并作为所述三相全控整流桥的第二输出端,所述第一开关三极管Q1的发射极与所述第二开关三极管Q2的集电极相连并作为所述三相全控整流桥的第一相输入端,所述第三开关三极管Q3的发射极与所述第四开关三极管Q4的集电极相连并作为所述三相全控整流桥的第二相输入端,所述第五开关三极管Q5的发射极与所述第六开关三极管Q6的集电极相连并作为所述三相全控整流桥的第三相输入端。

在该实施例中,如图6所示,所述第一双向晶闸管SCR1、第二双向晶闸管SCR2、第三双向晶闸管SCR3、第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第一开关三极管Q1、第二开关三极管Q2、第三开关三极管Q3、第四开关三极管Q4、第五开关三极管Q5、第六开关三极管Q6、第一电容C1、第二电容C2构成市电运行模式下的整流升压功率级电路;所述正电池组BAT 、负电池组BAT-、第一单向晶闸管SCR4、第二单向晶闸管SCR5、第四双向晶闸管SCR6、第一电感L1、第二电感、第三电感L3、第一开关三极管Q1、第二开关三极管Q2、第五开关三极管Q5、第六开关三极管Q6、第一电容C1、第二电容C2构成电池运行模式下的整流升压功率级电路。

该实施例还提供了一种如上文所述的三相整流升压电路的控制方法,具体为:

市电正常时,控制第一双向晶闸管SCR1、第二双向晶闸管SCR2、第三双向晶闸管SCR3处于闭合状态,控制第一单向晶闸管SCR4、第二单向晶闸管SCR5、第四双向晶闸管SCR6处于断开状态,此时所述三相整流升压电路工作于市电运行模式;市电异常时,控制第一双向晶闸管SCR1、第二双向晶闸管SCR2、第三双向晶闸管SCR3、第一开关三极管Q1、第六开关三极管Q6处于断开状态,控制第一单向晶闸管SCR4、第二单向晶闸管SCR5处于闭合状态,此时所述三相整流升压电路工作于电池运行模式。

在该实施例中,所述三相整流升压电路工作于市电运行模式具体包括以下阶段:

当三相电第一相电压处于正半周期内,控制第一开关三极管Q1处于关断状态;第一阶段,如图7所示,控制第二开关三极管Q2处于导通状态,三相电第一相电压经过第一双向晶闸管SCR1、第一电感L1、第二开关三极管Q2、第二电容C2组成回路对第一电感L1储存电能;第二阶段,如图8所示,控制第二开关三极管Q2处于关断状态,第一电感L1放电,第一电感L1放电的电流经过第一开关三极管Q1的体二极管、第一电容C1、第一双向晶闸管SCR1回到第一电感L1,第一电容C1充电;

当三相电第一相电压处于负半周期,控制第二开关三极管Q2处于关断状态;第三阶段,如图9所示,控制第一开关三极管Q1处于导通状态,三相电第一相电压经过第一双向晶闸管SCR1、第一电感L1、第一开关三极管Q1、第一电容C1组成回路对第一电感L1储存电能;如图10所示,第四阶段控制第一开关三极管Q1处于关断状态,第一电感L1放电,第一电感L1放电的电流经过第二开关三极管Q2的体二极管、第二电容C2、第一双向晶闸管SCR1回到第一电感L1,第二电容C2充电;

当三相电第二相电压处于正半周期,控制第三开关三极管Q3处于关断状态;第一阶段,控制第四开关三极管Q4处于导通状态,三相电第二相电压经过第二双向晶闸管SCR2、第二电感L2、第四开关三极管Q4、第二电容C2组成回路对第二电感L2储存电能;第二阶段,控制第四开关三极管Q4处于关断状态,第二电感L2放电,第二电感L2放电的电流经过第三开关三极管Q3的体二极管、第一电容C1、第二双向晶闸管SCR2回到第二电感L2,第一电容C1充电;

当三相电第二相电压处于负半周期,控制第四开关三极管Q4处于关断状态;第三阶段,控制第三开关三极管Q3处于导通状态,三相电第二相电压经过第二双向晶闸管SCR2、第二电感L2、第三开关三极管Q3、第一电容C1组成回路对第二电感L2储存电能;第四阶段控制第三开关三极管Q3处于关断状态,第二电感L2放电,第二电感L2放电的电流经过第四开关三极管Q4的体二极管、第二电容C2、第二双向晶闸管SCR2回到第二电感L2,第二电容C2充电;

当三相电第三相电压处于正半周期,控制第五开关三极管Q5处于关断状态;第一阶段,控制第六开关三极管Q6处于导通状态,三相电第三相电压经过第三双向晶闸管SCR3、第三电感L3、第六开关三极管Q6、第二电容C2组成回路对第三电感L3储存电能;第二阶段,控制第六开关三极管Q6处于关断状态,第三电感L3放电,第三电感L3放电的电流经过第五开关三极管Q5的体二极管、第一电容C1、第三双向晶闸管SCR3回到第三电感L3,第一电容C1充电;

当三相电第三相电压处于负半周期,控制第六开关三极管Q6处于关断状态;第三阶段,控制第五开关三极管Q5处于导通状态,三相电第三相电压经过第三双向晶闸管SCR3、第二电感L2、第五开关三极管Q5、第一电容C1组成回路对第三电感L3储存电能;第四阶段控制第三开关三极管Q3处于关断状态,第三电感L3放电,第三电感L3放电的电流经过第六开关三极管Q6的体二极管、第二电容C2、第三双向晶闸管SCR3回到第三电感L3,第二电容C2充电。

在该实施例中,所述三相整流升压电路工作于电池运行模式具体包括以下阶段:

第一阶段,控制第二开关三极管Q2、第五开关三极管Q5处于导通状态,此时如图11所示,正电池组BAT 、第一单向晶闸管SCR4、第一电感L1、第二开关三极管Q2、第二电容C2组成回路对第一电感L1储存电能;如图12所示,负电池组BAT-、第一电容C1、第五开关三极管Q5、第三电感L3、第二单向晶闸管SCR5组成回路对第三电感L3储存电能;

第二阶段,控制第二开关三极管Q2、第五开关三极管Q5处于断开状态,此时如图13所示,第一电感L1放电,第一电感L1放电的电流经过第一开关三极管Q1的体二极管、第一电容C1、正电池组BAT 、第一单向晶闸管SCR4回到第一电感L1,第一电容C1充电;如图14所示,第三电感L3放电,第三电感L3放电的电流经过第二单向晶闸管SCR5、负电池组BAT-、第二电容C2、第六开关三极管Q2体二极管回到第三电感L3,第二电容C2充电。

特别的,当所述三相整流升压电路工作于电池运行模式时,控制第四双向晶闸管SCR6、第二电感L2、第三开关三极管Q3、第四开关三极管Q4组成的平衡桥电路工作,用以保证所述正电池组BAT 、负电池组BAT 的剩余容量保持一致以及正负直流母线上的负载平衡。

进一步地,控制第四双向晶闸管SCR6、第二电感L2、第三开关三极管Q3、第四开关三极管Q4组成的平衡桥电路工作具体包括以下步骤:

步骤S1:实时检测正电池组BAT 的电流值IBAT 、负电池组BAT 的电流值IBAT-、正电池组BAT 的电压值UBAT 、负电池组BAT 的电压值UBAT-;

步骤S2:根据步骤S1计算出正电池组BAT 剩余容量值QBAT 、负电池组BAT 剩余容量QBAT-、正电池组BAT 剩余容量值QBAT 与负电池组BAT 剩余容量QBAT-的比值K,其中K≥0;

步骤S3:根据K值的大小,控制第四双向晶闸管SCR6、第三开关三极管Q3、第四开关三极管Q4工作。

在该实施例中,所述步骤S3具体为:

当0≤K<1时,控制第四双向晶闸管SCR6、第三开关三极管Q3处于断开状态;第一阶段,如图15所示,控制第四开关三极管Q4处于导通状态,第四开关三极管Q4、第二电容C2、第四双向晶闸管SCR6、第二电感L2组成回路对第二电感L2储存电能;第二阶段,如图16所示,控制第四开关三极管Q4处于断开状态,第一电容C1、第四双向晶闸管SCR6、第二电感L2、第三开关三极管Q3的体二极管组成回路,第一电容C1充电;当K=1时,控制第三开关三极管Q3、第四开关三极管Q4处于断开状态;当K>1时,控制第四双向晶闸管SCR6处于导通状态、第四开关三极管Q4处于断开状态;第一阶段,如图17所示,控制第三开关管Q3处于导通状态,第一电容C1、第三开关三极管Q3、第二电感L2、第四双向晶闸管SCR6组成回路对第二电感L2储存电能;第二阶段,如图18所示,控制第三开关三极管Q3处于断开状态,第四开关三极管Q4的体二极管、第二电感L2、第四双向晶闸管SCR6、第二电容C2组成回路,第二电容C2充电。

  • 实施例2

如图19所示,该实施例提供了一种三相整流升压电路,包括正电池组BAT 、负电池组BAT-、一整流升压模块;所述的整流升压模块包括第一双向晶闸管SCR1、第二双向晶闸管SCR2、第三双向晶闸管SCR3、第四双向晶闸管SCR6、第一单向晶闸管SCR4、第二单向晶闸管SCR5、第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、三相全控整流桥、第一电容C1、第二电容C2;所述第一双向晶闸管SCR1的一端、所述第二双向晶闸管SCR2的一端、所述第三双向晶闸管SCR3的一端分别接至三相电第一相、三相电第二相、三相电第三相的一端,所述第一单向晶闸管SCR4的阳极、所述第二单向晶闸管SCR5的阴极分别连接至所述正电池组BAT 的正端、所述负电池组BAT-的负端,所述正电池组BAT 的负端、所述负电池组BAT-的正端、所述第四双向晶闸管SCR6的一端均连接至三相电的零线;所述第一单向晶闸管SCR4的阴极与所述第一双向晶闸管SCR1的另一端均连接至所述第一电感L1的一端,所述第二双向晶闸管SCR2的另一端与所述第四双向晶闸管SCR6的另一端均连接至所述第二电感L2的一端,所述第三双向晶闸管SCR3的另一端与所述第二单向晶闸管SCR5的阳极均连接至所述第三电感L3的一端,所述第一电感L1的另一端、第二电感L2的另一端、第三电感L3的另一端分别连接至所述三相全控整流桥的三相输入端,所述三相全控整流桥的两个输出端分别连接至所述第一电容C1的一端与所述第二电容C2的一端,所述第一电容C1的另一端与所述第二电容C2的另一端均连接至三相电的零线。

在该实施例中,所述的三相全控整流桥为三相半桥I型三电平拓扑。所述的三相半桥I型三电平拓扑包括第一至第十二开关器件Q1至Q12、第一至第六二极管D1至D6,其中第一开关器件Q1的发射极或源极、第二开关器件Q2的集电极或漏极均与第一二极管D1的阴极相连,第五开关器件Q5的发射极或源极、第六开关器件Q6的集电极或漏极均与第三二极管D3的阴极相连,第九开关器件Q9的发射极或源极、第十开关器件Q10的集电极或漏极均与第五二极管D5的阴极相连,第三开关器件Q3的发射极或源极、第四开关器件Q4的集电极或漏极均与第二二极管D2的阳极相连,第七开关器件Q7的发射极或源极、第八开关器件Q8的集电极或漏极均与第四二极管D4的阳极相连,第十一开关器件Q11的发射极或源极、第十二开关器件Q12的集电极或漏极均与第六二极管D6的阳极相连,第一二极管D1的阳极与第二二极管D2的阴极相连,第三二极管D3的阳极与第四二极管D4的阴极相连,第五二极管D5的阳极与第六二极管D6的阴极相连;第一开关器件Q1的集电极或漏极、第五开关器件Q5的集电极或漏极、第九开关器件Q9的集电极或漏极相连并作为所述三相全控整流桥的第一输出端,第四开关器件Q4的发射极或源极、第八开关器件Q8的发射极或源极、第十二开关器件Q12的发射极或源极相连并作为所述三相全控整流桥的第二输出端,第二开关器件Q2的发射极或源极与第三开关器件Q3的集电极或漏极相连并作为所述三相全控整流桥的第一相输入端,第六开关器件Q6的发射极或源极与第七开关器件Q7的集电极或漏极相连并作为所述三相全控整流桥的第二相输入端,第十开关器件Q10的发射极或源极与第十一开关器件Q11的集电极或漏极相连并作为所述三相全控整流桥的第三相输入端,第一二极管D1的阳极、第三二极管D3的阳极、第五二极管D5的阳极均连接至三相电零线。

  • 实施例3

如图20所示,该实施例提供了一种三相整流升压电路,包括正电池组BAT 、负电池组BAT-、一整流升压模块;所述的整流升压模块包括第一双向晶闸管SCR1、第二双向晶闸管SCR2、第三双向晶闸管SCR3、第四双向晶闸管SCR6、第一单向晶闸管SCR4、第二单向晶闸管SCR5、第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、三相全控整流桥、第一电容C1、第二电容C2;所述第一双向晶闸管SCR1的一端、所述第二双向晶闸管SCR2的一端、所述第三双向晶闸管SCR3的一端分别接至三相电第一相电压Ua、三相电第二相电压Ub、三相电第三相电压Uc的的一端,所述第一单向晶闸管SCR4的阳极、所述第二单向晶闸管SCR5的阴极分别连接至所述正电池组BAT 的正端、所述负电池组BAT-的负端,所述正电池组BAT 的负端、所述负电池组BAT-的正端、所述第四双向晶闸管SCR6的一端均连接至三相电的零线;所述第一单向晶闸管SCR4的阴极与所述第一双向晶闸管SCR1的另一端均连接至所述第一电感L1的一端,所述第二双向晶闸管SCR2的另一端与所述第四双向晶闸管SCR6的另一端均连接至所述第二电感L2的一端,所述第三双向晶闸管SCR3的另一端与所述第二单向晶闸管SCR5的阳极均连接至所述第三电感L3的一端,所述第一电感L1的另一端、第二电感L2的另一端、第三电感L3的另一端分别连接至所述三相全控整流桥的三相输入端,所述三相全控整流桥的两个输出端分别连接至所述第一电容C1的一端与所述第二电容C2的一端,所述第一电容C1的另一端与所述第二电容C2的另一端均连接至三相电的零线。

在该实施例中,所述的三相全控整流桥为三相半桥T型三电平拓扑。所述的三相半桥T型三电平拓扑包括第一至第六二极管、第一至第六开关器件;第一开关器件Q1的发射极或源极与第二开关器件Q2的发射极或源极相连,第三开关器件Q3的发射极或源极与第四开关器件Q4的发射极或源极相连,第五开关器件Q5的发射极或源极与第六开关器件Q6的发射极或源极相连;其中第一二极管D1的阴极、第三二极管D3的阴极、第五二极管D5的阴极相连并作为所述三相全控整流桥的第一输出端,第二二极管D2的阳极、第四二极管D4的阳极、第六二极管D6的阳极相连并作为所述三相全控整流桥的第二输出端,第一二极管D1的阳极、第二二极管D2的阴极、第一开关器件Q1的集电极或漏极相连并作为所述三相全控整流桥的第一相输入端,第三二极管D3的阳极、第四二极管D4的阴极、第三开关器件Q3的集电极或漏极相连并作为所述三相全控整流桥的第二相输入端,第五二极管Q5的阳极、第六二极管Q6的阴极、第五开关器件Q5的集电极或漏极相连并作为所述三相全控整流桥的第三相输入端,第二开关器件Q2的集电极或漏极、第四开关器件Q4的集电极或漏极、第六开关器件的集电极或漏极均连接至三相电零线。

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三端双向交流开关组成材料

双向晶闸管(TRIAC)是由NPNPN五层半导体材料构成的,相当于两只普通晶闸管反相并联,它也有三个电极,分别是主电极T1、主电极T2和栅极G。

与单向晶闸管相比较,双向晶闸管的主要区别是:

①在触发之后是双向导通的;

②触发电压不分极性,只要绝对值达到触发门限值即可使双向晶闸管导通。

双向晶闸管可广泛用于工业、交通、家电领域,实现交流调压、交流调速、交流开关、舞台调光、台灯调光等多种功能。此外,它还被用在固态继电器和固态接触器的电路中。

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