脉冲晶闸管的放电特性及热特性研究

论文摘要

脉冲功率技术是20世纪60年代发展起来的一个新兴技术领域,开关作为脉冲功率技术中的关键器件,其性能的好坏直接影响并制约着脉冲功率技术的发展。晶闸管由于其耐压高、通流能力大、触发稳定、体积小等优点在脉冲功率技术中得到了广泛的应用。晶闸管在脉冲功率电源中应用需要解决的技术问题主要是高电压、大的浪涌电流下,晶闸管是否能够安全可靠的工作。这就需要解决两方面的问题:1.过压损坏(晶闸管保护回路的问题),2.浪涌电流损坏(晶闸管结温升计算问题)。本文主要解决了以下两方面问题:(1)串联工作的晶闸管的保护回路。结合理论分析确定静态保护参数、在理论分析的基础上,对晶闸管开通过压与动态均压进行研究。通过对晶闸管开通过与关断电压的机理分析,提出了动态保护回路参数的设计,并通过试验测试。(2)针对晶闸管在通过大电流后的损坏机理进行分析,发现晶闸管在脉冲电源中应用时大都是热损坏(也就是说晶闸管的损坏是由于某点的结温升过高,导致其电流密度过大,最终烧毁晶闸管)。对晶闸管的瞬时结温升进行了理论计算,并通过实验来验证计算的正确性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 大功率开关
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 论文的主要研究内容
• 1.5 论文的章节安排
• 2 晶闸管的工作原理及设计方法
• 2.1 晶闸管工作原理与特性
• 2.2 晶闸管阀片的设计方法
• 2.3 晶闸管的制造工艺
• 2.4 本章小结
• 3 高压晶闸管保护回路及强触发研究
• 3.1 静态保护回路
• 3.2 动态保护保护
• 3.3 晶闸管强触发的研究
• 3.4 实验验证
• 3.5 本章小结
• 4 晶闸管结温升算法研究
• 4.1 晶闸管结温升计算的意义
• 4.2 晶闸管结温升计算方法
• 4.3 瞬态热阻计算方法研究
• 4.4 瞬态功率的求解方法
• 4.5 结温升计算举例
• 4.6 本章小结
• 5 晶闸管结温测量研究
• 5.1 结温测量原理
• 5.2 热敏参数法的实验研究
• 5.3 在线测量的初步试验
• 5.4 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 工作总结
• 6.2 下一步工作
• 致谢
• 参考文献