中级电工培训(电子技术部分)

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1、一、晶闸管概述晶闸管的特点是可以用弱信号控制强信号。从控制的观点看，它的功率放大倍数很大，用几十到一二百毫安电流，两到三伏的电压可以控制几十安、千余伏的工作电流电压，换句话说，它的功率放大倍数可以达到数十万倍以上。由于元件的功率增益可以做得很大，所以在许多晶体管放大器功率达不到的场合，它可以发挥作用。从电能的变化与调节方面看，它可以实现交流—直流、直流—交流、交流—交流、直流—直流以及变频等各种电能的变换和大小的控制。晶闸管是半导体型功率器件，对超过极限参数运用很敏感，实际运用时应该注意留有较大电压、电流余量，并应尽量解决好器件的散热问题。根据结构及用途的不同，晶闸管有很多类型，

2、比较常用的有普通晶闸管、高频晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、可关断晶闸管、无控制晶闸管、光控晶闸管和热敏晶闸管等。2晶闸管2.1晶闸管结构、符号与外形晶闸管的内部结构示意图和图形符号如图12-2所示。它由PNPN四层半导体构成，其间形成三个PN结，引出三个电极，分别为阳极a、阴极k和控制极g。图12-1晶闸管的外形图图12-2晶闸管的内部结构和符号2.2晶闸管的工作原理为了说明晶闸管的工作原理，可将晶闸管等效地看成由PNP和NPN型两个三极管连接而成，每个三极管基极与另一个三极管的集电极相连，如图12-3所示，阳极a相当于PNP型三极管T2的发射极，阴极k相当于NPN型T1三极管

3、的发射极。图12-3等效电路按图12-4所示电路图连接，在晶闸管阳极a和阴极k之间加正向电压，同时在控制极g和阴极k之间也加正向电压时，则可使晶闸管导通。控制极的作用只是使晶闸管触发导通，而导通后，控制极就失去了控制作用，所以控制极g又称做门极。阳极电流IA减少到小于某一数值IH时，晶闸管就不能维持正反馈过程而变为关断，此时称为正向阻断，IH称为维持电流；如果在阳极和阴极之间加反向电压时，晶闸管亦不可导通，称为反向阻断。图12-4晶闸管的导通原理晶闸管的导通条件为：(1)在阳极和阴极间加正向电压。(2)在控制极和阴极间加正向触发电压。(3)阳极电流不小于维持电流。2.3晶闸管的伏

4、安特性及其主要参数1.晶闸管的伏安特性(1)正向特性当U>0时对应的曲线称正向特性。由图12-5可看出，晶闸管的正向特性可分为阻断状态OA段和导通状态BC段两个部分。(2)反向特性当U<0时，对应的曲线称为反向特性晶闸管的反向特性与二极管相似，此时，晶闸管状态与控制极上是否加触发电压无关。图12-5晶闸管的伏安特性2.3晶闸管的伏安特性及其主要参数2.晶闸管的主要参数(1)正向重复峰值电压UDRM(2)反向重复峰值电压URRM(3)额定正向平均电流IF(4)维持电流IH(5)触发电压UGG和触发电流IG2.4晶闸管的型号目前我国生产的晶闸管的型号有两种表示方法，即KP系列和3CT

5、系列。图12-6KP系列参数表示方式图12-73CT系列参数表示方式2.5普通型晶闸管质量粗测1.测量晶闸管内部的PN结晶闸管内部有三个PN结，这三个PN结的好坏直接影响晶闸管的质量。所以使用前，应该先对这三个PN结进行测量，测量方法如图12-8所示。图12-8晶闸管的测量2.测量晶闸管的关断状态控制极g和阴极k之间只有一个PN结，利用PN结的单向导电特性，就可以用万用表的电阻挡对它进行测量。晶闸管在反向连接时是不导通的，如果正向连接，但是没有控制电压，它也是不导通的。3.测量晶闸管的触发能力图12-9测量小功率晶闸管的触发能力检查小功率晶闸管触发电路如图12-9所示。-3单相桥

6、式半控整流电路可控整流电路是应用广泛的电能变换电路，其作用是将交流电变换成大小可调的直流电，作为直流用电设备的电源。将二极管桥式整流电路中的两个二极管用两个晶闸管替换，就构成了半控桥式整流电路。当电路带有电阻性负载和电感性负载时，其工作情况是不同的。电阻性负载当单相桥式半控整流电路的负载为纯电阻时，称电阻性负载，其电路如图12-10(a)所示。图12-10电阻性负载单相半控桥式整流电路及波形(1)电路原理当电源电压u2为正半周时，晶闸管T1和二极管D2上为正向电压作用。在t1时刻，控制极上加触发脉冲uG，使T1和D2导通，负载RL中流过输出电流io，形成输出整流电压uo。此时，晶

7、闸管T2和二极管D1因承受反向电压而截止。在t2时刻，电源电压u2过零，使T1和D2关断。当电源电压u2为负半周时，T2和D1上加正向电压。在t3时刻，控制极加触发脉冲，使T2和D1导通，在负载RL上有io和uo，直到t4时刻u2过零时关断。此时，T1和D2截止。电阻性负载半控整流电路的工作波形图如图12-10(b)所示。(2)电路的计算输出电压的平均值:(12-1)输出电流的平均值:(12-2)晶闸管T和二极管D中流过的电流平均值:(12-3)晶闸管所承受的最高正向电压和二极管