电工技术电子技术-清华-37

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1、第37讲第17章可控硅及其应用17.1晶闸管工作原理17.2晶闸管特性与参数17.3可控整流电路17.4触发电路17.5单结管触发的可控整流电路17.6晶闸管的其它应用17.7晶闸管的保护及其它类型7/30/2021电工电子技术别名：可控硅（SCR)（SiliconControlledRectifier）是一种大功率半导体器件，出现于70年代。它的出现使半导体器件由弱电领域扩展到强电领域。特点：体积小、重量轻、无噪声、寿命长、容量大（正向平均电流达千安、正向耐压达数千伏）。应用领域：整流（交流直流）逆变（直流交流）变频（交流交流）斩波（直流直流）

2、此外还可作无触点开关等。晶闸管（Thyristor）7/30/2021电工电子技术17.1工作原理1.结构P1P2N1N2四层半导体K（阴极）G（控制极）A（阳极）PNPN四层半导体结构三个PN结7/30/2021电工电子技术符号AKGGKP1P2N1N2APPNNNPAGK2.工作原理阳极阴极控制极7/30/2021电工电子技术APPNNNPGKigßigßßigKAGT1T2等效为由二个三极管组成UGKUAKT1、T2都导通后，即使去掉UGK，T1、T2仍然导通RL7/30/2021电工电子技术(1)阳极A加反向电压，或不加触发信号（即UGK=0）。

3、可控硅导通的条件：（1）阳极A加正电压（2）控制极G加正的触发电压可控硅截止的条件：(2)可控硅正向导通后，若令其关断，必须减小UAK（或使UAK反向），使可控硅中电流小于某一最小电流IH（IH称为维持电流）AigßigßßigKGT1T2UAKRLUGKAKG7/30/2021电工电子技术（1）晶闸管具有单向导电性。若使其关断，必须降低UAK或加大回路电阻，把阳极电流减小到维持电流以下。正向导通条件：A、K间加正向电压，G、K间加正的触发信号。晶闸管的工作原理小结（2）晶闸管一旦导通，控制极便失去作用。7/30/2021电工电子技术17.2特性与参数1

4、.特性UIIHIFIG=0时有IG时正向反向U--阳极、阴极间的电压I--阳极电流UDSM正向转折电压截止导通导通后管压降约1V额定正向平均电流维持电流URSM反向击穿电压7/30/2021电工电子技术正向特性：控制极开路时，随UAK的加大，阳极电流逐渐增加。当U=UDSM（正向转折电压）时，晶闸管自动导通。正常工作时，UAK应小于UDSM。反向特性：随反向电压的增加，反向漏电流稍有增加，当U=URSM（反向击穿电压）时，反向击穿。正常工作时，反向电压必须小于URSM。7/30/2021电工电子技术(1)UDRM：正向阻断电压晶闸管耐压值。一般取UDRM

5、=80%UDSM（正向转折电压）。普通晶闸管UDRM为100V---3000V2.主要参数UIIHIF额定正向平均电流UDSM正向转折电压URSM反向击穿电压UDRM7/30/2021电工电子技术控制极断路时，可以重复作用在晶闸管上的反向重复电压。一般取URRM=80%URSM（反向击穿电压）。普通晶闸管URRM为100V--3000V）(2)URRM：反向峰值电压UIIHIF额定正向平均电流UDSM正向转折电压URSM反向击穿电压UDRMURRM7/30/2021电工电子技术(3)IF：额定正向平均电流：通用系列为：1、5、10、20、30、50、10

6、0、200、300、400500、600、800、1000A等14种规格。UIIHIF额定正向平均电流UDSM正向转折电压URSM反向击穿电压UDRMURRM7/30/2021电工电子技术17.3可控整流电路1.单相半波可控整流电路(1)电路及工作原理u1u2uTuLAGKRLuG7/30/2021电工电子技术(2)工作波形(设u1为正弦波)tu2tuGtuLtuT：控制角：导通角u2>0时，加上触发电压uG，晶闸管导通。且uL的大小随uG加入的早晚而变化；u2<0时，晶闸管不通，uL=0。故称可控整流。u1u2uTuLAGKRLuG7/30/2

7、021电工电子技术(3)输出电压及电流的平均值pò=awptduULL21ò=pawwpttdUsin2212LLLRUI=tuL27/30/2021电工电子技术UDRM=22U承受的最高反向电压:tuT7/30/2021电工电子技术电感性负载（如直流电动机的激磁线圈）电路及工作原理D由于电感反电动势的存在，晶闸管在一定时间内仍维持导通，失去单向导电作用。解决办法：加续流二极管D,加入D的目的就是消除反电动势的影响，使晶闸管在u2过零时关断GAuLu1u2uTRKL+–u2正半周时晶闸管导通，u2过零后，电感产生反电动势。7/30/2021电工电

8、子技术2.单相全波可控整流电路一、电阻性负载桥式可控整流电路(1)电路及工作原理