晶闸管及其应用.ppt

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1、晶闸管及其应用第五章晶闸管（Thyristor）别名：可控硅（SCR)（SiliconControlledRectifier）它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。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）。特点应用领域：逆变整流（交流直流）斩波（直流交流）变频（交流交流）（直流直流）此外还可作无触点开关等一、工作原理1、结构A（阳极）P1P2N1三个PN结N2四层半导体K（阴极）G（控制极）符号AKGGKP1P2N1N2APPNNNPAGK2、工作原理示意图APPNN

2、NPGKigßigßßig工作原理分析KAGT1T2工作原理说明UAK>0、UGK>0时T1导通ib1=igiC1=ig=ib2ic2=ßib2=ig=ib1T2导通形成正反馈晶闸管迅速导通；T1进一步导通晶闸管开始工作时，UAK加反向电压，或不加触发信号（即UGK=0）；晶闸管导通后，UGK，去掉依靠正反馈，晶闸管仍维持导通状态；晶闸管截止的条件：（1）（2）晶闸管正向导通后，令其截止，必须减小UAK，或加大回路电阻，使晶闸管中电流的正反馈效应不能维持。结论晶闸管具有单向导电性（正晶闸管一旦导通，控制极失去作用。若使其关断，必须降低UAK或加大回

3、路电阻，把阳极电流减小到维持电流以下。向导通条件：A、K间加正向电压，G、K间加触发信号）；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时，晶闸管自动导通。正常工作时，UAK应小于UDSM。UDSM：断态不重复峰值电压，又称正向转折电压。特性说明U--阳极、阴极间的电压I--阳极电流反向特性：随反向电压的增加，反向漏电流稍有增加，当U=URSM时，反向极击穿。正常工作时，反向电压必须小于URSM。URSM：反向不重复峰值电压。UDRM：断态重复峰值电压。（晶闸管耐压值。一般取UDRM=80%UDSM。普通晶闸管UDRM为100

4、V---3000V）URRM：反向重复峰值电压。（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。普通晶闸管URRM为100V--3000V）ITAV：通态平均电流。（环境温度为40OC时,在电阻性负载、单相工频正弦半波、导电角不小于170o的电路中，晶闸管允许的最大通态平均电流。普通晶闸管ITAV为1A---1000A。）2、主要参数ITAV含义说明it2ITAV主要参数（续）UTAV：通态平均电压。（管压降。在规定的条件下，通过正弦半波平均电流时，晶闸管阳、阴两极间的电压平均值。一般为1V左右。）IH：维持电流

5、。(在室温下，控制极开路、晶闸管被触发导通后，维持导通状态所必须的最小电流。一般为几十到一百多毫安。）UG、IG：控制极触发电压和电流。（在室温下，阳极电压为直流6V时，使晶闸管完全导通所必须的最小控制极直流电压、电流。一般UG为1到5V，IG为几十到几百毫安。）晶闸管型号通态平均电压（UTAV）额定电压级别（UDRM）额定通态平均电流（ITAV）晶闸管类型P---普通晶闸管K---快速晶闸管S---双向晶闸管晶闸管K晶闸管电压、电流级别额定通态电流（ITAV）通用系列为1、5、10、20、30、50、100、200、300、400500、600、800

6、、1000A等14种规格。额定电压（UDRM）通用系列为：1000V以下的每100V为一级，1000V到3000V的每200V为一级。通态平均电压（UTAV）等级一般用A~I字母表示，由0.4~1.2V每0.1V为一级。三、可控整流电路（一）单相半波可控整流电路1、电阻性负载电路及工作原理设u1为正弦波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。u1u2uTuLAGKRL（1）工作波形tu2tuGtuLtuT（2）：控制角：导通角输出电压及电流的平均值Uo=Io=（

7、3）LORU2RLcos1U45.02a+=2、电感性负载（1）电路及工作原理设u1为正弦波DAuLGu1u2uTRKLu2正半周时晶闸管导通，u2过零后，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。D称为续流二极管,加入D的目的就是消除反电动势的影响。（2）工作波形（不加续流二极管）tu2tuGtuLtuT工作波形（加续流二极管后）tu2tuGtuTuLtiLAV（3）电压与电流的计算（加入续流二极管后的情况）U0=Io负载中的电压及电流当L>>R时，ILAV在整个周期中可近似看做直流。LRUo=（二）单相全波可控

8、整流电路1、电阻性负载桥式可控整流电路（1）电路及工作原理u2>0的导通路径：u