电子技术 教学课件 作者 肖军 7晶闸管及其应用.ppt

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1、第七章晶闸管及其应用7.1晶闸管元件7.2晶闸管整流电路7.3触发电路7.4晶闸管的保护1.了解晶闸管的基本结构、工作原理、特性和主要参数。2.理解可控整流电路的工作原理、掌握电压平均值与控制角的关系。3.了解TCA触发器及其触发电路的工作原理。第七章晶闸管及其应用本章要求（SiliconControlledRectifier）晶闸管是在晶体管基础上发展起来的一种大功率半导体器件。它的出现使半导体器件由弱电领域扩展到强电领域。晶闸管也像半导体二极管那样具有单向导电性，但它的导通时间是可控的，主要用于

2、整流、逆变、调压及斩波、开关等方面。晶闸管7.1晶闸管元件一、基本结构及导电特性K阴极阳极AP1P2N1N2四层半导体晶闸管是具有三个PN结的四层结构,其外形、结构及符号如图。(c)结构KGA(b)符号三个PN结+KAT2T1_P2N1N2IGIAP1N1P2IKGPPNNNPAGK导通：正偏，触发。截止：反偏，或I0、EG>0EGT1T2EA正向特性反向特性URRMUDRMIG2>IG1>I

3、G0UBRIFUBO正向转折电压IHoUIIG0IG1IG2+_+_反向转折电压U三、伏安特性及主要参数1.伏安特性正向平均电流维持电流2.主要参数(1)UDRM(PFV):正向阻断峰值电压（耐压值）晶闸管控制极开路且正向阻断情况下,允许重复加在晶闸管两端的正向峰值电压。一般取UDRM=80%UB0。URRM(PRV):反向重复峰值电压控制极开路时,允许重复作用在晶闸管元件上的反向峰值电压。一般取URRM=80%UBR。(2)(3)IF额定正向平均电流可控硅处于全导通时可以连续通过的工频正弦半波电

4、流的平均值。IFt2如果正弦半波电流的最大值为Im,则IF一个周期内的平均值有效值：故：I/IF=/2=1.57例如：100A的SCR允许通过150A的有效值。导通角等于90°时，I/IF=/2=2.22；1.57/2.22=0.707;即100A的SCR，在90°时，仅能当作IF=70A的元件使用。(4)IH:维持电流在规定的环境和控制极断路时，晶闸管维持导通状态所必须的最小电流。一般IH为几十~一百多毫安。(5)UG、IG：控制极触发电压和电流室温下，阳极电压为直流6V时，使晶闸管完全

5、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。(6)型号：3CT100/800，KP200/6007.2晶闸管整流电路一、单相半波可控整流电路；1、电阻性负载：uuoRL+–+uT+––Tio控制角导通角+=u>0时：若ug=0，晶闸管不导通，控制极加触发信号，晶闸管承受正向电压,导通。u<0时:晶闸管承受反向电压不导通,uo=0,uT=u，故称可控整流。tO控制角t1tOtOt22tO导通角(2)工作波形阻性负载单相半波可控整流电路

6、电压、电流波形(3)整流输出电压及电流的平均值=0，U0=0.45U2；=180，U0=0；2、电感性负载：u>0时：D反向截止，不影响整流电路工作。uuoR+–+uT+––LTioDio+–u<0时：D正向导通,晶闸管承受反向电压关断,电感元件L释放能量形成的电流经D构成回路(续流)。工作波形(加续流二极管)iL2tOtOttOti0tistiD续流二极管的作用，大电感。二、单相半控桥式整流电路工作原理T1和D2承受正向电压。T1控制极加触发电压,则T1和D2导通，电流

7、的通路为T1、T2晶闸管D1、D2晶体管aRLD2T1b(1)电压u为正半周时io+–+–T1T2RLuoD1D2au+–b此时，T2和D1均承受反向电压而截止。io+–+–T1T2RLuoD1D2au+–bT2和D1承受正向电压。T2控制极加触发电压,则T2和D1导通，电流的通路为(2)电压u为负半周时bRLD1T2a此时，T1和D2均承受反向电压而截止。ttOtO3.工作波形2tOuT2uD1uD24.输出电压及电流的平均值例1：R=4欧，U0=080伏；求：U2=？，选S

8、CR，D。解：1）设=0，U0=80伏，I0=20安，U2=80/0.9=88.9伏。考虑电网压降，最小值限制，增加10%余量，U2=100伏。2）UDM=U22=141V,Im=(1/2)I0=10A；取K=2，US=300V,IS=20A，选3CT20/300;为简化设计，二极管与SCR参数相同。7.3触发电路对触发电路的基本要求：(1)保证触发信号与电源同步(2)有一定的移相范围TCA785触发器的结构及工作原理锯齿波UC控制电压UKUM∞tukucumu