电子技术教学课件作者周俊第6章.ppt

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1、第6章晶闸管及其应用6.1晶闸管6.2晶闸管可控整流电路6.3单晶体管触发电路6.4晶闸管逆变电路6.5晶闸管电路的应用6.6晶闸管的保护6.1晶闸管6.1.1晶闸管1.晶闸管结构、外形与符号晶闸管的结构、外形和符号如图6-1所示。为了说明品闸管的导电原理，可按图6-2所示的电路做一个简单的实验。从上述实验可以看出，晶闸管导通必须同时具备两个条件：①晶闸管阳极电路加正向电压；②控制极电路加适当的正向电压(实际工作中，控制极加正触发脉冲信号)。下一页返回6.1晶闸管2.伏安特性晶闸管的导通和截止这两个工作状态是由阳极电压U、阳极电流I及控制极电流IG决定的，而这儿个量又是互相联系的。

2、在实际应用中常用实验曲线来表示它们之间的关系，这就是晶闸管的伏安特性曲线。图6-3所示的伏安特性曲线是在IG=0的条件下作出的。从图6-3所示的晶闸管的正向伏安特性曲线可见，当阳极正向电压高于转折电压时元件将导通。但是这种导通方法很容易造成晶闸管的不可恢复性击穿而使元件损坏，在正常工作时是不采用的。晶闸管的正常导通受控制极电流IG的控制。为了正确使用晶闸管，必须了解其控制极特性。上一页下一页返回6.1晶闸管当控制极加正向电压时，控制极电路就有电流IG，晶闸管就容易导通，其正向转折电压越低，特性曲线左移。控制极电流越大，向转折电压降低，如图6-4所示。3.主要参数为了正确地选择和使用

3、晶闸管，还必须了解它的电压、电流等主要参数的意义。晶闸管的主要参数有以下几项：(1)正向重复峰值电压UDRM在控制极断路和晶闸管正向阻断的条件下，可以重复加在晶闸管两端的正向峰值电压，称为正向重复峰值电压，用符号UDRM表小。按规定此电压为正向转折电压的80%。上一页下一页返回6.1晶闸管(2)反向重复峰值电压URRM就是在控制极断路时，可以重复加在品晶闸管元件上的反向峰值电压，用符号URRM表示。按规定，此电压为反向转折电压的80%。(3)n1向平均电流Ir在环境温度不大于40℃和标准散热及全导通的条件下，晶闸管通过的工频正弦半波电流(在一个周期内的)平均值，称为正向平均电流IF

4、，简称正向正弦半波电流的最大值为Im，则上一页下一页返回6.1晶闸管然而，这个电流值并不是一成不变的，晶闸管允许通过的最大工作电流还受冷却条件、环境温度、元件导通角、元件每个周期的导电次数等因素的影响。(4)维持电流IH在规定的环境温度和控制极断路时，维持元件继续导通的最小电流称为维持电流IH。当晶闸管的正向电流小于这个电流时，晶闸管将自动关断。上一页下一页返回6.1晶闸管6.1.2其他类型的晶闸管1.快速晶闸管快速晶闸管包括所有专为快速应用而设计的晶闸管，有快速晶闸管和高频晶闸管，其管芯结构和制造工艺进行了改进，开关时间以及du/dt和di/dt耐量都有明显改善。普通晶闸管关断时

5、间为数b微秒，快速晶闸管为数十微秒，高频晶闸管为10ms左右。高频晶闸管的不足在于其电压和电流定额都不易做高。由于工作频率较高，选择通态平均电流时不能忽略其开关损耗的发热效应。上一页下一页返回6.1晶闸管2.双向晶闸管双向晶闸管可认为是一对反向并联连接的普通晶闸管的集成。如图6-5所示，有两个主电极T1和T2，一个门极G；正反两方向均可触发导通，所以双向晶闸管在第z和第111象限有对称的伏安特性；与一对反向并联晶闸管相比是经济的，目控制电路简单，在交流调压电路、固态继电器(SolidStateRelaySSR)和交流电机调速等领域应用较多。通常用在交流电路中，因此不用平均值而用有效

6、值来表小其额定电流值。3.逆导晶闸管如图6-6所示。上一页下一页返回6.1晶闸管4.光控晶闸管光控晶闸管又称光触发晶闸管，是利用一定波长的光照信号触发导通的晶闸管。小功率光控晶闸管只有阳极和阴极两个端子，如图6-7所示。大功率光控晶闸管则还带有光缆，光缆上装有作为触发光源的发光一极管或半导体激光器。光触发保证了主电路与控制电路之间的绝缘，且可避免电磁干扰的影响，因此目前在高电压、大功率的场合，如高压直流输电和高压核聚变装置中，占据重要的地位。上一页返回6.2晶闸管可控整流电路6.2.1单相半波可控整流电路把不可控的单相半波整流电路中的一极管用晶闸管代替，就成为单相半波可控整流电路。

7、下面将分析这种可控整流电路在接电阻性负载和电感性负载时的工作情况。1.电阻性负载图6-8所示是接电阻性负载的单相半波可控整流电路，负载电阻为RL。显然，在晶闸管承受正向电压的时间内，改变控制极触发脉冲的输入时刻(移相)，负载上得到的电压波形就随着改变，这样就控制了负载上输出电压的大小。图6-9所示是接电阻性负载时单相半波可控整流电路的电压与电流的波形。下一页返回6.2晶闸管可控整流电路2.电感性负载(加续流二极管)上面所讲的是接电阻性负载的情况，实际上遇到较多的是电感