晶閘管及其應(yīng)用教學(xué)課件

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1、6-6晶閘管及其應(yīng)用16-6晶閘管及其應(yīng)用一、晶閘管的基礎(chǔ)知識二、可控整流電路三、晶閘管觸發(fā)電路四、單結(jié)管觸發(fā)的可控整流電路五、晶閘管的其它應(yīng)用及保護類型2晶閘管（Thyristor）[別名：可控硅（SCR)]它是一種大功率半導(dǎo)體器件，出現(xiàn)于70年代。它的出現(xiàn)使半導(dǎo)體器件的應(yīng)用由弱電領(lǐng)域擴展到強電領(lǐng)域。體積小、重量輕、無噪聲、壽命長、容量大（正向平均電流達千安、正向耐壓達數(shù)千伏）、使用維護簡單。特點種類有普通型、雙向型、可關(guān)斷型和快速型等。應(yīng)用領(lǐng)域逆變可控整流（交流直流）斬波（直流交流）變頻（交流交流）（直流直流）此外還可作無觸點開關(guān)等3一、晶閘管的基礎(chǔ)知識1.結(jié)構(gòu)A（陽極）P

2、1P2N1三個PN結(jié)N2四層半導(dǎo)體K（陰極）G（控制極）晶閘管外形內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖形符號a)塑封式小容量b)、c）型螺旋式中等容量d）平板式大容量AKGJ1J2J34KAA工作原理分析示意圖AIG?IG??IGKAP1GT1T2GG2工作原理兩種工作狀態(tài):導(dǎo)通與截止（阻斷）J1J3J2P2PPPN1NNNN2SBUG+-+-UARAIAT1T2GSBUG+--+UARAA導(dǎo)通截止T1T2+-+-UARAKAGSBUG阻斷工作過程UAK>0、UGK>0時T1導(dǎo)通T2導(dǎo)通形成正反饋一步導(dǎo)通，晶閘管迅速飽和導(dǎo)通；IB1=?IGIC2=?IB2=IB1IC1=?IB1=??IG=IB2UAK

3、<0、UGK≥0時,晶閘管截止。KK正反饋T1進迅速飽和導(dǎo)通5（1）晶閘管開始工作時，UAK加反向電壓，或不加觸發(fā)信號（即UGK=0）；（2）晶閘管正向?qū)ê螅钇浣刂?，必須減小UAK，或加大回路電阻，使晶閘管中電流的正反饋效應(yīng)不能維持。晶閘管導(dǎo)通后，去掉UGK，依靠正反饋，晶閘管仍維持導(dǎo)通狀態(tài)；晶閘管截止的條件：晶閘管具有單向?qū)щ娦哉驅(qū)l件：A、K間加正向電壓，G、K間加觸發(fā)信號；晶閘管一旦導(dǎo)通，控制極失去作用。若使其關(guān)斷，必須降低UAK或加大回路電阻，把陽極電流減小到維持電流以下。結(jié)論63.(1)晶閘管伏安特性IG1=0AIG2IG3正向反向URRMIAIHITUDSM

4、UDRMUAKURSM0IG3>IG2>IG1正向特性：控制極開路時，隨UAK的加大，陽極電流逐漸增加。當(dāng)U=UDSM時，晶閘管自動導(dǎo)通。UAK—陽極、陰極間的電壓I—陽極電流反向特性：隨反向電壓增加，反向漏電流稍有增加，當(dāng)U=URSM時，反向擊穿。特性與參數(shù)UDRM：斷態(tài)重復(fù)峰值電壓，一般UDRM=80%UDSM,普通約為100V~3000V。URRM：反向重復(fù)峰值電壓。一般URRM=80%URSM。普通約為100V~3000V。IT：額定正向平均電流。當(dāng)環(huán)境溫度為40℃時,在電阻性負載，導(dǎo)電角不小于170o的電路中，晶閘管允許的最大平均電流。普通晶閘管IT1A~1000A。

5、(2)①②IH：維持電流。在室溫下，控制極開路、晶閘管被觸發(fā)導(dǎo)通后，維持導(dǎo)通狀態(tài)所必須的最小電流。一般為幾十到一百多毫安。③UDSM：斷態(tài)不重復(fù)峰值電壓—正向轉(zhuǎn)折電壓。正常工作時,UAK應(yīng)小于UDSM。URSM：反向不重復(fù)峰值電壓。正常工作時，反向電壓必須小于URSM。主要參數(shù)⑧④⑤⑥特性說明UT：正向管壓降平均電壓。在規(guī)定的條件下，晶閘管導(dǎo)通電流為IT時，陽、陰兩極間的電壓平均值。一般約為1V。⑦UG、IG：控制極觸發(fā)電壓和電流。在室溫下，UAK為直流6V時，使晶閘管完全導(dǎo)通的最小控制極直流電壓、電流。一般UG為1到5V，IG為幾十到幾百毫安。7IT含義說明t?2?IT0iT

6、晶閘管型號通態(tài)平均電壓（UT）額定電壓級別（UDRM）P—普通晶閘管K—快速晶閘管S—雙向晶閘管晶閘管晶閘管類型K額定通態(tài)平均電流（IT）8晶閘管電壓、電流級別額定通態(tài)電流（IT）通用系列為1、5、10、20、30、50、100、200、300、400500、600、800、1000A等14種規(guī)格。額定電壓（UDRM）通用系列為：1000V以下的每100V為一級，1000V到3000V的每200V為一級。通態(tài)平均電壓（UT）等級一般用A~I字母表示，由0.4~1.2V每0.1V為一級。9二、可控整流電路1.單相半波可控整流電路電阻性負載電路及工作原理u2>0時，加上觸發(fā)電壓uG

7、，晶閘管導(dǎo)通。且uL的大小隨uG加入的時刻而變化；u2<0時，晶閘管不通，uL=0。故稱可控整流。u2uTuLAGKRL（1）u2uGuLuT??u1工作波形?：控制角?：導(dǎo)通角輸出電壓及電流的平均值tttt000010晶閘管電壓選擇步驟根據(jù)電源電壓的峰值（U2M）,計算正、反向重復(fù)峰值電壓。一般取：UDRM=URRM=（1.5~2）U2M??根據(jù)UDRM、URRM選取晶閘管電壓的額定值晶閘管電流選擇ITM=（3~3.5）IT11（2）電感性負載電路及工作原理DuLu2uTu2正半周時晶閘管