晶閘管及其工作原理

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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級(jí),,第三級(jí),,第四級(jí),,第五級(jí),,,,*,1,1.3,半控型器件,—,晶閘管,1.3.1,晶閘管及其工作原理,,1.3.2,晶閘管的特性。,,1.3.3,晶閘管的主要參數(shù),2,1.3.1,晶閘管及其工作原理,,晶閘管,(,Thyristor),俗稱可控硅,(,Silicon Controlled Rectifier—SCR),,,包括：,KP,（普通型）、,KK,（快速）,,,KG,（可關(guān)斷型）、,KS,（雙向型）、,,,KN,（逆導(dǎo)型：,KP,加反并聯(lián)整流二極管）及光控型。,,1),外型：,,螺栓式,——,安裝方便，散熱效果差（,

2、100A,以下）,,平板式,——,安裝麻煩，散熱效果好（,200A,以上）,,塑封式,——,小電流,1.,外型符號(hào),概述,3,螺栓型和平板型封裝,,引出陽(yáng)極,A,、陰極,K,和門(mén)極（控制端）,G,三個(gè)聯(lián)接端,,螺栓型封裝：,通常螺栓為陽(yáng)極，能與散熱器緊密聯(lián)接且安裝方便,,平板型封裝：,晶閘管可由兩個(gè)散熱器將其夾在中間,,晶閘管的外形,4,晶閘管的外形,小電流塑封式,小電流螺旋式,大電流螺旋式,大電流平板式,圖形符號(hào),5,晶閘管的外形,KP,螺旋式,6,晶閘管的外形,平板式,7,,晶閘管模塊,8,晶閘管的散熱方式,,自冷式,,風(fēng)冷式,,水冷式,9,晶閘管的散熱方式,水冷式,風(fēng)冷式,自冷式,10,

3、3),散熱方式 自冷,——20A,以下,,風(fēng)冷,——30A-1000A,，風(fēng)速,6,m/s,,,水冷,——500A-1000A,，水質(zhì)電阻率,,20,k,?/cm,PH,值,6-8,，流量,400,ml/min，,進(jìn),水溫度,35°,c,A,,陽(yáng)極,K,,陰極,G,（門(mén)極）,2),符號(hào),11,,導(dǎo)通的晶閘管電流總是從陽(yáng)極到,,陰極。,2.,簡(jiǎn)單的晶閘管整流電路,,陽(yáng)極電壓,U,AK,=Ua,,,陽(yáng)極電流,I,AK,=Ia,,,門(mén)極電壓,U,GK,=Ug,,,門(mén)極電流,I,GK,=Ig,A,,K,,G,,Ua,Ia,Ig,12,P1 N1 P2 N2,1),內(nèi)部結(jié)構(gòu),四層三端器件,,三個(gè),P

4、N,結(jié),J1,J2,J3,2),工作原理,,條件,:G,懸空（或加反壓）,U,AK,>0,時(shí)，,J1,J3,正偏,,J2,反偏,→,A,、,K,間無(wú)電流,,,→,正向阻斷狀態(tài),U,AK,<0,時(shí)，,J1,J3,反偏,,J2,正偏→,A,、,K,間無(wú)電流,,→,反向阻斷狀態(tài),(1),,阻斷狀態(tài),3.,內(nèi)部機(jī)理,,,,,A,K,G,J1,J2,J3,,G,J1,J2,J3,,P2,N2,K,P1,N1,A,,P2,N1,,,,A,G,K,P,1,N,1,P,2,N,1,P,2,N,2,,等效電路,13,條件：,AK,正偏，,GK,正偏,.,,加,Ig,電流,→,正反饋，晶閘管迅速導(dǎo)通。,(2),導(dǎo)

5、通狀態(tài),I,A,的大小由外電路負(fù)載決定,(3),關(guān)斷,關(guān)斷條件,: Ia,減小至維持電流,I,H,以下。,,實(shí)現(xiàn)方法,: U,AK,減小到零或加反壓,Ic,1,Ic,2,Ig,I,k,I,A,I,b2,G,K,A,Ug,E,A,I,b1,導(dǎo)通過(guò)程,：,,,Ig I,b2,Ic2 (I,b1,) I,c,1,正反饋過(guò)程,I,A,14,,I,c1,=,?,1,I,A,+,I,CBO1,,（,1-1,）,,,I,c2,=,?,2,I,K,+,I,CBO2,,（,1-2,）,,,I,K,=,I,A,+,I,G,,（,1-3,）,,,,I,A,=,I,c,1,+,I,c,2,,（,1-4

6、,）,(4),數(shù)量關(guān)系,說(shuō)明,:,線性條件下成立,式中,?,1,和,?,2,分別是晶體管,V1,和,V2,的共基極電流增益,I,CBO1,和,I,CBO2,分別是,V1,和,V2,的共基極漏電流,,由式（,1-1,）,~,（,1-4,）可得,,（,1-5,）,Ic,1,Ic,2,Ig,I,k,I,A,I,b2,G,K,A,Ug,E,A,I,b1,V1,V2,15,關(guān)斷方法,,交流電路利用電壓反向自動(dòng)關(guān)斷晶閘管,,直流電路設(shè)置關(guān)斷電路加反壓關(guān)斷晶閘管,,小 結(jié),①,承受反向電壓時(shí)，不論門(mén)極是否有觸發(fā)電流，晶閘管都不會(huì)導(dǎo)通。,②,承受正向電壓時(shí)，僅在門(mén)極有觸發(fā)電流的情況下晶閘管才能開(kāi)通,→,導(dǎo)

7、通條件,。,③,晶閘管導(dǎo)通后相當(dāng)于二極管→單向?qū)щ娦?④,一旦導(dǎo)通，門(mén)極就失去控制作用→半控性,門(mén)極常采用正向脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)→觸發(fā),⑤,導(dǎo)通后陽(yáng)極電流,Ia,小于維持電流I,H,才會(huì)關(guān)斷,→,關(guān)斷條件,16,有關(guān)晶閘管的幾個(gè)名詞,觸發(fā),：當(dāng)晶閘管加上正向陽(yáng)極電壓后，門(mén)極加上適當(dāng)?shù)恼蜷T(mén)極電壓，使晶閘管導(dǎo)通的過(guò)程稱為觸發(fā)。,,維持電流,I,H,：維持晶閘管導(dǎo)通所需的最小陽(yáng)極電流。,,正向阻斷：,晶閘管加正向電壓未超過(guò)其額定電壓，門(mén)極未加電壓的情況下，晶閘管關(guān)斷。,,硬開(kāi)通：,給晶閘管加足夠的正向陽(yáng)極電壓，即使晶閘管未加門(mén)極電壓也會(huì)導(dǎo)通的現(xiàn)象叫硬開(kāi)通。,,反向阻斷：,當(dāng)晶閘管加反向陽(yáng)極電壓時(shí)，晶閘管不會(huì)導(dǎo)通。,17,有關(guān)晶閘管的幾個(gè)特性,,晶閘管具有可控性。,,晶閘管具有單向?qū)щ娦浴?,晶閘管一旦導(dǎo)通，門(mén)極將失去控制作用。,,導(dǎo)通后流過(guò)晶閘管的電流由主電路電源和負(fù)載來(lái)決定。,18,例題,如圖，陽(yáng)極電流為交流電壓，門(mén)極在,t1,瞬間合上開(kāi)關(guān),S,，,t4,時(shí)刻開(kāi)關(guān),S,斷開(kāi)，求電阻上的電壓波形,u,d,。,,,,S,Eg,Ug,Ia,Ua,U,2,Rd,Ud,U,2,Ug,,Ud,t,1,t,2,t,3,t,4,