晶体闸流管具有可控的导电性
(整理)晶闸管(SCR)原理
晶闸管(SCR)原理作者：时间：2007-12-17 来源:电子元器件网浏览评论推荐给好友我有问题个性化定制关键词：晶闸管半导体材料晶闸管(thyristor)是硅晶体闸流管的简称，俗称可控硅（SCR），其正式名称应是反向阻断三端晶闸管。
除此之外，在普通晶闸管的基础上还派生出许多新型器件，它们是工作频率较高的快速晶闸管(fast switching thyristor，FST)、反向导通的逆导晶闸管(reverse conducting thyristor，RCT)、两个方向都具有开关特性的双向晶闸管(TRIAC)、门极可以自行关断的门极可关断晶闸管（gate turn off thyristor，GTO）、门极辅助关断晶闸管(gate assisted turn off thytistor，GATO)及用光信号触发导通的光控晶闸管(light controlled thyristor，LTT)等。
一、结构与工作原理晶闸管是三端四层半导体开关器件，共有3个PN结，J1、J2、J3，如图1(a)所示。
其电路符号为图1(b)，A(anode)为阳极，K(cathode)为阴极，G(gate)为门极或控制极。
若把晶闸管看成由两个三极管T1(P1N1P2)和T2(N1P2N2)构成，如图1(c)所示，则其等值电路可表示成图1(d)中虚线框内的两个三极管T1和T2。
对三极管T1来说，P1N1为发射结J1，N1P2为集电结J2；对于三极管T2，P2N2为发射结J3，N1P2仍为集电结J2；因此J2（N1P2）为公共的集电结。
当A、K两端加正电压时，J1、J3结为正偏置，中间结J2为反偏置。
当A、K两端加反电压时，J1、J3结为反偏置，中间结J2为正偏置。
晶闸管未导通时，加正压时的外加电压由反偏值的J2结承担，而加反压时的外加电压则由J1、J3结承担。
如果晶闸管接入图1(d)所示外电路，外电源U S正端经负载电阻R引至晶闸管阳极A，电源U S的负端接晶闸管阴极K，一个正值触发控制电压U G经电阻R G后接至晶闸管的门极G，如果T1（P1N1P2）的共基极电流放大系数为α1，T2（N1P2N2）的共基极电流放大系数为α2，那么对T1而言，T1的发射极电流I A的一部分α1I A将穿过集电结J2，此外，J2受反偏电压作用，要流过共基极漏电流i CBO1，因此图1(d)中的I C1可表示为I C1=α1I A+i CBO1。
晶闸管的基础知识和在可控整流技术方面的应用
上海交通职业技术学院学生毕业论文毕业论文题目晶闸管的基础知识和在可控整流技术方面的应用专业港口物流设备与自动控制学号0910032姓名指导老师目录目录 (1)摘要 (2)1 绪论 (3)1.1 课题背景及发展方向 (3)1.2 本文主要工作 (3)2 晶闸管元件 (4)2.1晶闸管元件简介 (4)2.1.1.单向晶闸管的工作原理和主要参数 (4)2.1.2 双向晶闸管的工作原理和主要参数 (7)3.晶闸管的应用 (10)3.1 单相半波可控整流电路 (11)3.1.1电阻性负载 (11)3.1.2电感性负载及续流二极管 (13)3.1.3反电动势负载 (17)结束语 (19)参考文献 (20)致谢 (21)晶闸管的基础知识和在可控整流技术方面的应用李坤清摘要：晶闸管是晶体闸流管的简称，俗称可控硅整流器（SCR ,SiliconControlled Rectifier）,简称可控硅，其规范术语是反向阻断三端晶闸管。
晶闸管是一种既具有开关作用，又具有整流作用的大功率半导体器件，应用于可控整流变频、逆变及无触点开关等多种电路。
对它只要提供一个弱点触发信号，就能控制强电输出。
所以说它是半导体器件从弱电领域进入强电领域的桥梁。
目前为止，晶闸管是电子工业中应用最广泛的半导体器件，尽管有各种不同的新型半导体材料不断出现，但半导体材料中98%仍是硅材料，硅材料仍是集成电路产业的基础，其中晶闸管具有体积小、重量轻、功率高、寿命长等优点而得到广泛应用。
晶闸管的作用主要有以下几种，1.变流整流，2.调压，3. 变频，4.开关（无触点开关）。
普通晶闸管最基本的用途就是可控整流。
大家熟悉的二极管整流电路属于不可控整流电路。
如果把二极管换成晶闸管，就可以构成可控整流电路、逆变、电机调速、电机励磁、无触点开关及自动控制等方面。
在电工技术中，常把交流电的半个周期定为180°，称为电角度。
这样，在U2的每个正半周，从零值开始到触发脉冲到来瞬间所经历的电角度称为控制角α；在每个正半周内晶闸管导通的电角度叫导通角θ。
26—4.3晶体闸流管的工作原理
重点
晶体闸流管的检测方法。
难点
晶体闸流管的工作原理。
关键
弄清楚晶体闸流管的检测方法，能将知识应用到实际中。
教具资料
万用表、晶体闸流管、图片、教材等。
教学方法
演示法，讨论法，分析法，举例法等。教学ຫໍສະໝຸດ 节教学内容教师调控
学生活动
时间分配
一、
二、
三、
四、
五、
六、
组织教学：
组织学生在座位上坐好，把教材准备好。
晶体闸流管的作用
1.可控整流电路
2.无触点开关电路
3．交流调电压
4.直流逆变电路
课堂练习：检测晶体闸流管。
课堂小结:总结本节课的收获。
布置作业：复习学过的知识。
组织学生做好
学生回答。
介绍晶体闸流管的工作原理。
说明晶体闸流管的检测方法。
教师做演示
通过图形进行说明。
说明双向晶闸管的原理。
利用图形说明。
晶体闸流管的作用。
导入新课：
教师带领学生复习上节课的知识，提问学生上节课学的主要内容是什么？
新课讲授：
晶体闸流管简称为晶闸管，也叫做可控硅，是一种具有三个PN结的功率型半导体器件，包括单项晶闸管、双向晶闸管、可关断晶闸管等。
晶体闸流管的工作原理
晶体闸流管的特点是具有可控的单向导电性，即不但具有一般二极管单相导电的整流作用，而且可以对导通电流进行控制。
《建筑装修电工技术图解》教学设计
学校：大连市经济贸易学校授课班级：13级32班
授课教师：闫纪凤授课时间：2015年5月15日
课题
4.3晶体闸流管
课型
新授课
教学目标
知识目标
了解晶体闸流管的工作原理及其检测方法。
晶闸管原理及应用
图3 阳极加反向电压 图4 阳极加正向电压
(2) 正向特性
当门极G开路,阳极A加上正向电压时(见图4),J1、J3结正偏,但J2结反偏,这与普通PN结的反向特性相似,也只能流过很小电流,这叫正向阻断状态,当电压增加,如图2的特性曲线OA段开始弯曲,弯曲处的电压UBO称为“正向转折电压”。
设PNP管和NPN管的集电极电流分别为IC1和IC2,发射极电流相应为Ia和Ik,电流放大系数相应为α1=IC1/Ia和α2=IC2/Ik,设流过J2结的反相漏电流为ICO,晶闸管的阳极电流等于两管的集电极电流和漏电流的总和:
Ia=IC1+IC2+ICO
(3) 触发导通
在门极G上加入正向电压时(如图5所示),因J3正偏,P2区的空穴进入N2区,N2区的电子进入P2区,形成触发电流IGT。在晶闸管的内部正反馈作用(如图2)的基础上,加上IGT的作用,使晶闸管提前导通,导致图2中的伏安特性OA段左移,IGT越大,特性左移越快。
图5 阳极和门极均加正向电压
由于电压升高到J2结的雪崩击穿电压后,J2结发生雪崩倍增效应,在结区产生大量的电子和空穴,电子进入N1区,空穴进入P2区。进入N1区的电子与由P1区通过J1结注入N1区的空穴复合。同样,进入P2区的空穴与由N2区通过J3结注入P2区的电子复合，雪崩击穿后，进入N1区的电子与进入P2区的空穴各自不能全部复合掉。这样，在N1区就有电子积累，在P2区就有空穴积累，结果使P2区的电位升高，N1区的电位下降，J2结变成正偏，只要电流稍有增加,电压便迅速下降，出现所谓负阻特性，见图2中的虚线AB段。这时J1、J2、J3三个结均处于正偏，晶闸管便进入正向导电状态——通态,此时，它的特性与普通的PN结正向特性相似，如图2的BC段。
晶闸管的工作原理和应用
晶闸管的工作原理与应用时间：2009-09-21 14120次阅读【网友评论10条我要评论】收藏1 晶闸管(SCR)晶体闸流管简称晶闸管,也称为可控硅整流元件(SCR),是由三个PN结构成的一种大功率半导体器件。
在性能上,晶闸管不仅具有单向导电性,而且还具有比硅整流元件更为可贵的可控性,它只有导通和关断两种状态。
晶闸管的优点很多,例如:以小功率控制大功率,功率放大倍数高达几十万倍;反应极快,在微秒级内开通、关断;无触点运行,无火花、无噪声;效率高,成本低等。
因此,特别是在大功率UPS供电系统中,晶闸管在整流电路、静态旁路开关、无触点输出开关等电路中得到广泛的应用。
晶闸管的弱点:静态及动态的过载能力较差,容易受干扰而误导通。
晶闸管从外形上分类主要有:螺栓形、平板形和平底形。
2 普通晶闸管的结构和工作原理晶闸管是PNPN四层三端器件,共有三个PN结。
分析原理时,可以把它看作是由一个PNP管和一个NPN管所组成,其等效图解如图1(a)所示,图1(b)为晶闸管的电路符号。
图1 晶闸管等效图解图2.1 晶闸管的工作过程晶闸管是四层三端器件,它有J1、J2、J3三个PN结,可以把它中间的NP分成两部分,构成一个PNP型三极管和一个NPN型三极管的复合管。
当晶闸管承受正向阳极电压时,为使晶闸管导通,必须使承受反向电压的PN结J2失去阻挡作用。
每个晶体管的集电极电流同时就是另一个晶体管的基极电流。
因此是两个互相复合的晶体管电路,当有足够的门极电流Ig流入时,就会形成强烈的正反馈,造成两晶体管饱和导通。
设PNP管和NPN管的集电极电流分别为IC1和IC2,发射极电流相应为Ia和Ik,电流放大系数相应为α1=IC1/Ia和α2=IC2/Ik,设流过J2结的反相漏电流为ICO,晶闸管的阳极电流等于两管的集电极电流和漏电流的总和:Ia=IC1+IC2+ICO=α1Ia+α2Ik+ICO(1)若门极电流为Ig,则晶闸管阴极电流为:Ik=Ia+Ig。
程控单结晶体管(PUT)和可控硅(SCR)的区别
可控硅一、概述一种以硅单晶为基本材料的P1N1P2N2四层三端器件，创制于1957年，由于它特性类似于真空闸流管，所以国际上通称为硅晶体闸流管，简称晶闸管T。
又由于晶闸管最初应用于可控整流方面所以又称为硅可控整流元件，简称为可控硅SCR。
在性能上，可控硅不仅具有单向导电性，而且还具有比硅整流元件（谷称“死硅”）更为可贵的可控性。
它只有导通和关断两种状态。
可控硅能以毫安级电流控制大功率的机电设备，如果超过此频率，因元件开关损髦显著增加，允许通过的平均电流相降低，此时，标称电流应降级使用。
可控硅的优点很多，例如：以小功率控制大功率，功率放大倍数高达几十万倍；反应极快，在微秒级内开通、关断；无触点运行，无火花、无噪音；效率高，成本低等等。
可控硅的弱点：静态及动态的过载能力较差；容易受干扰而误导通。
可控硅从外形上分类主要有：螺栓形、平板形和平底形。
二、可控硅元件的结构和型号1、结构不管可控硅的外形如何，它们的管芯都是由P型硅和N型硅组成的四层P1N1P2N2结构。
见图1。
它有三个PN结（J1、J2、J3），从J1结构的P1层引出阳极A，从N2层引出阴级K，从P2层引出控制极G，所以它是一种四层三端的半导体器件图1、可控硅结构示意图和符号图2、型号目前国产可控硅的型号有部颁新、旧标准两种，新型号将逐步取代旧型号。
表一 KP型可控硅新旧标准主要特性参数对照表KP型可控硅的电流电压级别见表二表二、KP型可控硅电流电压级别示例：（1）KP5-10表示通态平均电流5安，正向重复峰值电压1000伏的普通反向阻断型可控硅元件。
（2）KP500-12D表示通态平均电流500安，正、反向重复峰值电压1200伏，通态平均电压0.7伏的业通反向阻断型可控硅元件。
（3）3CT5/600表示通态平均电流5安，正、反向重复峰值电压600伏的旧型号普通可控硅元件。
三、可控硅元件的工作原理及基本特性1、工作原理可控硅是P1N1P2N2四层三端结构元件，共有三个PN结，分析原理时，可以把它看作由一个PNP管和一个NPN管所组成，其等效图解如图2所示图2、可控硅等效图解图当阳极A加上正向电压时，BG1和BG2管均处于放大状态。
晶闸管的原理、特性、主要参数及测试方法
晶闸管的原理、特性、主要参数及测试方法1.1 晶闸管晶闸管（Thyristor）是硅晶体闸流管的简称，也称为可控硅SCR（Semiconductor Control Rectifier）。
晶闸管作为大功率的半导体器件，只要用几十至几百毫安的电流就可以控制几百至几千安的大电流，实现了弱电对强电的控制。
1.1.1 晶闸管的结构晶闸管是四层（P1N1P2N2）三端（阳极A、阴极K、门极G）器件，其内部结构和等效电路如图1-1所示。
图1-1 晶闸管的内部结构和等效电路晶闸管的符号及外形如图1-2所示，图1-2（a）为晶闸管的符号，图1-2（b）为晶闸管的外形。
晶闸管的类型大致有4种：塑封型、螺栓型、平板型和模块型。
塑封型晶闸管多用于额定电流5A以下；螺栓型晶闸管额定电流一般为5～200A；平板型晶闸管用于额定电流200A以上；模块型晶闸管额定电流可达数百安培。
晶闸管由于体积小、安装方便，常用于紧凑型设备中。
晶闸管工作时，由于器件损耗会产生热量，需要通过散热器降低管芯温度，器件外形是为便于安装散热器而设计的。
图1-2 晶闸管的符号及外形晶闸管的散热器如图1-3所示。
图1-3 晶闸管的散热器1.1.2 晶闸管的工作原理以图1-4所示的晶闸管的导通实验电路来说明晶闸管的工作原理。
在该电路中，由电源EA、晶闸管的阳极和阴极、白炽灯组成晶闸管主电路，由电源EG、开关S、晶闸管的门极和阴极组成控制电路（触发电路）。
图1-4 晶闸管的导通实验电路实验步骤及结果说明如下。
（1）将晶闸管的阳极接电源EA的正极，阴极经白炽灯接电源的负极，此时晶闸管承受正向电压。
当控制电路中的开关S断开时，灯不亮，说明晶闸管不导通。
（2）当晶闸管的阳极和阴极承受正向电压，控制电路中开关S闭合，使控制极也加正向电压（控制极相对阴极）时，灯亮说明晶闸管导通。
（3）当晶闸管导通时，将控制极上的电压去掉（即将开关S断开），灯依然亮，说明一旦晶闸管导通，控制极就失去了控制作用。
单向可控硅及其应用电路分析
单向可控硅及其应用电路分析可控硅全称“可控硅整流元件”（Silicon Controlled Rectifier），简写为SCR，别名晶体闸流管（Thyristor），是一种具有三个PN结、四层结构的大功率半导体器件。
可控硅体积小、结构简单、功能强，可起到变频、整流、逆变、无触点开关等多种作用，因此现已被广泛应用于各种电子产品中，如调光灯、摄像机、无线电遥控、组合音响等。
其原理图符号如下图所示：从可控硅的电路符号可以看到，它和二极管一样是一种单方向导电的器件，只是多了一个控制极G，正是它使得可控硅具有与二极管完全不同的工作特性。
可控硅是可以处理耐高压、大电流的大功率器件，随着设计技术和制造技术的进步，越来越大容量化。
可控硅的基本结构如下图所示：三个PN结（J1、J2、J3）组成4层P1-N1-P2-N2结构的半导体器件对外有三个电极，由最外层P型半导体材料引出的电极作为阳极A，由中间的P型半导体材料引出的电极称为控制极G，由最外层的N 型半导体材料引出的电极称为阴极K，它可以等效成如图所示的两只三极管电路。
下面我们来看看可控硅的工作原理：如下图所示，初始状态下，电压V AK施加到可控硅的A、K两个端，此时三极管Q1与Q2都处于截止状态，两者地盘互不侵犯。
此时V AK电压全部施加到A、K两极之间，这个允许施加的最大电压V AK即断态重复峰值电压V DRM（Peak Repetitive Off-StateVoltage），相应的有断态重复峰值电流I DRM（Peak Repetitive Off-StateCurrent）如下图所示，电压V GK施加到G、K两极后，Q2的发射结因正向偏置而使其导通，从而产生了基极电流I B2，此时Q2尚处于截止状态，可控硅阳极电流I A为0，Q1的基极电流I B1也为0，电阻R2上也没有压降，因此Q2的集电极-发射电压V CE2为V AK，这个电压值通常远大于V BE2，即使是在测试数据手册中的参数时，V AK也至少有6V，实际应用时V AK会有几百伏，因此，三极管Q2的发射结正偏、集电结反偏，开始处于放大状态。
万用表针对晶闸管的检测
万用表针对晶闸管的检测晶闸管是晶体闸流管（Thyristor）的简称，由于它是一种大功率开关型半导体器件，故又称为可控硅。
晶闸管是一种大功率半导体器件，它的出现使半导体元件由弱电领域扩展到强电领域。
最常用的晶闸管又分为单向晶闸管和双向晶闸管。
单向晶闸管又名可控硅整流器、晶体闸流管（Silicon Controlled Rectif ier，SCR），它是一种由PNPN四层半导体材料构成的三端半导体器件，三个引出电极的名称分别为阳极A、阴极K和门极G（又称栅极）。
单向晶闸管的阳极与阴极之间具有单向导电的性能，其内部电路可以等效为由一只PNP三极管和一只NPN三极管组成的组合管，如图1所示。
图1 单向晶闸管内部电路结构单向晶闸管的内部等效电路如图2所示。
图2 单向晶闸管的内部等效电路双向晶闸管（Triode AC Switch，TRIAC）是在单向晶闸管的基础上研制的一种新型半导体器件，它是由NPNPN五层半导体材料构成的三端半导体器件，其三个电极分别为主电极T1、主电极T2和门极G。
双向晶闸管的阳极与阴极之间具有双向导电的性能，其内部电路可以等效为两只普通晶闸管反相并联组成的组合管，双向晶闸管的内部等效电路如图3所示。
图3 双向晶闸管的内部等效电路1、用指针式万用表检测晶闸管先用R ×1或R ×10挡任测两个极之间的电阻值，若正、反向测指针均不动，可能是A、K极或G、A极（对单向晶闸管）也可能是T2、T1极或T2、G极（对双向晶闸管）。
若其中有一次测量指示数值为几十至几百欧，则为单向晶闸管。
且红表笔所接为阴极K，黑表笔接的为门极G，剩下即为阳极A。
若正、反向测指示的数值均为几十至几百欧，则为双向晶闸管。
其中必有一次阻值稍大，阻值稍大的一次红表笔接的为门极G，黑表笔所接为主电极T1，余下是主电极T2。
2、用数字式万用表检测晶闸管将数字式万用表拨至二极管挡，红表笔固定任接某个引脚，用黑表笔依次接触另外两个引脚，如果在两次测试中，一次显示值小于1V，另一次显示溢出符号“0.L”或“1”（视不同的数字式万用表而定），表明红表笔接的引脚不是阴极K（单向晶闸管）就是主电极T2（双向晶闸管）。
一文读懂晶闸管的原理及工作特性
一文读懂晶闸管的原理及工作特性晶闸管（Thyristor）是开发最早的电力电子器件。
晶闸管全称为晶体闸流管，是半控型电力电子器件，晶闸管可以被控制导通而不能用门极控制关断，具有耐高压、电流大、抗冲击能力强等特点。
晶闸管相当于一个可以被控制接通的导电开关，由PNPN四层半导体结构组成，它有三个极：阳极、阴极、控制极。
一、晶闸管的伏安特性晶闸管是由PNPN四层单导体组成，有三个PN结。
晶闸管有三个引线端子：阳极A、阴极K、和门极G。
晶闸管阳极与阴极间电压和它的阳极电流之间的关系，称为晶闸管的伏安特性。
当IG=0时，如果在晶闸管两端施加正向电压，则J2结处于反偏，晶闸管处于正向阻断状态，只流过很小的漏电流，如果正向电压超过临界极限值（正向转折电压Ub0）时，则漏电流急剧增大，正向转折电压降低。
导通后晶闸管的特性跟二极管的正向特性相似，即使通过很大的阳极电流，晶闸管本身的压降确很小。
导通时如果门极电流为零，并且阳极电流降到维持电流IH以下，则晶闸管又回到正向阻断状态。
当在晶闸管上施加反向电压时，晶闸管的J1、J3结处于反偏状态，这时伏安特性类似二极管的反向特性。
晶闸管处于反向阻断状态，只有很小的漏电流流过，当反向电压超过反向击穿电压后，反向漏电流急剧增大，晶闸管反向击穿。
二、晶闸管的门极伏安特性在给晶闸管施加正向阳极电压的情况下，若再给门极加入适当的控制信号，可使晶闸管由阻断变为导通。
晶闸管的门极和阴极之间是一个PN结J3，它的伏安特性称为门极伏安特性。
当给门极施加一定电压后门极附近会发热，当电压过大时，会使晶闸管整个结温度上升，直接影响晶闸管的正常工作，甚至使门极烧坏。
所以门极上施加的电压、电流、功率是有一定限制的。
三、晶闸管的动态特性晶闸管在电路中起开关作用。
由于器件的开通和关断时间很短，当开关频率较低时，可以假定晶闸管是瞬时开通和关断的，可以忽略其动态特性和损耗。
当工作频率较高时，因工作周期缩短，晶闸管的开通和关断时间就不能忽略，动态损耗占比相对增大，成为引起晶闸管发热的主要原因。
电力电子专业技术试题及答案(3)
考试试卷一、填空题（本题共17小题，每空1分，共20分）1、晶闸管是硅晶体闸流管的简称，常用的外形有与。
2、选用晶闸管的额定电流时，根据实际最大电流计算后至少还要乘以。
3、晶闸管的导通条件是。
4、晶闸管的断态不重复峰值电压U DSM与转折电压U BO在数值大小上应为U DSMU BO。
5、从晶闸管的伏安特性曲线可知，晶闸管具有的特性。
6、把晶闸管承受正压起到触发导通之间的电角度称为。
7、触发脉冲可采取宽脉冲触发与双窄脉冲触发两种方法，目前采用较多的是触发方法。
8、可控整流电路，是三相可控整流电路最基本的组成形式。
9、在三相半波可控整流电路中，电感性负载，当控制角时，输出电压波形出现负值，因而常加续流二极管。
10、三相桥式整流电路中，当控制角α＝300时，则在对应的线电压波形上触发脉冲距波形原点为。
11、考虑变压器漏抗的可控整流电路中，如与不考虑漏抗的相比，则使输出电压平均值。
12、有源逆变器是将直流电能转换为交流电能馈送回的逆变电路。
13、有源逆变产生的条件之一是：变流电路输出的直流平均电压U d的极性必须保证与直流电源电势E d的极性成相连，且满足|U d|<|E d|。
14、为了防止因逆变角β过小而造成逆变失败，一般βmin应取，以保证逆变时能正常换相。
15、载波比(又称频率比)K是PWM主要参数。
设正弦调制波的频率为f r，三角波的频率为f c，则载波比表达式为K= 。
16、抑制过电压的方法之一是用吸收可能产生过电压的能量，并用电阻将其消耗。
17、斩波器的时间比控制方式分为、、三种方式。
二、选择题（本题共10小题，每题1分，共10分）1、晶闸管的伏安特性是指( )A、阳极电压与门极电流的关系B、门极电压与门极电流的关系C、阳极电压与阳极电流的关系D、门极电压与阳极电流的关系2、晶闸管电流的波形系数定义为( )A 、TdTf I I K =B 、dTTf I I K =C 、K f =I dT ·I TD 、K f =I dT -I T3、接有续流二极管的单相半控桥式变流电路可运行的工作象限是( )A 、第二象限B 、第三象限C 、第四象限D 、第一象限4、电阻性负载三相半波可控整流电路，相电压的有效值为U 2，当控制角α≤30°时，整流输出电压平均值等于( )A 、1.17U 2cos αB 、1.17U 2sin αC 、1.41U 2cos αD 、1.41U 2sin α5、在大电感负载三相全控桥中，整流电路工作状态的最大移相范围是（ ）A 、60°B 、180°C 、120°D 、90°6、对于三相半波可控整流电路，换相重叠角γ与哪几个参数有关( )A 、α、U 2、负载电流I d 以及变压器漏抗X CB 、α和U 2C 、α以及负载电流ID 、α、U 2以及变压器漏抗X C 7、单相全控桥式变流电路工作于有源逆变状态，在逆变角β期间，处于换相进行关断的晶闸管承受的电压是( )A 、反向电压B 、正向电压C 、零电压D 、交变电压 8、三相全控桥式有源逆变电路，晶闸管电流的有效值I T 为( )A 、d I 31B 、d I 31 C 、d I 32D 、I d 9、若增大SPWM 逆变器的输出电压基波频率，可采用的控制方法是( )A 、增大三角波幅度B 、增大三角波频率C 、增大正弦调制波频率D 、增大正弦调制波幅度 10、晶闸管固定脉宽斩波电路，一般采用的换流方式是( )A 、电网电压换流B 、负载电压换流C 、器件换流D 、LC 谐振换流三、简答题（本题共5小题，每小题5分，共25分）1、 维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能由导通变为关断？（5分）2、 要实现有源逆变，必须满足什么条件？哪些电路类型不能进行有源逆变？（5分）3、 什么是直流斩波电路？分别写出降压和升压斩波电路直流输出电压U 0与电源电压U d 的关系式。
电力电子技术试题库
电力电子技术试题库一、填空题（每空格1分，共110分）1．晶闸管是硅晶体闸流管的简称，常用的有螺栓式与＿＿＿＿＿＿＿。
2．晶闸管象二极管一样，具有可控＿＿＿＿＿＿＿特性。
3．为了保证晶闸管可靠与迅速地关断，通常在管子阳极电压下降为零之后，加一段时间的＿＿＿＿电压。
4．选用晶闸管的额定电压值应比实际工作时的最大电压大＿＿＿＿＿＿＿倍，使其有一定的电压裕量。
5．选用晶闸管的额定电流时，根据实际最大电流计算后至少还要乘以＿＿＿＿＿＿＿。
6．在螺栓式晶闸管上有螺栓的一端是＿＿＿＿＿＿＿极。
7．单相半波可控整流电路，当电感性负载接续流二极管时，控制角的移相范围为＿＿＿＿＿＿＿。
8．在反电动势负载时，只有＿＿＿＿＿＿＿的瞬时值大于负载的反电动势，整流桥路中的晶闸管才能随受正压而触发导通。
9．把晶闸管承受正压起到触发导通之间的电角度称为＿＿＿＿＿＿＿。
10．＿＿＿＿＿＿＿可控整流电路，是三相可控整流电路最基本的组成形式。
11．三相半波可控整流电路，带大电感负载时的移相范围为＿＿＿＿＿＿＿。
12．采用晶闸管共阳极接法的缺点是：要求三个触发电路的输出线圈＿＿＿＿＿。
13．触发脉冲可采取宽脉冲触发与双窄脉冲冲触发两种方法，目前采用较多的是＿＿＿＿＿触发方法。
14．由于电路中共阴极与共阳极组换流点相隔60o，所以每隔60o有一次＿＿＿＿。
15．三相桥式整流电路控制角α的起算点，如α＝30o，在对应的线电压波形上脉冲距波形原点为＿＿＿＿＿＿＿。
16．双窄脉冲触发是在触发某一号晶闸管时，触发电路同时给＿＿＿＿＿＿＿一号晶闸管补表一个脉冲。
17．在三相可控整流电路中，α＝0o的地方（自然换相点）为相邻线电压的交点，它距对应线电压波形的原点为＿＿＿＿＿＿＿。
18．在三相半波可控整流电路中，电阻性负载，当控制角＿＿＿＿＿＿＿时，电流连续。
19．在三相半波可控整流电路中，电感性负载，当控制角＿＿＿＿＿＿＿时，输出电压波形出现负值，因而常加续流二级管。
教案项目8 晶闸管及应用
《电子技术基础与技能》任务1 《晶闸管认识》
5/500表示额定电流5A，额定电压500V的普通晶闸管。
任务2 《晶闸管的应用》
晶闸管承受的最高反向电压: U DRM =
晶闸管的功率因数
在半波可控整流电路中，由于输出信号为非正弦，即使
是电阻性负载，功率因数也不等于1。
其值为：222cos U R I I U R I S P L
L L L L L ===ϕ
2、电感性负载
（1）. 电路及工作原理
加续流二极管
（3）. 电压与电流的计算
2、电感性负载桥式可控整流电路
三、晶闸管的应用
拨盘式密码锁控制电路
任务3 《其他晶闸管》
相当于两个反向晶闸管并联，两者共用一个控制极。
2. 工作原理：
UT1>UT2时，控制极相对于T2加正脉冲，晶闸管正向导通，电流从T1流向T2。
UT2>UT1时，控制极相对于T2
电流从T2流向T1。
训练1：认识两种晶闸管的结构特点。
可控硅及其应用
可控硅与二极管的比较
+ — A G K
二极管
可控硅
二者均有单向导电性，不同处在于 二者均有单向导电性，不同处在于 二极管只能正向导通，反向截止， 二极管只能正向导通，反向截止， 而可控硅正反向均可截止， 而可控硅正反向均可截止，即正向 导通有可控特性。 导通有可控特性。
可控硅与三极管的比较
ic
IHale Waihona Puke 指示灯亮。 指示灯亮。 说明在可控 硅上加正向 电压， 电压，并在 控制极与阴 极之间加以 适当大小的 正向触发电 压时， 压时，可控 硅由关断变 为导通。 为导通。
指示灯不亮。 指示灯不亮。说 明在可控硅上加 正向电压， 正向电压，控制 极断开时， 极断开时，可控 硅处于正向阻断 状态。 状态。 指示灯 仍亮。 仍亮。 说明可 控硅一 旦导通 控制极 就失去 作用。 作用。
二、单向可控硅 1、结构与符号 、 A、外形结构 、 K G
KG A KAG A
B、内部结构和等效电路 、
C、图形符号 、
A（阳极） （阳极）
+
正 向
G
A（阳极） （阳极）
A（阳极） （阳极）
P J N J P G N J G（控 （ 控制极） （控制极） 制极 ） K（阴极） （阴极）
K（阴极） （阴极）
可控硅及其应用
一、概述： 概述： 可控硅也称晶体闸流管。 可控硅也称晶体闸流管。 也称晶体闸流管 它是一种大功率半导体器件。 它是一种大功率半导体器件。它的主要特点是功 率放大倍数很高，控制作用很强，能用小电流、低电 率放大倍数很高，控制作用很强，能用小电流、 压控制大电流、高电压电路的阻断或导通。 压控制大电流、高电压电路的阻断或导通。由于它体 积小、重量轻、效率高、寿命长、使用方便， 积小、重量轻、效率高、寿命长、使用方便，所以它 在许多方面都得到了广泛的应用。例如， 在许多方面都得到了广泛的应用。例如，无触点开关 电路及可控整流器中。 电路及可控整流器中。 单向可控硅和 两大类。 常用的有单向可控硅 双向可控硅两大类 常用的有单向可控硅和双向可控硅两大类。
电力电子技术填空简答知识点总结
1、__GTR_______存在二次击穿现象，___IGBT_________存在擎住现象。
2、功率因数由基波电流相移和电流波形畸变这两个因素共同决定的。
3、晶闸管串联时，给每只管子并联相同阻值的电阻R是均压措施。
4、同一晶闸管，维持电流I H与掣住电流I L在数值大小上有I L_为2~4倍I H。
5、电力变换通常可分为：交流变直流、直流变交流、交流变交流和直流变直流。
6、在下图中，___V1__和___VD1__构成降压斩波电路使直流电动机电动运行，工作于第1象限；V2__和VD2___构成升压斩波电路，把直流电动机的动能转变成为电能反馈到电源，使电动机作再生制动运行，工作于第2____象限。
1、请在正确的空格内标出下面元件的简称：电力晶体管GTR ；可关断晶闸管GTO ；功率场效应晶体管MOSFET ；绝缘栅双极型晶体管 IGBT ；IGBT 是MOSFET 和GTR 的复合管。
2、晶闸管对触发脉冲的要求是有足够的驱动功率、触发脉冲前沿要陡幅值要高和触发脉冲要与晶闸管阳极电压同步3、多个晶闸管相并联时必须考虑均流的问题，解决的方法是串专用电抗。
4、在电流型逆变器中，输出电压波形为正弦波，输出电流波形为方波。
5、三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在同一桥臂上的上、下二个开关管间进行，称为__180__°导电型6、当温度降低时，晶闸管的触发电流会增加、正反向漏电流会下降。
1、由波形系数可知，晶闸管在额定情况下的有效值电流为I Tn等于1.57倍I T，如果I T（A V）=100安培，则它允许的有效电流为157安培。
通常在选（A V）择晶闸管时还要留出 1.5~2倍的裕量。
2、三相桥式全控整流电路是由一组共阴极三只晶闸管和一组共阳极的三只晶闸管串联后构成的，晶闸管的换相是在同一组内的元件进行的。
每隔60度换一次相，在电流连续时每只晶闸管导通120度。
要使电路工作正常，必须任何时刻要有2只晶闸管同时导通，一个是共阴极的，另一个是共阳极的元件，且要求不是同一桥臂的两个元件。
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单向晶闸管是PNPN四层结构，W91320A形成3个PN结，具有3个外电极：阳极A、阴极K和控制极G，可等效为PNP、NPN两晶体管组成的复合管，如图4-40所示。
在A、K间加上正电压后，管子并不导通。
当在控制极G加上正电压时，VT1、VT2相继迅速导通，此时即使去掉控制极电压管子仍维持导通状态。
双向晶闸管可以等效为两个单向晶闸管的反向并联，如图4-41所示。
双向晶闸管可以控制双向导通，因此除控制极G外的另两个电极体不再分阳极和阴极，而称为主电极Tl和主电极T2。
普通晶闸管导通后控制极即不起作用，要关断则必须切断电源，使流过晶闸管的正向电流小于维持电流。
可关断晶闸管克服上述缺陷，如图4-42所示，当控制极G加上正脉冲电压时，晶闸管导通，当控制极G加上负脉冲电压时，晶闸管关断。
晶体闸流管的主要作用是构成无触点开关、可控整流、调压、调光、调速和逆变电路等。
(1)晶闸管可以用作无触点开关。
图4-43为报警器电路，VS为单向晶闸管。
当探头检测到异常情况时，输出一正脉冲Uc至晶闸管V S的控制极，使晶闸管VS导通，报警器持续报警，直至有关人员到场并切断开关S才停止报警。
双向晶闸管可以用作无触点交流开关。
图4-44为交流固态继电器电路，当其输入端加上控制电压时，双向晶闸管VS导通，接通输出端交流电路。
(2)晶闸管可以用作可控整流。
图4-45为可控整流电路，只有当控制极有正触发脉冲Uc时，晶闸管VS1、VS2才导通进行整流，而每当交流电压过零时晶闸管关断。
改变触发脉冲UG在交流电每半周内出现的迟早，即可改变晶闸管的导通角，从而改变输出到负载的直流电压的大小。
(3)双向晶闸管可以用作交流调压器。
图4-46为交流调压器电路，V S为双向晶闸管。
由RP、R和C组成充、放电回路，C上电压作为双向晶闸管VS的触发电压。
调节RP的值可改变C的充电时间，也就改变了VS的导通角，达到交流调压的目的。
(4)可关断晶闸管可以很方便地构成直流逆变电路。
如图4-47所示，VS，和VS2为两个可关断晶闸管，它们的控制极触发电压UG，和U C2为频率相同、极性相反的正、负脉冲，使得VS．与VS2轮流导通，在变压器次级即可得到频率与UG相同的交流电压。