电力电子晶闸管(精)
电力电子晶闸管习题
习题习题1、2问题综合晶闸管导通的条件是什么，导通后流过晶闸管的电流由什么决定，负载上的电压由什么决定？晶闸管关断的条件是什么，如何实现/晶闸管处于阻断状态时，其两端的电压由什么决定？分析解答：晶闸管的导通条件是对晶闸管加上正向阳极电压的同时加以适量的正向门极电压。
导通后，流过晶闸管的电流决定于电源电压，回路阻抗和电路的 接线形式。
晶闸管导通后相当于开关已接通，负载上的电压等于电源电压。
晶闸管的关断条件是阳极电流小于维持电流，实现的方法有：1）增加主回路阻抗或减小电源电压；2）使晶闸管承受反压。
处于阻断状态的晶闸管承受电压的大小亦取决于电源电压和电路的形式。
习题3、4问题综合图中阴影部分表示晶闸管导电区间。
波形的电流最大值为Im ，试计算波形的电流平均值Id ，电流有效值I T 和它的波形系数Kf 。
如果不考虑安全裕量，问100安的晶闸管能送出平均电流为多少？这时，相应的电流最大值为多少？分析解答：根据定义 ⎰=21)(1θθωt d i T Id d⎰=212)(1θθωt d i T I d T 式中T ——周期，1θ和2θ分别为开始导通角和终止导通角。
第1问：m m 3m I 48.0I 23)(sin I 22===⎰πωωπππt td Id m m T I t d t I I 63.0)()sin (2232==⎰ππωωπ31.1I 48.0I 63.0mm ===d Tf I I K 第2问：I=100安的晶闸管，其允许的电流有效值为I T ＝1.57×100＝157安根据发热容量相等即在不同波形系数下，其有效值只有一个即1，故8.11931.1157===f T d K I I 安。
说明：1.57为允许流过晶闸管电流的有效值与允许流过晶闸管的最大工频正弦半波电流的平均值的比值，从第1问已解出有效值与最大值之间的关系，可直接求出电流最大值。
由于I=I T =0.63Im即实际电流有效值＝额定电流有效值 所以2.24915763.01I m =⨯=安结论：根据晶闸管流过电流不同波形分析，从第1问可知：导通角愈小，波形系数就愈大；从第2问可知：同一元件，流过电流的波形不同，导通角不同，允许通过的电流平均值及其峰值均不同。
电力电子(晶闸管整流)
一、概述二、课程设计方案本次课程设计的要紧内容是利用晶闸管整流来设计直流电机操纵系统，要紧设计内容有1、电路功能：〔1〕、用晶闸管缺角整流实现直流调压，操纵直流电动机的转速。
〔2〕、电路由主电路与操纵电路组成，主电路要紧环节：整流电路及保卫电路。
操纵电路要紧环节：触发电路、电压电流检测单元、驱动电路、检测与故障保卫电路。
〔3〕、主电路电力电子开关器件采纳晶闸管、IGBT或MOSFET。
〔4〕、系统具有完善的保卫2、系统总体方案确定3、主电路设计与分析〔1〕、确定主电路方案〔2〕、主电路元器件的计算及选型〔3〕、主电路保卫环节设计4、操纵电路设计与分析〔1〕、检测电路设计〔2〕、功能单元电路设计〔3〕、触发电路设计〔4〕、操纵电路参数确定设计要求有一下四点：1、设计思路清晰，给出整体设计框图；2、单元电路设计，给出具体设计思路和电路；3、分析所有单元电路与总电路的工作原理，并给出必要的波形分析。
4、绘制总电路图5、写出设计报告；要紧的设计条件有：1、设计依据要紧参数〔1〕、输进输出电压：〔AC〕220〔1+15%〕、〔2〕、最大输出电压、电流依据电机功率予以选择〔3〕、要求电机能实现单向无级调速〔4〕、电机型号布置任务时给定2、可提供实验与仿真条件三、系统电路设计1、主电路的设计〔1〕、主电路设计方案主电路的要紧功能是实现整流，将三相交流电变为直流电。
要紧通过整流变压器和三相桥式全控整流来实现。
整流变压器是整流设备的电源变压器。
整流设备的特点是原方输进电流，而副方通过整流原件后输出直流。
变流是整流、逆流和变频三种工作方式的总称，整流是其中应用最广泛的一种。
作为整流装置电源用的变压器称为整流变压器。
工业用的整流直流电源大局部根基上由交流电网通过整流变压器与整流设备而得到的。
整流变压器是专供整流系统的变压器。
整流变压器的功能：1.是提供整流系统适当的电压，2.是减小因整流系统造成的波形畸变对电网的污染。
晶闸管工作原理
晶闸管工作原理晶闸管（Thyristor）是一种半导体器件，也被称为双向可控硅。
它具有单向导通和双向控制的特性，广泛应用于电力电子领域。
晶闸管工作原理是通过控制其门极电压来实现对电流的控制。
晶闸管由四个半导体层构成，分别是P型半导体层（阳极）、N型半导体层（阴极）、P型半导体层（门极）和N型半导体层（阴极）。
当晶闸管的阳极电压大于阴极电压时，晶闸管处于正向偏置状态，即晶闸管导通。
反之，当阳极电压小于阴极电压时，晶闸管处于反向偏置状态，即晶闸管截止。
晶闸管的控制是通过控制门极电压来实现的。
当门极施加正向电压时，晶闸管处于导通状态。
此时，即使去掉门极电压，晶闸管仍然保持导通，直到电流降至零点或者施加反向电压。
而当门极施加反向电压时，晶闸管处于截止状态，无法导通。
晶闸管的导通和截止状态是通过控制门极电压的施加和去除来实现的。
当门极电压施加时，晶闸管进入导通状态；当去掉门极电压时，晶闸管进入截止状态。
这种控制方式使得晶闸管具有了单向导通和双向控制的特性。
晶闸管的主要应用是在交流电路中，用于控制交流电的导通时间。
晶闸管在交流电路中的工作原理是通过施加一个触发脉冲来控制晶闸管的导通。
当晶闸管导通后，只有当交流电通过零点时，晶闸管才会自动截止。
这样就实现了对交流电的控制。
晶闸管还可以用于直流电路中的开关控制。
在直流电路中，晶闸管的工作原理是通过施加一个触发脉冲来控制晶闸管的导通，使其在需要的时间内导通，从而实现对直流电的控制。
总结一下，晶闸管的工作原理是通过控制门极电压来实现对电流的控制。
它具有单向导通和双向控制的特性，广泛应用于电力电子领域。
在交流电路中，晶闸管通过施加触发脉冲来控制导通时间；在直流电路中，晶闸管通过施加触发脉冲来控制导通时间，实现对直流电的控制。
晶闸管的工作原理为电力电子的应用提供了重要的基础。
半控型电力电子器件晶闸管
晶闸管在电力系统中的应用场景
电力系统
• 发电 • 输电 • 变电 • 配电
应用场景
• 断路器：用于控制电路的通断 • 变压器：用于调节电压等级 • 电容器：用于无功补偿和平衡电网 • 电动机：用于变频调速和电气传动 • 整流器：用于交流电到直流电的转换
02
半控型晶闸管的特点及性能
半控型晶闸管的结构特点及性能优势
应用
• 半控型晶闸管作为变频器的开关元件，实现电机的变频 调速 • 通过PWM技术控制晶闸管的导通和关断，实现电机的精 确控制
半控型晶闸管在无功补偿装置中的应用
无功补偿装置
• 用于补偿电力系统的无功功率，提高功率因数 • 通过调节电容器的投切，实现无功功率的补偿
应用
• 半控型晶闸管作为无功补偿装置的开关元件，实现电容 器的投切 • 通过控制算法控制晶闸管的导通和关断，实现无功功率 的精确补偿
晶闸管驱动与控制技 术的发展趋势
• 发展趋势 • 提高驱动器的性能和可靠性，满足电力系统的需求 • 降低驱动器的成本，提高市场竞争力 • 开发新型驱动器和控制方法，拓展应用领域 • 实现驱动器和控制器的集成，提高系统性能
04
半控型晶闸管在电力电子设备中的应用
半控型晶闸管在变频器中的应用
变频器
• 用于交流电机的变频调速 • 通过改变电机的供电频率，实现电机的转速调节
发展趋势
• 提高晶闸管的容量和性能，满足电力系统的需求 • 降低晶闸管的成本，提高市场竞争力 • 开发新型晶闸管，拓展应用领域
03
半控型晶闸管的驱动与控制技术
晶闸管驱动器的分类及特点
特点
• 直接驱动：驱动器直接与晶闸管栅极连接，驱动速度快，但抗干扰能力较弱 • 间接驱动：驱动器通过隔离器件与晶闸管栅极连接，抗干扰能力强，但驱动速度较慢 • 模拟控制：驱动器采用模拟电路进行控制，控制简单，但精度较低 • 数字控制：驱动器采用数字电路进行控制，控制精度高，但成本较高
电力电子器件晶闸管幻灯片PPT
稍大于两个晶体管漏电流之和。
开通状态：注入触发电流使晶体管的发射极电流增大
以致1+2趋近于1的话，流过晶闸管的电流IA，将趋 近于无穷大，实现饱和导通。IA实际由外电路决定。
4.2.2 晶闸管的根本特性
晶闸管正常工作时的特性总结如下：
✓ 承受反向电压时，不管门极是否有触发电流，晶 闸管都不会导通。
trr URRM tgr
关断时间tq以上两者之和 tq=trr+tgr 〔1-7)
图1-9 晶闸管的开通和关断过程波形
4.2.3 晶闸管的主要参数
1〕电压定额
断态重复峰值电压UDRM
—— 在 门 极 断 路 而 结 温 为 额 定值时，允许重复加在器件上的 正向峰值电压。
反向重复峰值电压URRM
使用注意：
电力电子器件晶闸管幻灯 片PPT
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4.1 电力电子器件的概念
２〕同处理信息的电子器件相比的一般特征：
4.2 半控型器件—晶闸管
4.2.1 晶闸管的构造与工作原理 4.2.2 晶闸管的根本特性 4.2.3 晶闸管的主要参数 4.2.4 晶闸管的派生器件
4.2.1 晶闸管的构造与工作原理
晶闸管〔Thyristor〕：晶体闸流管，可控硅整 流器〔Silicon Controlled Rectifier——SCR〕
G KK
A A G
a)Biblioteka AGP1 N1 P2 N2
电力电子技术第3章 晶闸管的触发驱动电路
3.3.1 锯齿波形成和脉冲移相控制环节 锯齿波同步触发电路的移相原理，是将锯齿波 电压与直流控制电压 UC叠加，使锯齿波可以垂直 上下移动，锯齿波形斜面对应的电压值能控制形成 脉冲的晶体管开通时刻，即改变对应控制角 α的大 小。
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3.3.2 脉冲形成、整形和放大输出环节 当锯齿波电压ue3与控制电压Uc、偏置电压Ub 叠加在V4管基极进行并联叠加的电压ub4<0.7V时， V4管截止，电源分别经及R13与R14向V6管与V5管供 给足够大的基极电流，使V6，V5管饱和导通。
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3.2 单结晶体管触发电路 单结晶体管（Unijuncting Transistor）的结构 及图形符号、等效电路如图3.3所示。单结晶体管 是在一块高电阻率的N型硅片两端，用欧姆接触方 式引出第一基极b1和第二基极b2，b1和b2之间的 电阻为N硅片的体电阻，约为3～12kΩ，在硅片靠 近b2极渗入P型杂质，形成PN结，由P区引出发射 极 e。
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3.1.3 移相触发器的主要技术指标 （1）同步信号波形 同步信号有正弦波，方波和锯齿波，三者各有 特点，但集成模拟触发器多用锯齿波；数字式触发 器同步信号多用方波。 （2）同步信号幅值 同步信号的幅值随所应用触发器外接元件的不 同而有差别，一般为 6 ～ 30 V。 （3）移相范围 移相范围指当移相控制电压 UC，从零至最大 变化时，输出触发脉冲对于同步信号相位的变化量 。
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（4）脉冲幅值 脉冲幅值一般指电压幅值与电流幅值。当脉 冲触发器输出的脉冲电压幅值在不接晶闸管时可以 为 12 ～25 V。而电流幅值随被触发晶闸管容量的 不同有差异。 （5）脉冲宽度 为了保证触发的可靠性，触发脉冲常采用宽 脉冲、双窄脉冲，或宽脉冲列、双窄脉列。宽脉冲 宽度应大于 60°小于 120°，双窄脉冲每个脉冲 的宽度应大于 18°小于 30°。
电力电子技术第4章 晶闸管有源逆变电路
第三节
三相桥式逆变电路
三相桥式逆变电路必须采用三相全控桥。其主 电路的结构与三相全控桥式整流电路完全相同，它 相当于共阴极三相半波与共阳极三相半波逆变电路 的串联，其逆变工作原理的分析方法与三相半波逆 变电路基本相同。因其变压器不存在直流磁势，利 用率高；而且输出电压脉动较小，主回路所需电抗 器的电感量较三相半波小，故应用较广泛。
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二、晶闸管出现故障 如果晶闸管参数选择不当，例如额定电压选择 裕量不足；或者晶闸管质量本身的问题，使晶闸管 在应该阻断的时候丧失了阻断能力，而应该导通的 时候却无法导通。读者不难从有关波形图上进行分 析，从而将会发现，由于晶闸管出现故障，也将导 致电路的逆变失败．
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三、交流电源出现异常 从逆变电路电流公式 可看出当电路在有源逆变状态下，如果交流电 源突然断电，或者电源电压过低，上述公式中的 Ud 都将为零或减小，从而使电流 Id 增大以至发生 电路逆变失败
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输出电流的有效值为 晶闸管流过电流平均值为 晶闸管流过电流有效值为
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第四节
逆变失败原因分析及逆变角的限制
电路在逆变状态运行时，如果出现晶闸管换流 失败，则变流器输出电压与直流电压将顺向串联并 相互加强，由于回路电阻很小，必将产生很大的短 路电流，以致可能将晶闸管和变压器烧毁，上述事 故称之为逆变失败，或叫做逆变颠覆。 造成逆变失败的原因很多，大致可归纳为下列 几个方面：
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一、逆变工作原理及波形分析 三相桥式逆变电路结构如图 4.6（a）所示。 如果变流器输出电压 Ud 与直流电机电势 ED的极 性如图所标示（均为上负下正），当电势 ED 略大 于平均电压 Ud，则回路中产生电流 Id 为
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图 4.6 三相桥式有源逆变电路
晶闸管主要产品类型分析 (一)
晶闸管主要产品类型分析 (一)晶闸管是一种高性能的电子器件，主要用于变频控制、电磁启动、直流调速、电能贮存等领域，因其高效、高稳定性、高可靠性等特点被广泛应用。
晶闸管主要产品类型有以下几种：1.单相晶闸管：单相晶闸管是一种晶闸管，通常由一个晶体管和一个控制电极组成。
单相晶闸管可以实现电源的单相变频控制，广泛应用于家庭电器、交通信号灯等领域。
2. 三相晶闸管：三相晶闸管是一种高性能电子器件，主要用于高功率变频控制系统。
三相晶闸管可实现三相电源的电压变换，有较高的性能和可靠性，被广泛应用于电力电子行业中。
3. GTO晶闸管：GTO晶闸管是一种先进的高功率晶闸管，具有高效、快速、可靠等特点。
GTO晶闸管能够实现高功率电源的变频调速、电流控制等功能，成为现代高科技领域的重要器件之一。
4. IGBT晶闸管：IGBT晶闸管是一种晶闸管，具有高效、快速、可靠等特点。
IGBT晶闸管可以实现电源的高效变频控制，被广泛应用于变频调速、电力传动、电动机控制等领域。
5. 反向导通晶闸管：反向导通晶闸管是一种高性能电子器件，主要用于变频控制、电动机控制、电力驱动等领域。
反向导通晶闸管由一个晶体管和一个反向两极管组成，具有高电流密度、高速度、高功率等特点。
6. 模块化晶闸管：模块化晶闸管是一种晶闸管模块，由多个晶闸管、二极管、散热器等组成，具有高效、快速、可靠等特点。
模块化晶闸管广泛应用于电力电子行业中，能够实现高功率电源的变频调速、电流控制等功能。
以上就是晶闸管的主要产品类型分析，不同类型的晶闸管有着不同的应用场景和优缺点，选用时需要根据具体的需求及领域来进行选择。
晶闸管工作原理
晶闸管工作原理晶闸管（Thyristor）是一种半导体器件，具有开关功能。
它广泛应用于电力电子领域，如变频器、交流调压器、交流电动机启动器等。
晶闸管的工作原理是通过控制其门极电压来实现导通和关断。
晶闸管由四个层级的PN结组成，分别是P型、N型、P型和N型。
其中，P型区域称为阳极（A），N型区域称为阴极（K），P型区域称为门极（G），N型区域称为触发极（T）。
晶闸管的结构类似于二极管，但多了一个门极。
当晶闸管处于关断状态时，阴极和阳极之间没有导通，晶闸管相当于一个开路。
此时，门极电压低于晶闸管的触发电压，晶闸管处于阻断状态。
当晶闸管需要导通时，需要施加一个正向的触发脉冲信号到门极。
当触发脉冲信号的幅值大于晶闸管的触发电压时，晶闸管开始导通。
一旦晶闸管导通，它将保持导通状态，即使触发脉冲信号消失。
晶闸管导通后，阴极和阳极之间形成一个低电阻通路，晶闸管相当于一个闭合的开关。
晶闸管的导通状态只能通过控制门极电压来关断。
当需要关断晶闸管时，可以通过控制门极电压降低到一个较低的水平来实现。
当门极电压低于晶闸管的保持电流（也称为保持电流）时，晶闸管将关断。
晶闸管的导通和关断过程可以用电流-电压特性曲线来描述。
在导通状态下，晶闸管的电流与电压呈正比，即呈线性关系。
而在关断状态下，晶闸管的电流非常小，可以忽略不计。
晶闸管的工作原理使其具有很多优点。
首先，晶闸管具有很高的电压和电流承受能力，可以在高功率应用中使用。
其次，晶闸管的导通和关断速度非常快，可以实现高频率的开关操作。
此外，晶闸管的控制电路相对简单，易于实现。
最后，晶闸管的可靠性高，寿命长。
总结一下，晶闸管是一种半导体器件，通过控制门极电压来实现导通和关断。
它具有高电压和电流承受能力，快速的开关速度，简单的控制电路和高可靠性。
晶闸管的工作原理对于电力电子领域的应用具有重要意义。
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。
晶闸管及其工作原理
晶闸管及其工作原理晶闸管（Thyristor）是一种重要的电子器件，广泛应用于电力系统的控制和调节中。
晶闸管由四个P-N结构的半导体材料构成，可以控制电流的通断和方向等参数，具有快速响应、高精度和可重复性强等特点，因此在现代工业和家庭电器中得到了广泛应用，本篇文章将介绍晶闸管的工作原理及其应用。
一、晶闸管的结构与特点晶闸管由四个半导体材料构成，即P-N-P-N结构，其中P和N分别代表正和负材料。
晶闸管具有四个外部引脚，其中两个是控制端，另外两个是电源和负载。
通过控制端施加控制信号，可以控制晶闸管的通断和方向，实现电流的控制和调节。
晶闸管有很多特点，包括灵敏、可靠、高精度和可重复性强等。
晶闸管还有很好的开关特性，只需要施加一个信号就能够进行开关操作，速度非常快，响应时间只有微秒级别。
此外，晶闸管能够处理高电流和高电压，应用范围广泛，基本涵盖了电力系统的各个领域。
二、晶闸管的工作原理晶闸管的工作原理比较复杂，需要涉及到半导体器件、电子物理学和电力电子学等方面的知识。
从最基本的角度来看，晶闸管的工作原理与二极管和三极管有些相似，都是利用半导体材料的特性进行电流控制和调节。
晶闸管有两种工作模式，即导通模式和断态模式。
在导通模式下，晶闸管可以通过施加一个控制信号，使其将电流从正向传导到负向，从而实现电流的通断和方向的控制。
而在断态模式下，晶闸管只能够流过非常微小的漏电流，并且不能够通过控制信号进行控制。
三、晶闸管的应用晶闸管是一种非常重要的电子器件，广泛应用于电力系统的控制和调节中，涉及到电力变频器、电压调节器、电流调节器、电动机控制器等多种应用场合。
下面简单介绍晶闸管的几个应用领域。
（一）变频调速晶闸管在变频调速中应用非常广泛，其基本原理是根据负载的不同需求，通过晶闸管的导通和断态来改变电机的转速和功率。
由于晶闸管具有响应速度快、可调节性强和精度高等优点，具有较好的调速性能，并且可以实现节能和减少电压冲击等作用。
晶闸管的构造和工作原理
晶闸管的构造和工作原理晶闸管（Thyristor）是一种功率电子器件，由晶体管和二极管组成。
它具有三个引脚，分别是控制极（Gate），阳极（Anode）和阴极（Cathode）。
晶闸管常用于高电流、高电压和高功率的控制电路中。
本文将详细介绍晶闸管的构造和工作原理。
1.构造：晶闸管的基本结构是由PNPN四层结构的晶体管与二极管串联而成。
这四层结构分别是P型材料、N型材料、P型材料和N型材料。
这个结构可以用一个“门”、“阳”和一个“阴”桥线来形象地表示。
2.工作原理：（1）正向偏压放电：当正向电压施加在晶闸管上时，由于正偏压的存在，P1-N1结和P3-N2结都形成了电反向势垒。
只有阳极（A）与阴极（K）之间的N2芯片的电势压降可以克服势垒电位，晶闸管处于开路状态。
（2）开关行为：当一个触发脉冲施加到控制极（G）时，晶闸管的NPNP四层结的N1区电流被注入，从而降低了N1-P2结区的耐压。
晶闸管的二极管为N1结和P2结，开关电压达到断开电压时，晶闸管会开始导电。
（3）负向偏压阻断：当负偏电压施加在晶闸管上时，P3-N2结和P1-N1结都会产生电反向势垒。
这些势垒会使结区的电压无法降低到低电压状态的门极Vg，从而保持了晶闸管的封闭状态。
（4）关断行为：为了在晶闸管中实现关断行为，需要通过应用一个消除或减小持续导电的电流的方法来降低控制脉冲的电流。
一种常用的方式是直接短路晶闸管间的阳极电流。
晶闸管是一个双向导电的器件，一个触发脉冲可以打开它，而只有当阴极和阳极之间的电压掉落为零时，它才能关闭。
这使得晶闸管适用于许多应用，如照明调光、变频器、交流传动和交流电压控制等。
晶闸管有很多特点，包括电流放大、高开关速度、可靠性、耐压性好、反向电压稳定性等。
因此，晶闸管在现代电力电子器件中广泛应用。
总的来说，晶闸管是一种特殊的PNPN结构器件，具有双向导电性能。
控制极通过触发脉冲可以打开晶闸管，同时只有当阴极和阳极之间的电压为零时，晶闸管才会关闭。
电力电子晶闸管参数选择
电力电子晶闸管参数选择电力电子晶闸管是一种可以控制电流的半导体器件，是电力电子技术中必不可少的核心组件之一。
在使用电力电子晶闸管时，正确的参数选择是至关重要的。
本文将介绍电力电子晶闸管的常用参数及其选择方法。
一、电力电子晶闸管常用参数1.承受电压：晶闸管所能承受的最大电压。
2.承受电流（额定电流）：晶闸管所能承受的最大电流。
3.阈值电流：晶闸管开启所需的最小触发电流。
4.保持电流：晶闸管开启后，在门控电压为零时，需要在其下流经保持电流的条件下才能保持通态。
5.反向电流：晶闸管关闭时的反向电流。
6.延迟角：晶闸管在被触发后到通电的时间。
7.触发电压：晶闸管开启所需的门控电压。
二、选择电力电子晶闸管的参数1.根据负载电流选择：在选择晶闸管时，需要考虑所需控制的负载电流。
根据负载电流来选择承受电压和承受电流（额定电流）。
2.根据负载特性选择：在选择晶闸管时，需要考虑负载的性质，比如负载的耐压及电阻等。
如果负载是低电阻的，应选择容量更大的晶闸管。
3.根据负载工况选择：在选择晶闸管时，需要考虑负载的实际工作情况，比如初始电流、升压和降压等。
4.根据触发器电压选择：在选择晶闸管时，需要考虑所用触发电路的电压。
选择门控电压相对低的晶闸管，可以更容易地触发。
5.根据环境温度选择：在选择晶闸管时，需要考虑环境温度对其特性参数的影响。
通常情况下，晶闸管的性能参数都会随着环境温度的升高而发生改变。
三、注意事项1.正确选择晶闸管的参数：不同的应用要求不同的晶闸管参数。
只有正确地选择晶闸管的参数，才能实现最佳电路性能。
2.检查电路：在实际的应用中，应当检查电路是否符合设计要求，以确保晶闸管的安全使用和可靠性。
3.合理布局散热器：晶闸管在使用过程中会发热，如果散热不好，则会损坏晶闸管。
因此，在使用过程中需要合理安装散热器，保持晶闸管的正常工作温度。
4.应根据需求选择适合的触发电路：根据不同需求和应用场景选择适当的触发电路具有重要意义。
晶闸管工作原理
晶闸管工作原理晶闸管（Thyristor）是一种半导体器件，具有单向导电性和可控性，广泛应用于电力电子领域。
它是由四个层状的半导体材料（P-N-P-N）组成，其中两个P-N 结之间有一个控制电极，称为闸极（Gate）。
晶闸管的工作原理涉及到四个主要的电极：阳极（Anode）、阴极（Cathode）、闸极（Gate）和负极（Cathode）。
晶闸管的工作可以分为两个状态：关断状态和导通状态。
1. 关断状态：在关断状态下，晶闸管的阳极与阴极之间形成一个反向偏置的PN结。
此时，晶闸管处于高阻状态，没有电流通过。
只有当控制电极（闸极）施加一个正向脉冲信号时，晶闸管才能进入导通状态。
2. 导通状态：当闸极施加一个正向脉冲信号时，晶闸管进入导通状态。
此时，晶闸管内部的PN结被激活，形成一个低阻通道，允许电流通过。
一旦晶闸管进入导通状态，它将一直保持导通，直到电流下降到一个很低的水平或者施加一个反向的阻止电压。
晶闸管的导通状态可以通过控制电极施加的脉冲信号的频率和宽度来控制。
当脉冲信号的频率和宽度增加时，晶闸管的导通时间也随之增加，电流通过晶闸管的时间也相应延长。
这种可控性使晶闸管成为交流电控制和功率调节的理想器件。
晶闸管的工作原理可以通过下面的步骤来概括：1. 关断状态：- 晶闸管的阳极与阴极之间形成反向偏置的PN结。
- 晶闸管处于高阻状态，没有电流通过。
2. 导通状态：- 控制电极（闸极）施加一个正向脉冲信号。
- 晶闸管进入导通状态，形成一个低阻通道，允许电流通过。
- 晶闸管将保持导通状态，直到电流下降到一个很低的水平或者施加一个反向的阻止电压。
晶闸管的工作原理使其在电力电子领域具有广泛的应用。
它可以用于电压控制、电流控制、功率控制、开关控制等方面。
例如，晶闸管可以用于交流电的调光控制、电机的变频调速、电力系统的稳定控制等。
总结：晶闸管是一种具有单向导电性和可控性的半导体器件。
它的工作原理涉及到阳极、阴极、闸极和负极四个电极。
晶闸管的各项参数指标精
如何形象理解晶闸管的各项参数对于大多数从事电力电子整机和器件的技术人员来说，晶闸管的各项参数的真正含义理解起来是很困难的事，如果单从字面去理解需要十几年甚至几十年才能有正确的认识，而且需要大量的实践经验作依托，没有足够的临场经验可能永远也无法理解其真正的含义。
本人从事电力电子整机技术工作十几年，主要接触过的产品有中频电源、整流器、逆变及整流焊机、直流调速电源、变频调速电源、控温装置、开关电源等，之后又从事电力电子器件的技术工作十几年，主要是器件产品测试仪表的制作、维修、管理等工作，通过测试仪表的这些工作（因为制作仪表、维修仪表必须掌握器件各参数的标准，否则无法做出合格的仪器仪表）让我对晶闸管各项参数的标准有了新的认识，并且将整机技术与器件技术融为一体，由此总结出一套适合所有从事电力电子整机和器件技术人员正确、形象理解晶闸管各项参数的方法，稍微有一些电常识的人利用此方法很短时间内就可以从一名普通技术人员上升为高级设计者，本方法形象生动、通俗易懂、老少皆宜、一经理解终身不忘。
我们知道电荷的移动形成电流、水分子的移动形成水流，要想使电荷移动必须有电压差、要想使水分子移动必须有水位差，由此可以看出，电流可以形象地理解为水流；控制水流要有阀门、控制电流也必须要有“阀门”这个“阀门” 我们就用晶闸管。
水路由水流和阀门构成、电路由电流和晶闸管构成，通过阀门控制水流的大小、有无，通过晶闸管控制电流的大小、有无，可见二者的基础理论基本是一样的，因此我们就可以把电路形象地理解为水路，更确切的说就是可以把晶闸管形象的理解为阀门。
阀门的原理很简单，一种是调节阀门，通过调节阀门可以控制水流的大小；一种是通断阀门，通过阀门可以控制水流的有无。
阀门是我们的日常用品，每天都要接触，因此对于大多数人来说理解阀门的工作原理是很容易的事情。
而且阀门作为一种产品自然有其制作标准，也需有各项参数指标，只要理解了这些参数指标的含义，然后把他们“照抄照搬”到理解晶闸管中就可以了，就是说如想了解晶闸管的参数含义直接套用阀门的参数指标的含义就实现。
电力电子晶闸管整流
电力电子晶闸管整流电力电子晶闸管整流技术是在电力电子技术的基础上发展起来的一项重要技术，其应用范围广泛，涉及到工业、交通、通讯、医疗、空调等多个行业和领域。
本文将对电力电子晶闸管整流技术进行详细的介绍和分析。
一、电力电子晶闸管整流技术的定义电力电子晶闸管整流技术是指利用电力电子元器件（如晶闸管、二极管等）对交流电进行整流处理，将其输出为直流电的一种技术。
它是一种可控硅整流技术，通过对晶闸管或其他可控硅元件的开关控制，实现对电流的整流和变换，从而实现电能的转换和控制。
二、电力电子晶闸管整流技术的应用1. 工业领域：在电焊机、变频器、电解、电加热等工业设备中，均广泛应用了电力电子晶闸管整流技术。
通过对交流电进行整流和变换，实现对设备所需电能的输出和控制，提高了工业设备的效率和可靠性，降低了能源的消耗和污染。
2. 交通领域：在电动车、高速列车、地铁和电梯等交通设备中，电力电子晶闸管整流技术也得到了广泛应用。
利用电力电子技术将交流电转化为直流电，实现对交通设备的输电和动力控制，提高了交通设备的安全性和经济性，减少了污染和噪声。
3. 通讯领域：在电信和通信设备中，电力电子晶闸管整流技术也得到了广泛应用。
通过对交流电进行整流和变换，实现对通讯设备供电和功率控制，提高了设备的稳定性和可靠性，保证了通讯的畅通无阻。
4. 医疗领域：在医疗设备和生命支持系统中，电力电子晶闸管整流技术也得到了广泛应用。
通过对交流电进行整流和变换，实现对医疗设备的供电和控制，提高了设备的精度和稳定性，保证了患者的安全和健康。
5. 空调领域：在空调和制冷设备中，电力电子晶闸管整流技术也得到了广泛应用。
利用电力电子技术将交流电转化为直流电，实现对空调和制冷设备的输电和功率控制，提高了设备的效率和操作便利性，降低了能源的消耗和成本。
三、电力电子晶闸管整流技术的优点和不足1. 优点：(1) 电力电子晶闸管整流技术可以有效提高电能的利用率和转换效率，减少电能的消耗和浪费，降低能源成本和环境污染。
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晶闸管的伏安特性
第I象限的是正向特性 第III象限的是反向特性
URS M URRM -UA
IH O
IG 2
IG 1
IG=0
UD RM Ub o +UA UD SM
雪崩 击穿
-IA
图1-8 晶闸管的伏安特性 IG2>IG1>IG
1.3.2
晶闸管的基本特性
IG=0 时，器件两端施加正向电压，正向阻断状态，
IA
2 I G I CBO1 I CBO2
1 ( 1 2 )
（1-5）
晶体管的特性是：在低发射极电流下 是很小的，而 当发射极电流建立起来之后， 迅速增大。
1.3.1
晶闸管的结构与工作原理
阻断状态：IG=0，1+2很小。流过晶闸管的漏电
流稍大于两个晶体管漏电流之和
G
J1 J2 J3
G
A
图1-6 晶闸管的外形、结构和电气图形符号 a) 外形 b) 结构 c) 电气图形符号
1.3.1
晶闸管的结构与工作原理
A A P1 N1 G P2 N2 K a) b) N1 P2 IA V1 G IG S EG Ic1 NPN PNP Ic2 V2 IK K R EA
图1-7 晶闸管的双晶体管模型及其工作原理
1.3.2
晶闸管的基本特性
晶闸管上施加反向电压时，伏安特性类似二极管的 反向特性 晶闸管的门极触发电流从门极流入晶闸管，从阴极 流出
阴极是晶闸管主电路与控制电路的公共端
门极触发电流也往往是通过触发电路在门极和阴极 之间施加触发电压而产生的
晶闸管的门极和阴极之间是PN结J3，其伏安特性称 为门极伏安特性。为保证可靠、安全的触发，触发 电路所提供的触发电压、电流和功率应限制在可靠 触发区。（伏安特性图）
上升时间 tr ：阳极电流从 10% 上升到稳态值的 90%所需的时间
开通时间tgt以上两者之和，
tgt=td+ tr
（1-6）
普 通 晶 闸 管 延 迟 时 间 为 0.5~1.5s ， 上 升 时 间 为 0.5~3s
1.3.2
2) 关断过程
晶闸管的基本特性
反向阻断恢复时间trr：正向电流降为零到反向恢复电 流衰减至接近于零的时间 正向阻断恢复时间tgr：晶闸管要恢复其对正向电压的 阻断能力还需要一段时间 在正向阻断恢复时间内如果重新对晶闸管施加正 向电压，晶闸管会重新正向导通 实际应用中，应对晶闸管施加足够长时间的反向 电压，使晶闸管充分恢复其对正向电压的阻断能 力，电路才能可靠工作 关断时间tq：trr与tgr之和，即 tq=trr+tgr （1-7)） 普通晶闸管的关断时间约几百微秒。
1.3.2
1. 静态特性
晶闸管的基本特性
承受反向电压时，不论门极是否有触发电 流，晶闸管都不会导通
承受正向电压时，仅在门极有触发电流的 情况下晶闸管才能开通
晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用 要使晶闸管关断，只能使晶闸管的电流降 到接近于零的某一数值以下
1.3.2
晶闸管的基本特性
IA 正向 导通
只有很小的正向漏电流流过，正向电压超过临界极限 即正向转折电压Ubo，则漏电流急剧增大，器件开通
随着门极电流幅值的增大，正向转折电压降低 导通后的晶闸管特性和二极管的正向特性相仿 晶闸管本身的压降很小，在1V左右
导通期间，如果门极电流为零，并且阳极电流降至接 近于零的某一数值IH以下，则晶闸管又回到正向阻断 状态。IH称为维持电流。（伏安特性图）
1.3.1
晶闸管的结构与工作原理
外形有螺栓型和平板型两种封装 引出阳极A、阴极K和门极（控制端）G三个联接端 对于螺栓型封装，通常螺栓是其阳极，能与散热器紧 密联接且安装方便 平板型封装的晶闸管可由两个散热器将其夹在中间
A K K G A A G a) P1 N1 P2 N2 K b) c) K
1.3.2
2. 动态特性
iA 100% 90%
晶闸管的基本特性
10% 0 td uA K
tr IRM
t
O
t
tr r
URRM t gr
图1-9 晶闸管的开通和关断过程波形
1.3.2
晶闸管的基本特性
1) 开通过程（特性图) 延迟时间 td ：门极电流阶跃时刻开始，到阳极 电流上升Байду номын сангаас稳态值的10%的时间
a) 双晶体管模型 b) 工作原理
Ic1=1 IA + ICBO1 Ic2=2 IK + ICBO2
（1-1） （1-2）
1.3.1
晶闸管的结构与工作原理
IK=IA+IG
IA=Ic1+Ic2
（1-3）
（1-4）
式中 1 和 2 分别是晶体管 V1 和 V2 的共基极电流增益； ICBO1 和 ICBO2 分别是 V1 和 V2 的共基极漏电流。合并以 上式可得
1.3 半控器件—晶闸管
1.3 半控型器件——晶闸管
1.3.1 1.3.2 1.3.3 1.3.4 晶闸管的结构与工作原理 晶闸管的基本特性 晶闸管的主要参数 晶闸管的派生器件
1.3
半控型器件——晶闸管
晶 闸 管 （ Thyristor ） ： 晶 体 闸 流 管 ， 可 控 硅 整 流 器 （Silicon Controlled Rectifier——SCR） 1956年美国贝尔实验室（Bell Lab）发明了晶闸管 1957年美国通用电气公司（GE）开发出第一只晶闸管 产品 1958年商业化 开辟了电力电子技术迅速发展和广泛应用的崭新时代 20世纪80年代以来，开始被性能更好的全控型器件取代 能承受的电压和电流容量最高，工作可靠，在大容量的 场合具有重要地位 晶闸管往往专指晶闸管的一种基本类型 —— 普通晶闸管广 义上讲，晶闸管还包括其许多类型的派生器件
开通（门极触发）： 注入触发电流使晶体管的发 射极电流增大以致 1+2 趋近于 1 的话，流过晶闸管
的电流IA（阳极电流）将趋近于无穷大，实现饱和导 通。IA实际由外电路决定。
1.3.1
晶闸管的结构与工作原理
其他几种可能导通的情况： 阳极电压升高至相当高的数值造成雪崩效应 阳极电压上升率du/dt过高 结温较高 光直接照射硅片，即光触发 光触发可以保证控制电路与主电路之间的良好绝 缘而应用于高压电力设备中之外，其它都因不易 控制而难以应用于实践，称为光控晶闸管（Light Triggered Thyristor——LTT） 只有门极触发（包括光触发）是最精确、迅速而可靠 的控制手段