晶闸管

应用实例
右图是为晶闸管控制的照明不间 断电源。交流电源停电时，自动地 转换为直流电源供电。
照明不间断电源 《电子线路》陈振源主编第九章
第4章 直流稳压电源 晶闸管及其应用电路
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1．电路构成
图所示为单相半波可控整流电路，它主要由整流主电路和触发电路两大部分 组成，可控整流电路与普通整流电路相似，只是将整流二极管换成晶闸管。
（a）电路原理图 单相半波可控整流电路
（b）实物接线图
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额定正向平均电流IT（AV） 在规定的环境温度和散热条件下，允许通过阳极
和阴极之间的电流平均值。 又称为通态平均电压，指晶闸管导通时管压降 的平均值，一般在0.4～1.2 V，这个电压愈小，管子的功耗就愈小。
控制极触发电压Vg 在室温下及一定的正向电压条件下，使晶闸管从关断到 正向电压降平均值VT（AV）
导通所需的最小控制电压。
在室温下及一定的正向电压条件下，使晶闸管从关断到导通所 需的最小控制电流。
触发电流Ig
4．单向晶闸管的简易检测
（1）判别电极 万用表置于R×1 k挡，测量晶闸管任意两引脚间的电阻，当 万用表指示低阻值时，黑表笔所接的是控制极g，红表笔所接的是阴极k，余下的 一个引脚为阳极a，其他情况下电阻值均为无穷大。
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（2）质量好坏的检测 ①万用表置于R×10挡，红表笔接阴极k，黑表笔接阳极a，指针应接近∞ ，如 图(a)所示。
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开关闭合
（2）触发导通 在图（c）所示电路中， 晶闸管加正向电压，在控制极上加正向触 发电压，此时指示灯亮，表明晶闸管导通， 这种状态称为晶闸管的触发导通。
（3）反向阻断 在图（d）所示电路 中，晶闸管加反向电压，即a极接电源负极， k极接电源正极，此时不论开关s闭合与否， 指示灯始终不亮。这说明当单向晶闸管加 反向电压时，不管控制极加怎样的电压， 它都不会导通，而处于截止状态，这种状 态称为晶闸管的反向阻断。
(a) 电路原理图 单相半控桥式整流电路 《电子线路》陈振源主编第九章
(b)实物接线图
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2．工作原理
当v2 为正半周时，晶闸管V1 和二极管V3 承 受正向电压，如果晶闸管的控制极未加触发电压， 晶闸管就一直不能导通，输出电压vL=0 。 在正半周内只要触发电压vg到来，晶闸管V1 就导通，电流通过V1 、RL 、V3 形成回路，在负载 上得到极性为上正下负的电压。 当v2经过零值时，晶闸管自行关断。 当v2为负半周时，晶闸管V2和二极管V4承受 正向电压，在负半周内只要触发电压vg到来，晶闸 管V2 就导通，电流流过V2 、RL 、V4 形成回路，在 负载RL得到的也是上正下负的电压。
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二、半波可控整流电路
单向晶闸管在正向电压作用下，改变控制极触发信号的触发时间，即可控制 晶闸管导通的时间，利用这种特性可以把交流电变成大小可调的直流电，这样的 电路称为可控整流电路。
T(AV) L
对于全波可控整流电路要求 I T(AV)
1 IL 2
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四、晶闸管触发电路
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第九章 晶闸管及其应用电路
单向晶闸管及其应用 双向晶闸管及其应用 特殊晶闸管及其应用 本章小结 晶闸管又称为可控硅(SCR)，它不仅具 有硅整流器的特性，更重要的是它的工作过 程可以控制，能以小功率信号去控制大功率 系统，可作为强电与弱电的接口，属于用途 十分广泛的功率电子器件。在电子设备里， 晶闸管主要应用于：可控整流、交流调压、 电子开关、逆变等。本章重点介绍单向和双 向晶闸管的特性及应用电路。
间(≥20μs)。
触发信号应与主电路的输入电压同频率，这样才能保证每个半周的控制角a
大小一致，使输出电压平均值稳定。
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(a)实验电路 开关断开
（1）正向阻断 在图（b）所示电路 中，指示灯不亮，这说明晶闸管加正向 电压，但控制极未加正向电压时，管子 不会导通，这种状态称为晶闸管的正向 阻断状态。
(b)正向阻断
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第4章 直流稳压电源 晶闸管及其应用电路
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(a)外形
(b)内部结构 单结晶体管
( c)电路图形符号
(d)等效电路
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（2）单结管工作特性 VE < VA时，PN结反偏而截止，iE很小； VE VP时，PN结正偏而导通， 随iE增加，vE 下降。 在谷点以后，当调大VE使发射极电流继续增加时，发射极电压略有上升，但 变化不大。谷点右边的部分特性称为饱和区。若减小发射极电压使VE <VV，单结管 则会由导通突跳到截止状态。
(a)检测步骤一 用万用表检测晶闸管质量
(b)检测步骤二
②用黑表笔在不断开阳极的同时接触控制极g，万用表指针向右偏转到低阻值 ，表明晶闸管能触发导通，如图 (b)所示。 ③在不断开阳极a的情况下，断开黑表笔与控制极g的接触，万用表指针应保持 在原来的低阻值上，表明晶闸管撤去控制信号后仍将保持导通状态。
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3．晶闸管型号及参数的含义
（1）型号 晶闸管的品种很多，每种晶闸管都有一个型号，国产晶闸管的型号 由五部分组成。 3 C T —— ᮵ ᮵
表示正向阻断峰值电压(V)
表示额定正向平均电流(A)
表示晶闸管元件 表示N型硅材料 表示3个电极
（2）主要参数 反向峰值电压VRRM 在控制极开路时，允许加在a、k极之间的最大反向峰 值电压。 正向阻断峰值电压VDRM 在控制极开路时，允许加在a、k极之间的最大正 向峰值电压。
要实现可控整流的目的，就需在晶闸管的控制极加入一个相位可调的触发信 号，使之能对输出电压进行调节。提供触发信号的电路称为触发电路。
1．对晶闸管触发电路的基本要求
晶闸管被触发导通后，触发信号随后就不起作用，因此常用瞬间突变、作用
时间很短的脉冲电压作为触发信号。
为保证晶闸管可靠导通，触发信号应有一定的幅度(4～10V)和一定的持续时
(c)触发导通
主回路加反向电压
(d)反向阻断
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晶闸管导通必须具备两个条件： 晶闸管阳极与阴极间接正向电压； 控制极与阴极之间也接正向电压。 关断晶闸管的方法有： 将阳极电压降低到足够小或加瞬间反向阳极电压； 将阳极瞬间开路。
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第一节 单向晶闸管及其应用
一、单向晶闸管 1．结构与符号
晶闸管的外形有小型塑封型(小功率)、平面型(中功率)和螺栓型(中、大功率)几 种，如图（a）所示。平面型和螺栓型使用时固定在散热器上。晶闸管是由四层半 导体P—N—P—N叠合而成，形成三个PN结(J1、J2、J3)，有三个电极：阳极a、阴 极k和控制极g。
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半波可控整流波形
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三、单相桥式可控整流电路 1．电路组成
单相半控桥式整流电路主要由整流主电路和触发电路两大分组成，整流主电路 与二极管桥式整流电路很相似，只是将其中两个二极管换成晶闸管V1、V2。
半控桥式整流波形
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工
0~0.9V2范围内变化，即
程
应
1 cos 2
用
桥式可控整流电路可通过改变控制角的大小，使输出电压的平均值VL在
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2．单结晶体管
（1）结构与电路图形符号 管相似，如图（a）所示。 单结晶体管简称单结管，其外形与普通小功率三极
单结晶体管内部结构如图（b）所示，它只有一个PN结，从P型半导体上引出的 电极是发射极e，从N型半导体上引出两个基极，称为第一基极b1和第二基极b2。 单结管的电路图形符号如图（c）所示。
晶闸管外形
单向晶闸管结构与图形符号
选学：晶闸管工作特性分析
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2．工作特性
在图（a）所示的电路中，晶闸管的 a、k极、指示灯HL、和电源VAA构成的 回路称为主回路。晶闸管的g、k极、开 关S和电源VGG构成的回路称为触发电路 或控制电路。
VL 0.9V2
选用晶闸管时应重点考虑反向峰值电压VRRM和额定正向平均电流IT（AV）。
一般情况下，晶闸管的断态反向峰值电压应大于实际承受的最大峰值电压的 1.5~2倍，即
VRRM (1.5 ~ 2) 2V2
晶闸管的额定正向平均电流应大于实际通过晶闸管的最大平均电流，对于 半波可控整流电路要求 I I
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2．工作原理
v2为正半周时，晶闸管V承受正向电压，如
果这时没加触发电压，则晶闸管处于正向阻断状 态，负载电压vL=0。 ωt1时刻给控制极加触发电压vg，晶闸管V导 通。 在ωt1～π期间，尽管vg在晶闸管导通后即消 失，但晶闸管仍然保持导通，此期间负载电压vL 与输人电压v2 相等，直至v2 过零值(π时刻)时，晶 闸管才自行关断。 在π～2π期间，v2 进入负半周，晶闸管承受 反向电压，即使控制极加人vg 也不会导通，这时 负载电压vL =0。 晶闸管承受正向电压而不导通的范围称为控 制角α，导通的范围称为导通角θ，通过改变控制 角α的大小，便可调整输出电压VL的大小。