晶闸管及其应用..
什么是晶闸管(可控硅)及其分类
什么是晶闸管(可控硅)及其分类
晶闸管是晶体闸流管(Thyristor)的简称,俗称可控硅,它是一种大功率开关
型半导体器件,在电路中用文字符号为V、VT表示(旧标准中用字母SCR表示)。
晶闸管具有硅整流器件的特性,能在高电压、大电流条件下工作,且其工作
过程可以控制、被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及
变频等电子电路中。
一、晶闸管的种类
晶闸管有多种分类方法:
1.按关断、导通及控制方式分类
晶闸管按其关断、导通及控制方式可分为普通晶闸管、双向晶闸管、逆导晶
闸管、门极关断晶闸管(GTO)、BTG晶闸管、温控晶闸管和光控晶闸管等多种。
2.按引脚和极性分类
晶闸管按其引脚和极性可分为二极晶闸管、三极晶闸管和四极晶闸管。
3.按封装形式分类
晶闸管按其封装形式可分为金属封装晶闸管、塑封晶闸管和陶瓷封装晶闸管
三种类型。
其中,金属封装晶闸管又分为螺栓形、平板形、圆壳形等多种;塑封
晶闸管又分为带散热片型和不带散热片型两种。
4.按电流容量分类
晶闸管按电流容量可分为大功率晶闸管、中功率晶闸管和小功率晶闸管三种。
通常,大功率晶闸管多采用金属壳封装,而中、小功率晶闸管则多采用塑封或
陶瓷封装。
《电子技术基础》22.§6—1 晶闸管(结构、符号、特性、参数、型号)
广东省机械技工学校文化理论课教案首页7.5.1-10-j-01 科目电子技术基础授课日期10高汽修3班:10中汽修8班:10中制冷1班:课时2课题第六章晶闸管及其应用电路§6—1 晶闸管一、晶闸管的结构符号二、晶闸管的工作特性三、晶闸管的参数四、晶闸管的型号班级10高汽修3班10中汽修8班10中制冷1班教学目的使学生懂得1.晶闸管的结构符号;2. 晶闸管的工作特性;3. 晶闸管的参数4. 晶闸管的型号识读选用教具挂图重点1. 晶闸管的结构符号;2. 晶闸管的工作特性;难点晶闸管的结构、工作特性教学回顾稳压电路说明审阅签名:年月日【组织教】1. 起立,师生互相问好,营造良好的课堂氛围2. 坐下,清点人数,指出和纠正存在问题 【导入新课】1. 教学回顾:稳压电路2. 切入新课:前面我们学习的二极管整流,现在,我们就来学习有关的知识。
【讲授新课】第六章 晶闸管及其应用电路 §6—1 晶闸管晶闸管是硅晶体闸流管的简称,原名为可控硅整流器,也叫可控硅(S ilicon C ontrolled R ectifier )其特点是:体积小、重量轻、无噪声、寿命长、 容量大(正向平均电流达千安、正向耐压达数千伏),使半导体从弱电进入强电领域。
晶闸管主要用于整流、逆变、调压、开关四个方面。
晶闸管可分下列种类:本书介绍单向晶闸管,也就是人们常说的普通晶闸管。
一、单向晶闸管的结构、符号单向晶闸管由四层半导体材料组成的,有三个PN 结,对外有三个电极:第一层P 型半导体引出的电极叫阳极A (anode ),第三层P 型半导体引出的电极叫控制极G (gate pole ),第四层N 型半导体引出的电极叫阴极K (kathode )。
晶闸管有螺旋型和平板型等几种。
单向晶闸管和二极管一样是一种单向导电的器件,关键是多了一个控制极G ,这就使它具有与二极管完全不同的工作特性。
晶闸管的文字符号为“V ”。
普通晶闸管外形、结构和符号见图6—1。
04第四章 晶闸管及其应用
第四章晶闸管及其应用第一节晶闸管的构造、工作原理、特性和参数晶闸管—可控硅,是一种受控硅二极管。
优点:体积小、重量轻、耐压高、容量大、响应速度快、控制灵活、寿命长、使用维护方便。
缺点:大多工作与断续的非线性周期工作状态,产生大量谐波干扰电网;过载能力和抗扰能力较差、控制电路复杂。
(由于技术进步,近年有改善)1.1晶闸管的基本结构:晶闸管是具有三个PN结的四层结构,其外形、结构及符号如图。
1.2晶闸管的工作原理在极短时间内使两个三极管均饱和导通,此过程称触发导通。
晶闸管导通后,去掉EG ,依靠正反馈,仍可维持导通状态。
晶闸管导通必须同时具备两个条件:1. 晶闸管阳极电路(阳极与阴极之间)施加正向电压。
2. 晶闸管控制电路(控制极与阴极之间)加正向电压或正向脉冲(正向触发电压)。
晶闸管导通后,控制极便失去作用。
依靠正反馈,晶闸管仍可维持导通状态。
晶闸管关断的条件:1. 必须使可控硅阳极电流减小,直到正反馈效应不能维持。
2. 将阳极电源断开或者在晶闸管的阳极和阴极间加反向电压。
1.3晶闸管的伏安特性静态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。
晶闸管的阳极伏安特性是指晶闸管阳极电流和阳极电压之间的关系曲线,如图3所示。
其中:第I象限的是正向特性;第III象限的是反向特性图3 晶闸管阳极伏安特性I G2>I G1>I GI G=0时,器件两端施加正向电压,正向阻断状态,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U bo,则漏电流急剧增大,器件开通。
这种开通叫“硬开通”,一般不允许硬开通;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I H以下,则晶闸管又回到正向阻断状态。
单向晶闸管等效电路-概述说明以及解释
单向晶闸管等效电路-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容:单向晶闸管(SCR),又称为可控硅,是一种广泛应用于电力电子领域的器件。
它具有可控性强、可靠性好、耐高压等特点,被广泛应用于电压和电流控制、能量转换以及电力传输等领域。
单向晶闸管的出现,使得电力系统的控制和调节更加灵活方便。
本文旨在深入研究和探讨单向晶闸管的等效电路模型,以了解其在电路中的作用和工作原理。
通过对单向晶闸管的原理、等效电路模型以及其特点的总结,我们可以进一步探讨其在电力电子技术领域的应用前景和发展趋势。
在接下来的正文部分,我们将首先介绍单向晶闸管的原理,包括其基本结构和工作原理。
然后,我们会重点讨论单向晶闸管的等效电路模型,以便更加清楚地描述其在电路中的行为和特性。
通过深入了解单向晶闸管的等效电路模型,我们可以更好地理解其在电力电子系统中的应用和控制方法。
最后,文章将总结单向晶闸管的特点和优势,并展望其在电力电子技术领域的应用前景。
随着科技的不断发展,单向晶闸管在能量转换、电力传输和电路控制等领域将发挥越来越重要的作用。
对于电力系统的稳定运行和能源的高效利用,单向晶闸管的进一步研究和应用具有重要的意义。
本文的目的是通过对单向晶闸管的原理和等效电路模型的介绍,帮助读者了解和掌握单向晶闸管在电力电子领域的应用。
希望读者能够通过本文的学习,对单向晶闸管有更深入的认识,并进一步探索其在电力电子技术领域中的创新应用。
文章结构部分的内容主要是介绍整篇文章的组织结构,以帮助读者理清思路和掌握文章的脉络。
下面是文章结构部分的内容:1.2 文章结构本文共分为三个部分:引言、正文和结论。
下面将对每个部分的内容进行简要介绍。
引言部分(第1节)主要对单向晶闸管等效电路的研究背景和意义进行概述。
首先介绍晶闸管在电力电子领域中的重要性,以及单向晶闸管作为一种重要的电子元器件在各个领域中的广泛应用。
然后引出本文的研究目的,并简要阐述文章的结构和各个部分的主要内容。
电力电子技术课后题答案
0-1. 什么是电力电子技术 ?电力电子技术是应用于电力技术领域中的电子技术;它是以利用大功率电子器件对能量进行变换和控制为主要内容的技术。
国际电气和电子工程师协会( IEEE)的电力电子学会对电力电子技术的定义为:“有效地使用电力半导体器件、应用电路和设计理论以及分析开发工具,实现对电能的高效能变换和控制的一门技术,它包括电压、电流、频率和波形等方面的变换。
”0-2. 电力电子技术的基础与核心分别是什么?电力电子器件是基础。
电能变换技术是核心.0-3. 请列举电力电子技术的 3 个主要应用领域。
电源装置 ; 电源电网净化设备 ; 电机调速系统 ; 电能传输和电力控制 ; 清洁能源开发和新蓄能系统 ; 照明及其它。
0-4. 电能变换电路有哪几种形式?其常用基本控制方式有哪三种类型AD-DC整流电 ;DC-AC逆变电路 ;AC-AC 交流变换电路 ;DC-DC直流变换电路。
常用基本控制方式主要有三类:相控方式、频控方式、斩控方式。
0-5. 从发展过程看,电力电子器件可分为哪几个阶段? 简述各阶段的主要标志。
可分为:集成电晶闸管及其应用;自关断器件及其应用;功率集成电路和智能功率器件及其应用三个发展阶段。
集成电晶闸管及其应用:大功率整流器。
自关断器件及其应用:各类节能的全控型器件问世。
功率集成电路和智能功率器件及其应用:功率集成电路( PIC),智能功率模块( IPM)器件发展。
0-6. 传统电力电子技术与现代电力电子技术各自特征是什么?传统电力电子技术的特征:电力电子器件以半控型晶闸管为主,变流电路一般为相控型,控制技术多采用模拟控制方式。
现代电力电子技术特征:电力电子器件以全控型器件为主,变流电路采用脉宽调制型,控制技术采用 PWM 数字控制技术。
0-7. 电力电子技术的发展方向是什么?新器件:器件性能优化,新型半导体材料。
高频化与高效率。
集成化与模块化。
数字化。
绿色化。
1-1. 按可控性分类,电力电子器件分哪几类?按可控性分类,电力电子器件分为不可控器件、半控器件和全控器件。
第1章 晶闸管
有效值与平均值之比称为波形系数Kf则: Kf=I/Id或I= KfId 。 例:设晶闸管承受的电压有效值为220V,流过的电流平 均为157A,波形系数为1.11,考虑安全裕量,求晶 闸管电压、电流定额。 i 解:UN=(2~3)1.414×220 IM =622 ~933V(取800V)
I K f Id I IT ( AV ) = (1.5 2) = (1.5 2) 1.57 1.57 1.11´ 157 0 (取 200 A) = (1.5 2) = 166 222 A 图1-11 1.57
学习重点:
晶闸管的工作原理、基本特性、主要参数以 及选择和使用中应注意的一些问题。
1.1
引言
晶闸管(Thyristor):晶体闸流管,可控硅整流 器(Silicon Controlled Rectifier——SCR)
1956年美国贝尔实验室发明了晶闸管。 1957年美国通用电气公司开发出第一只晶闸管产品。 1958年商业化。
第1章
1.1 引言
晶闸管
1.2 晶闸管的结构与工作原理 1.3 晶闸管的基本特性 1.4 晶闸管的主要参数 1.5 晶闸管的派生器件
1.6 电力二极管(整流二极管)
本章学习内容与重点
本章内容:
介绍晶闸管的工作原理、基本特性、主要参 数以及选择和使用中应注意的一些问题。 介绍电力二极管、晶闸管派生器件的基本特 性和使用中应注意的一些问题。
仿真实验
1.2 晶闸管的结构与工作原理
晶闸管的工作原理
⊕工作原理(从其内部四层结构来 A 分析) P1 ①定性分析 J1 N1 a. UG≤0,IG=0 G J2 P2 UAK<0时,J1,J3反偏,J2正 J 3 偏,反向阻断,晶闸管不导通, N2 解释①。 K UAK>0时,J1,J3正偏,J2反 偏,晶闸管不导通,解释⑤。图1-2 晶闸管的内部结构图
晶闸管模块的应用
晶闸管智能模块发展史及后来的应用摘要:富安时介绍晶闸管thyristor可控硅模块的接图,晶闸管功率控制器主要技术参数及其应用范围。
电焊设备、激光电源、励磁电源、电镀电解电源、调功、调光、工业炉温控、固态动力开关、牵引、直流拖动、大吊车驱动、搅拌电源、电机软起动列出这种模块的控制方法及其电连接图。
晶闸管调整器体积小,功能齐全,联线简单,控制方便,性能稳定可靠是这种模块的特点,而增大容量,扩大功能,降低成本,系列化晶闸管功率控制器模块今后发展趋势。
1概况目前,富安时晶闸管的制造工艺和设计应用技术已相当成熟,正沿着大功率化和模块化二个方向前进:一是为高压真流输电(HVDC),静止无功补偿(SVC),超大功率高压变频调速以及几十万安培的直流电源领域用的125mm,8000V以上晶闸管的稳定生产而开展研发工作;二是向着体积更小,重量更轻,结构更紧凑,可靠性更高,使用更方便,内部接线电路各异和功能不同的模块化开展技术改进工作。
晶闸管功率控制器模块和整流二极管模块自20世纪70年代初问世以来获得了蓬勃发展,目前已能大批量生产各种类型的电力半导体模块,并广泛应用于国民经济各部门,为工业发展,技术进步,节能、节电、节材发挥了极大作用。
但是由于晶闸管是电流控制的电力半导体器件,所以需要较大的脉冲触发功率才能驱动晶闸管,而且它的触发系统电路复杂,体积大,安装调试较难,抗干扰和可靠性较差,制造成本也高,又因其触发系统易产生电磁干扰,难与微机接口,不易实现微机控制。
多年来,世界各国围绕如何更加方便、可靠、高效地使用晶闸管取得二方面的进展:一是把分立器件芯片按一定电路联成后封装成一般模块,给用户带来一定的使用方便;二是将门极触发系统的部分分立元器件制成专用集成触发电路,简化了触发系统。
但是所有这些并未摆脱将晶闸管主电路与门极触发系统分立制作的传统方式,也没有出现过把复杂庞大的触发系统、检测保护系统和大功率晶闸管主电路集成为一体,做成一个体积小,功能完整,并通过一个端口便能实现对三相电力进行调控的晶闸管智能模块(FUANSHI)。
第9章 晶闸管电路及其应用..
二、晶闸管的主要参数
1. 晶闸管的电压参数
(1)正向转折电压UBO(Forward break over voltage)
在额定结温(100A以上为115℃,50A以下为100℃)和门 极开路的条件下,阳极和阴极间加正弦半波正向电压使器件由 阻断状态发生正向转折变成导通状态所对应的电压峰值。
(2)断态重复峰值电压UDRM(Blocking recurrence peak voltage) 指门极开路,晶闸管结温为额定值,允许重复施加在晶 闸管上的正向峰值电压。重复频率为每秒50次,每次持续时 间不大于10ms,其值为 UDRM = UBO—100V
(3)反向转折电压UBR 就是反向击穿电压。 (4)反向重复峰值电压URRM 指门极开路,晶闸管结温为额定值,允许重复施加在晶 闸管上的反向峰值电压。
U M和URRM中较小者,再取相应于标准电压等级 中偏小的电压值作为晶闸管的标称额定电压。在1000V以下, 每100V一个等级;在1000~3000V,则是每200V一个等级。为 了防止工作中的晶闸管遭受瞬态过电压的损害,通常取电压安 全系数为2~3,例如器件在工作电路中可能承受到的最大瞬时 值电压为UTM,则取额定电压UT=(2~3)UTM。 (6)通态正向平均电压UF
流),在不同的门极触发电流IG作用下经不同的转折电压UBO
和负阻区(电流增加,电压减小),到达正向导通状态(低 电压,大电流)。
正向导通特性和一般二要管的正向导通特性一样,门极
触发电流IG越大,转折电压UBO越低。
当IG=0时,晶闸管正向电压UAK增大到转折电压UBO前,器 件处于正向阻断状态,其正向漏电流随UAK电压增高而逐渐增 大,当UAK达到UBO时管子将突然从阻断状态转为导通状态, 导通后器件的特性与整流二极管正向伏安特性相似。 当通入门极电流IG且足够大时,正向转折电压降至极小, 使晶闸管像整流二极管一样,一加上正向阳极电压就导通,这
晶闸管及其应用电路
U RM = 2 3U 2 = 2.45U 2
(3)电路特点 )
优点:较单相整流输出电压大小增大,脉动性减小, 优点:较单相整流输出电压大小增大,脉动性减小,电源平衡性较好 缺点:如直接接电网,会造成电网损耗;如由变压器供电, 缺点:如直接接电网,会造成电网损耗;如由变压器供电,铁芯易发 生直流磁化,使变压器效率降低。 生直流磁化,使变压器效率降低。
G
K阴极 阴极
K
晶闸管的结构
晶闸管的符号
二、晶闸管的工作特性
晶闸管的导电特点: 晶闸管的导电特点:
(1)晶闸管具有单向导电特性 ) (2)晶闸管的导通是通过门极控制的 )
晶闸管导通的条件: 晶闸管导通的条件:
(1)阳极与阴极间加正向电压 ) (2)门极与阴极间加正向电压,这个电压称为触发电压。 )门极与阴极间加正向电压,这个电压称为触发电压。
(2)晶阐管具有“可控”的单向导电特性,所以晶闸管又称单 )晶阐管具有“可控”的单向导电特性, 向可控硅。 向可控硅。 由于门极所需的电压、电流比较低(电路只有几十至几百毫安), 由于门极所需的电压、电流比较低(电路只有几十至几百毫安), 而阳极A与阴极 可承受很大的电压,通过很大的电流( 与阴极K可承受很大的电压 而阳极 与阴极 可承受很大的电压,通过很大的电流(电流可大 到几百安培以上),因此,晶阐管可实现弱电对强电的控制 ),因此 弱电对强电的控制。 到几百安培以上),因此,晶阐管可实现弱电对强电的控制。
t1 t2
α+θ=π
改变α的大小,即可改变输出电压uL的 改变 的大小,即可改变输出电压 的大小 波形。 越大, 越小 越小。 波形。 α 越大,θ越小。
ug 0 t1 t2
θ
α
《电工与电子技术》考试【 晶闸管及其应用】题目类型【问答题】难度【易】
可控整流电路的负载若是感性,通常在负载两端并联一个续流二极管,试问这个续流二极管起什么作用?
答案:
因为感性负载中电流的变化落后于电压的变化,当输入电压为上正下负的半周内,晶闸管被触发导通,当输入电压(由正到负)过零时,回路中的电流还未降到零,电感在电流变化时(变小),感应出一个上负下正的电压,只要这个电压大于当时的输入电压,晶闸管仍承受正向电压而继续导通(称失控现象),使晶闸管不能关断。这时负载电压仍与输入电压相等且为负值,这样输出电压的平均值减小了。所以通常在负载两端并联一个二极管,当输入电压过零变负后,负载上的电流经二极管形成回路。这时负载两端电压即二极管的管压降近似为零,由于输入电压变负,晶闸管两端的电压也随着反向而自行关断。
问题【10】删除修改
单结管的峰点电压是不是个常数?
答案:
问题【11】删除修改
为什么触发电路要与主电路同步?在本书中是如何实现同步的?
答案:
要求触发电路与主电路同步是为了使每半个周期产生的第一个脉冲的时间保持不变,从而使晶闸管的导通角和输出电压平均值保持不变。在本书中是采用通过变压器将触发电路与主电路接在同一电源上,来达到同步的。
问题【6】删除修改
晶闸管参数中的“控制极触发电压”和“控制极触发电流”这两项表示什么意义?
答案:
晶闸管控制极上所加触发电压和电流愈大,导通时的阳极转折电压愈低。通常规定阳极电压为6V时,要使晶闸管导通所需加的最小触发电压和触发电流为控制极触发电压和控制极触发电流。显然,当阳极电压高于6V时,所需的触发电压和触发电流将小于此值。按照此二值设计的触发电路一般都能对晶闸管可靠地进行触发。
问题【12】删除修改
如何实现触发脉冲的移相?
答案:
几种常用的功率器件(电力半导体)及其应用
要使晶闸管关断,必须去掉阳极正向电压,或者给阳极加反向电压, 要使晶闸管关断,必须去掉阳极正向电压,或者给阳极加反向电压,或者 降低正向阳极电压,这样就使通过晶闸管的电流降低到一定数值以下。 降低正向阳极电压,这样就使通过晶闸管的电流降低到一定数值以下。能 保持晶闸管导通的最小电流,称为维持电流。 保持晶闸管导通的最小电流,称为维持电流。 当门极没有加正向触发电压时, 当门极没有加正向触发电压时,晶体管即使阳极和阴极之间加上正向电压 一般是不会导通的。 ,一般是不会导通的。 2.晶闸管的主要参数 . 指在门极开路而器件的结温为额定值时, (1)断态重复峰值电压 DRM 。指在门极开路而器件的结温为额定值时, )断态重复峰值电压U 指在门极开路而器件的结温为额定值时 允许重复加在器件上的正向峰值电压。若加在管子上的电压大于U 允许重复加在器件上的正向峰值电压。若加在管子上的电压大于 DRM,管 子可能会失控而自行导通。 子可能会失控而自行导通。 指门极开路而结温为额定值时, (2)反向重复峰值电压 URRM 。指门极开路而结温为额定值时,允许重复 ) 指门极开路而结温为额定值时 加在器件上的反向峰值电压。当加在管子上反向电压大于U 加在器件上的反向峰值电压。当加在管子上反向电压大于 RRM时,管子可 能会被击穿而损坏。 能会被击穿而损坏。 通常把U 中较小的那个数值标作晶闸管型号上的额定电压。 通常把 DRM和URRM中较小的那个数值标作晶闸管型号上的额定电压。在选 用管子时,额定电压应为正常工作峰值电压的2~ 倍 用管子时,额定电压应为正常工作峰值电压的 ~3倍,以保整电路的工作 安全。 安全。
du dt。 在额定结温和门极开路的情况下, 在额定结温和门极开路的情况下, (8)断态电压临界上升率 ) 不导致晶闸管从断态到通态转换的最大正向电压上升率。 不导致晶闸管从断态到通态转换的最大正向电压上升率。一般为每微秒几 十伏。 十伏。
晶闸管电路PPT课件
在两个基极之间加正向电压UBB
伏安特性曲线
当发射极电压为0:UA=RB1×UBB/(RB1+RB2)= UBB
称分压系数(分压比),一般为0.3~0.9,是单结晶体管 的重要参数
提高发射极电压UE:当UE<UA,PN结反偏,IE几乎为0 RB1呈高阻,单结晶体管截止。
2) 动态特性较好,关断时间较短。 1μs / (5 ~ 30) μs
3) 主要用于直流调压和直流开关电路。 4) 电路简单,工作频率高。
l 符号 与晶闸管相似。
3. 功率晶体管(GTR)
(300A,100V或100A,300V)
l 特点 1) 可在高电压和强电流定额下使用; 2) 正向导通压降(0.3 ~ 0.8)V,功率损耗
R×1
10 ~ 100
”
R×1
50 ~ 500
逆向:G -”,K
“+”
注意:当A—K间为高阻值,而K—G间逆向电阻大于顺向电
阻时,管子良好。
1. 双向晶闸管(TRIAC)
l 特点 1) 三端子NPNPN元件; 2) 采用交流电源; 3) 相当于两只普通晶闸管反并联; 4) 双向控制,简化触发电路; 5) 成本低,可靠性好; 6) 主要应用于家用电器控制,调节交流电压。
半控桥式全波整流电路
电路与二极管桥式全波整流电路相似
负载上有相同 方向电流通过
+–
–+
在u正半周,当无uG出现: T1截至,uo,io为零 在u正半周,当有uG出现: u+T1RLD2u–
在u负半周,当有uG出现: u– T2RLD1u+
无论正负半周,RL上均有电流通过, 负载电压平均值为半波时的一倍
第八章晶闸管
理论课授课教案197斩波器:将恒定的直流电变换为断续脉冲,以改变其平均值。
可用于开关型稳压电路、直流电动机的拖动等。
无触点开关:可迅速接通或切断大功率的交流或直流回路,而不产生火花或拉弧现象,特别适用于防火防爆的场合。
晶闸管的种类很多,包括普通型(单向型)、双向型、可管断型、快速型、光控型等。
其中普通晶闸管应用最广,而且其结构及工作原理也是分析其他晶闸管的基础。
以下所称晶闸管,如果没有特殊说明,均指普通晶闸管。
一、晶闸管的结构与符号图一晶闸管的结构与符号a)内部结构示意图 b)、c)、d)符号晶闸管的内部结构如图一a)所示。
它由PNPN四层半导体材料所构成,中间形成了3个PN结,由外层P型半导体引出阳极A,由外层N型半导体引出阴极K,由中间P型半导体引出控制极G(或称为门极)。
图一b、c所示分别为阴极侧受控和阳极侧受控晶闸管的符号,当没有必要规定控制极的类型时,可用图一d所示的符号表示晶闸管。
晶闸管的外形有塑封式a(小功率)、平板式b(中功率)、螺栓式c(大、中功率)几种。
如图二所示。
平板式和螺栓式晶闸管实用时固定在散热器上。
图二晶闸管外形198二、晶闸管的工作特性为了更清楚的说明工作原理,晶闸管可以看作是两个三极管PNP(V1)管和NPN(V2)管组合而成,电路模型如图三所示。
图三晶闸管电路模型设在阳极和阴极之间接上电源U A,在控制极和阴极之间接入电源U G,如图四所示。
图四晶闸管工作原理(1) 晶闸管加阳极负电压-U A时,晶闸管处于反向阻断状态。
(2) 晶闸管加阳极正电压U A,控制极不加电压时,晶闸管处于正向阻断状态。
(3) 晶闸管加阳极正电压+U A,同时也加控制极正电压+U G,晶闸管导通。
(4) 要使导通的晶闸管截止,必须将阳极电压降至零或为负,使晶闸管阳极电流降至维持电流I H以下。
综上所述,可得如下结论:①晶闸管与硅整流二极管相似,都具有反向阻断能力,但晶闸管还具有正向阻断能力,即晶闸管正向导通必须具有一定的条件:阳极加正向199200理论课授课教案201正向电阻小。
晶闸管介绍及应用
二、 门极伏安特性 如图1—6所示,晶闸管的门极伏安特性是指门极与阴极之间J3结的伏安特性,同一电流系 列的晶闸管,其门极伏安特性分散性很大,并非一条曲线,而是极限高阻门极伏安特性和极限 低阻门极伏安特性之间的一个区域,又称门极伏安特性区域。触发电路提供的触发电压、触 发电流和触发功率都应限制在门极伏安特性曲线中的可靠触发区域内。
式中 α 1、α 2 是V1、V2晶体管的电流放大倍数,I co 是晶闸管的漏电流。
1)Ig=0,由于α 1、α 2都很小,α 1+α 2≈0, 则I a= I co,只有漏电流,晶闸管阻断。
2)Ig>0,α 1、α 2增大,α 1+α 2≈1, 则I a≈∞,形成电流正反馈,晶闸管导通。
晶闸管导通的正反馈过程为:
1
I d=
2
2
0 3 I md t
= Im 3
I =
1 2
2 0
3 I m 2d t
= Im 3
波形系数
I
Kf =
Id
允许电流平均值
Id = 1.57I TAV Kf
1 .57
Id = 1.57I TAV =100A 1.57
Id = 1.57I TAV =70.7A
2.22
2.22
100A器件只能当70A使用
Id = 1.57I TAV =141.4A
1.11
1.11
100A器件可当141.4A使用
Id = 1.57I TAV =90.7A
1.73
1.73
100A器件可当90.7A使用
输出波形的面积增加到原来的2倍,平均值增加到原来的2倍,有效值增加到原来的 2
小功率常用晶闸管型号-概述说明以及解释
小功率常用晶闸管型号-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在文章《小功率常用晶闸管型号》中,我们将详细介绍小功率晶闸管的常见型号、特性以及应用领域。
晶闸管是一种半导体器件,具有电流控制能力和可逆开关特性,因而在电子和电气领域广泛应用。
在小功率应用中,晶闸管起到了关键的作用,它可以实现电流的精确控制和开关功能,被广泛应用于电子设备和电路中。
在本文的引言部分,我们将首先对小功率晶闸管进行概述。
小功率晶闸管是一种具有较低功率处理能力的晶闸管,通常适用于电流较小的电路中。
相比较大功率晶闸管而言,小功率晶闸管在结构设计和参数选择上有所不同,其电流处理能力和耐压能力相对较低。
因此,小功率晶闸管常用于一些需要较小电流和较低耐压能力的应用中。
小功率晶闸管的型号众多,每个型号都有其独特的特性和适用范围。
在本文的正文部分,我们将详细介绍常见的小功率晶闸管型号,并分析其特性和应用。
通过对各个型号进行比较和评估,我们可以更好地了解它们的优缺点,从而在实际应用中做出合理的选择。
通过本文的阅读,读者将能够全面了解小功率晶闸管的相关知识和应用场景。
同时,我们还将探讨小功率晶闸管领域的研究方向,以期为相关研究和开发提供一定的指导和参考。
综上所述,本文将对小功率晶闸管的常见型号、特性和应用进行详细介绍,希望能够为读者提供有关小功率晶闸管方面的全面知识和理解。
文章结构部分的内容可以包括以下几个方面:1.2 文章结构本文将按照如下结构进行阐述:第二部分为正文部分,主要介绍了常见小功率晶闸管型号及其特性和应用。
在第二部分中,将详细介绍了两种常见的小功率晶闸管型号,分别是型号一和型号二。
随后,将深入探讨这两种型号的特性和应用,其中包括特性一和特性二。
通过对这些小功率晶闸管型号的介绍和分析,我们可以更好地了解它们的优势和适用范围,为后续的应用提供指导。
在第三部分中,将进行结论的总结,并对后续研究方向进行展望。
我们将从所介绍的小功率晶闸管型号出发,总结其特点和应用领域,并提出对于后续研究的建议和方向。
电工与电子技术基础课件第七章晶闸管电路
结论 2.晶闸管的导通与关断条件
(1)导通条件
1)阳极加适当的正向电压,即UA>0。 2)门极加适当的正向触发电压,即U G>0。 3)电路参数必须保证晶闸管阳极工作电流大于维 持电流,即IA>IH,维持电流IH是维持晶闸管导通的最 小阳极电流。
(2)关断条件
特点
单相半波可控整流电路具有线路简单,只需要一个晶闸管, 调整也很方便。整流输出的直流电压脉动大、设备利用率不 高等缺点。故只适用于要求不高的小功率整流设备上。
【例7-1】在图7-5a所示电路中,变压器二次电压U2=100V,
当控制角α分别为0º、90º、120º、180º时,负载上的平均电 压是多少?
晶闸管
例如KP10-20表示额定通态平均电流为10A,正反向重复峰值电压为 2000V的普通反向阻断型晶闸管。
五、晶闸管使用注意事项
晶闸管特点:具有体积小、损耗小、无声、控制灵 敏度高等许多优点的半导体变流器件,但它对过流 和过压承受能力比其他电器产品要小得多。
使用时应注意以下几点:
1)在选择晶闸管额定电压、电流时,应留有足够的安 全余量。
1)撤除阳极电压,即UA≤ 0。 2)阳极电流减小到无法维持导通的程度,即IA<IH。 常采用的方法有:降低阳极电压,切断电流或给阳极 加反向电压。
想一想
1)根据晶闸管的结构图7-2a所示,可将其看成是 ( )型和( )型两个晶体三极管的互连。
2)有人说:“晶闸管只要加上正向电压就导通, 加上反向电压就关断,所以晶闸管具有单向导电性 能。”这句话对吗?
第二节 晶闸管可控整流电路
晶闸管可控整流与二极管整流有所不同,它不仅能将 交流电变成直流电,且改变的直流电的大小是可调的、可控的。
晶闸管基础知识一
晶闸管基础知识一可控硅是硅可控整流元件的简称,亦称为晶闸管。
具有体积小、结构相对简单、功能强等特点,是比较常用的半导体器件之一。
该器件被广泛应用于各种电子设备和电子产品中,多用来作可控整流、逆变、变频、调压、无触点开关等。
家用电器中的调光灯、调速风扇、空调机、电视机、电冰箱、洗衣机、照相机、组合音响、声光电路、定时控制器、玩具装置、无线电遥控、摄像机及工业控制等都大量使用了可控硅器件。
二、可控硅的用途可控硅被广泛应用于各种电子设备和电子产品中,多用来作可控整流、逆变、变频、调压、无触点开关等。
家用电器中的调光灯、调速风扇、空调机、电视机、电冰箱、洗衣机、照相机、组合音响、声光电路、定时控制器、玩具装置、无线电遥控、摄像机及工业控制等都大量使用了可控硅器件。
三、可控硅的优点可控硅具有耐压高、容量大、效率高、可控制等优点。
四、可控硅的分类按其工作特性,可控硅(THYRISTOR)可分为普通可控硅(SCR)即单向可控硅、双向可控硅(TRIAC)和其它特殊可控硅。
五、主要参数可控硅的主要参数:1 额定通态电流(IT)即最大稳定工作电流,俗称电流。
常用可控硅的IT一般为一安到几十安。
2 反向重复峰值电压(VRRM)或断态重复峰值电压(VDRM),俗称耐压。
常用可控硅的VRRM/VDRM一般为几百伏到一千伏。
3 控制极触发电流(IGT),俗称触发电流。
常用可控硅的IGT一般为几十微安到几十毫安。
六、封装形式常用可控硅的封装形式有TO-92、TO-126、TO-202AB、TO-220、TO-220AB、TO-3P、SOT-89、TO-251、TO-252等。
七、主要厂家主要厂家:ST、PHILIPS 、MOTOROLA、NEC、MITSUBISHI、TOSHIBA、TECCOR、SANKEN 等。
§1.整流元件(晶闸管)简单地说:整流器是把单相或三相正弦交流电流通过整流元件变成平稳的可调的单方向的直流电流。
晶闸管—BT136
辽宁科技大学集成电路应用课程论文论文题目:BT136在电子开关中的应用学院、系:电子与信息工程学院专业班级:学生姓名:任课教师:2015年6月19 日BT136在电子开关中的应用摘要BT136晶闸管是目前市场上广泛应用的双向可控晶闸管之一,它具有击穿电压高、输出电流大等特点。
主要用于家用电器控制电路、变频电路、调光、调温、调速电路。
本文介绍了BT136的基本结构、工作原理及其在电子开关方面的应用。
关键词:BT136;双向可控;电子开关;Application of BT136 in Electronic SwitchAbstractBT136 triac thyristor SCR is one of the widely used on the market today, it has a high breakdown voltage, output current and other characteristics. Mainly used for household appliances control circuit, inverter circuit, dimmer, thermostat, speed circuits. BT136 paper introduces the basic structure, working principle and its application in respect of electronic switches.1.引言晶闸管是晶体闸流管的简称,又可称做可控硅整流器。
其在各种电子设备和电力电子等方面得到了广泛的应用。
它的构造特点,使其能在高电压、大电流条件下工作,并且其工作过程可以控制、被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中,是典型的小电流控制大电流的设备。
BT136就是其代表之一。
2.晶闸管的分类、结构和基本工作原理2.1 晶闸管的分类晶闸管按其关断、导通及控制方式可分为普通晶闸管(SCR)、双向晶闸管(TRIAC)、逆导晶闸管(RCT)、门极关断晶闸管(GTO)、BTG晶闸管、温控晶闸管(TT国外,TTS 国内)和光控晶闸管(LTT)等多种。
第六章晶闸管及其应用ppt课件
• 整流〔交流 直流) • 逆变〔直流 交流)
• 变频〔交流 交流) • 斩波〔直流 直流)
此外还可作无触点开关. 等。
一、晶闸管的结构、符号
构造
A〔阳极)
三
P1
四
个
层
N1
PN
半
结
导
P2
体
G〔控制极)
符号
N2
. K〔阴极)
A
A
+
A
P1
P
IA
P1 N1
N1
NN
P2 T1
G
P2 G
G
PP
IG
0.45U21c2oαs
由公式可知:ILU RL L0.4U 5 R2 L1c 2o αs
改变控制角 ,可改变输出电压Uo。
.
2、 单相半控桥式整流电路
1. 电路 2. 工作原理 (1)电压u 为正半周时
T1和D2承受正向 电压。 T1控制极加触 发电压, 则T1和D2导 通,电流的通路为
a T1 RL D2
.
晶闸管导通的条件: 1. 晶闸管阳极电路(阳极与阴极之间)施加正向
电压。 2. 晶闸管控制电路(控制极与阴极之间)加正向
电压或正向脉冲(正向触发电压)。 晶闸管导通后,控制极便失去作用。 依靠正反
馈,晶闸管仍可维持导通状态。
晶闸管关断的条件: 1. 降低阳极与阴极间的电压,使通过晶闸管的
电流小于维持电流IH 2. 阳极与阴极间的电压减小为零 3.将阳极和阴极间加反相电压
.
§6.2 晶闸管整流电路
一、 单相可控整流电路
1、单相半波可控整流电路
(1〕电路及工作原理uG
A
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9.3 晶闸管的触发电路
9.3.1 9.3.2 可控整流对触发电路的要求 单结晶体管触发电路
晶闸管的触发电路
晶闸管由阻断转化为导通,除了在阳极与阴极之间加正向 电压之外,还必须在控制极加正向触发电压。提供正向触发电
压的电路称为触发电路。
9.3.1
可控整流对触发电路的要求
晶闸管可以看成由一只 NPN 三极管与一只 PNP 三极管组 成,仅在阳极 a 和阴极 c 之间加上正向电压以后,V1V2 两只 三极管因为没有基极电流,所以均不导通。 若在 V1 的基极 g (即晶闸管的控制极上)加上正向电压, 使 V1 产生基极电流 IG,此电流经 V1 放大以后,在 V1 集电极 上就产生 1IG 的电流,经过 V2 再次放大,V2 的集电极电流 达到 12 IG,而此电流又重新反馈到 V1 作为 V1 基极电流又 一次被 V1 放大,使两只三极管迅速饱和导通。
体管触发电路的组成及工作原理。
4. 了解晶闸管常用的保护措施及防失控措施。
9.1 晶闸管简介
9.1.1 晶闸管的结构和符号
9.1.2 晶闸管的工作原理
9.1.3 晶闸管的主要参数
9.1.4 晶闸管的型号及简易检测
晶体闸流管(简称晶闸管,旧称可控硅) 广泛应用于无触点 开关电路及可控整流设备中。
9.1.1
即晶闸管阳极 a 与阴极 c 之间完全导通。由于 V1 基极上自 动维持有正反馈电流,所以即使去掉 V1 基极 g 上的正向电压, V1 和 V2 仍能继续保持饱和状态。 晶闸管导通时,V1、V2 饱和导通总压降约 1 V 左右,如果 阳、阴极之间正向电压太低,使渡过阳极的电流难以维持导通 值,V1、V2 就会截止,晶闸管即关断。 晶闸管的控制极电压、电流比较低,电压只有几伏,电流 只有几十到几百毫安,但被控制的器件则可以承担很大的电压 和通过很大的电流。
通态平均电压级别(小于100 A 的不标)① D
级为 0.7 V
额定电压级别 ② [ 为 1000 V ] 额定正向平均电流 [ 200 A ] 普通型 晶闸管
① 通态平均电压分 9 级,用 A ~ I 字母表示,由 0.4 ~ 12 V,每隔 0.1 V 为一级。 ② 额定电压在 1 000 V 以下的每 100 V 为一级,1 000 V 到 3 000 V 的每 200 V 为一级。用百位数或千位及百位数组合 表示级数。
动画 单相桥式整流电路
应用实例
晶闸管除了用于可控整流电路 外,还可作为无触点可控开关。
防盗报警器(断线报警器) 如图当开关 S 闭合后,电路处于值班状态。 晶闸管 V 的 g 极被 B、D间导线短路接地而使晶闸管截止。 当短路导线被弄断时,电源 G 经 R1 和 R2 的分压使 g 极获得触 发电压,晶闸管 V 导通,防盗报警器(蜂鸣器)H 即发声报警。
第9章
晶闸管及其应用
本章学习目标
9.1 晶闸管简介 9.2 可控整流电路
9.3 晶闸管的触发电路 9.4 晶闸管的保护和防失控措施 本章小结
本章学习目标
1. 熟悉晶闸管的工作特性,理解其主要参数的含义。 2. 掌握单相可控整流电路的组成形式,理解电阻性负载 可控整流电路的工作原理。 3. 了解单结晶体管的工作特性、电路符号,理解单结晶
晶闸管的结构和符号
图 (a) 所示是常见晶闸管外形,它有三个电极:阳极 a、阴 极 c 和控制极 g。图(b)是晶闸管的符号,图(c)是晶闸管内 部结构示意图。 图 (c) 可见,晶闸管 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ部有三个 PN 结,分别 用 J1、J2 和 J3 表示。
9.1.2 晶闸管的工作原理
晶闸管的工作特点有以下三点: 1.晶闸管导通必须具备两个条件:一是晶闸管阳极与阴极 间必须接正向电压,二是控制极与阳极之间也接正向电压。 2.晶闸管一旦导通后,降低或去掉控制极电压时,晶闸管 仍然导通。 3.导通后的晶闸管若要关断时,必须减小阳极电流使其小 于晶闸管的导通维持电流。 晶闸管的这些工作特性是 由其内部结构决定的,可用示 意图来解释。
二、简易检测 1.检测阳、阴极正、反向是否短路。可用万用表 R 1 k 电阻挡,测试阳、阴极间的正、反向电阻,都应很大(指针基本 不动),否则元件内部有短路或性能不好。 2.检测控制极是否短路或断开。因控制极与阴极之间是一 个 PN 结,判断的原则同测普通晶体二极管方法相同。
9.2 单相可控整流电路
电压可达几千伏,电流可大到几百安以上。因此晶闸管是 一种可控的单向导电开关,常用于以弱电支控制强电的各类电 路中。
9.1.3 晶闸管的主要参数
1.额定正向平均电流 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。
2 .维持电流 在规定的环境温度、控制极断开的条件下, 要保持晶闸管处于导通状态所需要的最小正向电流。
称反向阻断峰值电压。
9.1.4 晶闸管的型号及简易检测
一、型号 我国目前生产的晶闸管的型号有两种表示方法,即 3CT 系 列和 KP 系列。 3 C T - 5/500
表示正向阻断峰值电压(V)[500 V] 表示额定正向平均电流(A)[5 A] 表示晶闸管元件
表示 N 型硅材料 表示 三个电极
P K 200 - 10 D
9.2.1 单相半波可控整流电路
9.2.2 单相桥式可控整流电路
9.2.1 单相半波可控整流电路
改变触发电压到 来的时刻,亦即改变 控制角 的大小, 就改变了导通角 , 也就改变了负载电压 vL 的平均值。
9.2.2 单相桥式可控整流
由可见,此电路也是 通过调整触发信号出现的 时间来改变晶闸管控制角 和导通角 ,从而实现 控制输出的直流电压平均 值之目的。
3 .控制极触发电压和电流 在规定的环境温度及一定的 正向电压条件下,使晶闸管从关断到导通,控制极所需的电波 电压和电流。
4.正向阻断值电压 控制极断开,加正向电压晶闸管截止 的状态称正向阻断;此时允许加到晶闸管上的正向电压最大值 称正向阻断峰电压。
5.反向阻断峰电压 控制极断开,加反向电压晶闸管截止 的状态称反向阻断,此时允许加到晶闸管上的反向电压最大值