可控硅整流器的原理、结构及用途
可控硅整流器的原理、结构及用途
可控硅整流器的原理、结构及用途发布日期：2012-06-08 浏览次数：459核心提示：可控硅整流器，是一种以晶闸管(电力电子功率器件)为基础，以智能数字控制电路为核心的电源功率控制电器。
具有效率高、无机械可控硅整流器，是一种以晶闸管(电力电子功率器件)为基础，以智能数字控制电路为核心的电源功率控制电器。
具有效率高、无机械噪声和磨损、响应速度快、体积小、重量轻等诸多优点。
晶闸管(Thyristor)是晶体闸流管的简称，又称作可控硅整流器(Silicon Controll ed Rectifier——SCR)，以前被简称为可控硅。
由于其能承受的电压和电流容量仍然是目前电力电子器件中最高的，而且工作可靠，因此在大容量的应用场合仍然具有比较重要的地位。
自从20世纪50年代问世以来已经发展成了一个大的家族，它的主要成员有单向晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管、逆导晶闸管、可关断晶闸管、快速晶闸管，等等。
今天大家使用的是单向晶闸管，也就是人们常说的普通晶闸管，它是由四层半导体材料组成的，有三个PN结，对外有三个电极〔图2(a)〕：第一层P型半导体引出的电极叫阳极A，第三层P型半导体引出的电极叫控制极G，第四层N型半导体引出的电极叫阴极K。
从晶闸管的电路符号〔图2(b)〕可以看到，它和二极管一样是一种单方向导电的器件，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。
可控硅整流器的工作原理可控硅是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管所组成当阳极A加上正向电压时，BG1和BG2管均处于放大状态。
此时，如果从控制极G输入一个正向触发信号，BG2便有基流ib2流过，经BG2放大，其集电极电流ic 2=β2ib2。
因为BG2的集电极直接与BG1的基极相连，所以ib1=ic2。
此时，电流ic2再经BG1放大，于是BG1的集电极电流ic1=β1ib1=β1β2ib2。
可控硅整流原理
可控硅整流原理可控硅（SCR）是一种半导体器件，具有单向导电性能，可用于整流电路。
可控硅整流器是一种常见的电力电子装置，广泛应用于交流电源的整流和调节。
本文将介绍可控硅整流原理及其工作原理。
可控硅整流器是一种电子器件，由可控硅和辅助电路组成。
可控硅是一种双向触发器件，只有在外部触发脉冲作用下才能导通，所以它能够实现对交流电压进行整流。
可控硅整流器的工作原理是利用可控硅的触发角控制来实现对交流电压的整流。
在正半周，当交流电压的极性为正时，可控硅的阳极和门极之间的电压为正，此时可控硅处于关断状态，不导通。
当触发脉冲到来时，可控硅的门极电压达到触发电压，可控硅导通，形成通路，电流开始流过可控硅。
在负半周，当交流电压的极性为负时，可控硅的阳极和门极之间的电压为负，同样处于关断状态。
当再次触发脉冲到来时，可控硅再次导通，形成通路，电流继续流过可控硅。
通过这样的方式，可控硅整流器能够将交流电压转换为直流电压输出。
可控硅整流器的触发角是指可控硅导通的相位角，它决定了整流电路的输出电压和电流的大小。
通过控制触发角，可以实现对输出电压的调节。
当触发角较小时，可控硅导通的时间较长，输出电压较大；当触发角较大时，可控硅导通的时间较短，输出电压较小。
因此，可控硅整流器能够实现对输出电压的调节，从而实现对电力系统的功率控制。
总之，可控硅整流器利用可控硅的触发角控制，实现对交流电压的整流和调节。
它具有结构简单、控制方便、效率高等优点，被广泛应用于电力系统中。
希望本文能够帮助读者更好地理解可控硅整流原理及其工作原理，为相关领域的研究和应用提供一定的参考价值。
可控硅整流器
处于正向阻断态的器件，如果给予控制极一低功率的触发信号(使控制极-阴极PN结导通)，则器件可迅速被 激发到导通状态，之后毋须继续保持触发电流即可维持在通导状态，此时若将电流降至维持电流(伏安特性虚线处) 以下，器件可恢复到阻断状态.
可控硅整流器：主电路采用三相桥或双反星形带平衡电抗器电路。可控硅元件采用大功率元件，节能显著。 主控制系统采用大板高槛抗干扰、大规模集成控制板；模块及集成元件全部采用进口，可靠性高。具有自动稳压、 稳流，稳定精度优于1%。具有0~60S软起动，电镀氧化着色时间可任意设定，自动定时。采用多相整流，减小输 出电压纹波系数ru，特别适应于镀硬铬工艺，表面光洁度好，镀层厚度均匀。冷却方式：水冷、风冷、自冷。
晶闸管全称晶体闸流管，又称可控硅:是一种功率半导体器件。
结构
通常用双三极管来描述可控硅的四层结构，看成一NPN和PNP晶体管的互联.若两晶体管的共基极电流放大系 数分别为α1和α2(均为工作状态的函数)，导通的必要条件是α1+α2≃1.阻断状态下，两晶体管的电流放大系数 均很小;若在正向阻断状态下，于控制极注入一正向电流，则NPN管的电流放大系数α1迅速增大，并导致α2的增 大，从而满足导通条件.
双向晶闸管的T1和T2不能互换。否则会损坏管子和相关的控制电来自。感谢观看应用
可控硅是一种极为重要的功率电子器件，可以以极小的控制功率控制兆瓦级的电力，常用于整流、开关、变 频、逆变等电路中.高功率可控硅采用甚大面积的硅片，需封装在带散热器的管壳中.
相关技术
在可控整流电路的波形图中，发现晶闸管承受正向电压的每半个周期内，发出第一个触发脉冲的时刻都相同， 也就是控制角α和导通角θ都相等，那么，单结晶体管张弛振荡器怎样才能与交流电源准确地配合以实现有效的 控制呢?
可控硅整流原理
可控硅整流原理可控硅（SCR）是一种半导体器件，它具有双向导电性能，可以实现电流的控制和整流功能。
在电力系统中，可控硅整流器被广泛应用于交流电源的调节和控制，具有很高的效率和可靠性。
本文将介绍可控硅整流原理及其应用。
首先，我们来看一下可控硅的基本结构和工作原理。
可控硅由四层半导体材料组成，其中有一个控制端和两个电极端。
当控制端施加一个触发脉冲信号时，可控硅将导通并保持通态，直到电流下降到零。
这种特性使得可控硅可以实现交流电源的整流功能。
在实际应用中，可控硅整流器通常由可控硅、二极管和电感器组成。
当交流电源输入到整流器中时，可控硅将根据控制信号进行导通，将正半周的电流导通，而在负半周则处于关断状态。
通过这种方式，交流电源可以被转换为直流电源输出。
同时，二极管和电感器可以对电流进行滤波和稳压，确保输出电压的稳定性和纹波度。
除了整流功能，可控硅整流器还可以实现电流的调节和控制。
通过改变控制信号的触发角度，可以实现对输出电压和电流的调节，从而满足不同的电源需求。
这种灵活性使得可控硅整流器在工业控制和电力调节中得到广泛应用。
在电力系统中，可控硅整流器还可以实现功率因素的校正和谐波的抑制。
通过控制可控硅的导通角度和触发脉冲的宽度，可以实现对功率因素的调节，提高系统的功率因数。
同时，可控硅整流器还可以对谐波进行滤波和抑制，减少对电网的干扰。
总的来说，可控硅整流器具有高效、可靠和灵活的特点，可以实现对交流电源的整流、调节和控制。
在电力系统中，可控硅整流器发挥着重要的作用，提高了电能利用率和系统的稳定性。
随着电力电子技术的不断发展，可控硅整流器将会有更广泛的应用前景。
以上就是关于可控硅整流原理的介绍，希望能够对读者有所帮助。
可控硅整流器作为一种重要的电力电子器件，其原理和应用具有很高的实用价值，为电力系统的稳定运行和能源的高效利用提供了重要支持。
希望本文能够帮助读者更好地理解可控硅整流器的工作原理和应用特点，为相关领域的研究和工程实践提供参考。
可控硅整流器工作原理
可控硅整流器工作原理可控硅是一种多层PN结的半导体器件，具有三个电极：主极（Anode）、控制极（Gate）和触发极（Cathode）。
可控硅器件具有两种工作状态：导通状态和截止状态。
在可控硅整流器中，交流电源的正半周与负半周分别作用于主极和触发极，其工作原理如下：1.导通状态：当交流电源的电压正半周作用于主极时，主极变为正极，触发极变为负极。
此时，若控制极施加一个正电压，就可以激发PN结，使之进入导通状态。
2.截止状态：当交流电源的电压负半周作用于主极时，主极变为负极，触发极变为正极。
此时，无论控制极施加什么电压，都不能激发PN结，使之进入截止状态。
通过对控制极施加不同电压，可实现可控硅整流器的工作状态切换，从而实现电流的控制。
1.整流过程：在交流电源正半周的导通状态中，如果可控硅器件导通，则交流电源的正半周通过可控硅器件，输出为直流电流。
此时，输出电流的大小与控制极施加的电压有关，通过控制极电压的调节，可以控制输出电流的大小。
2.关断过程：当交流电源的电压负半周的时候，可控硅器件处于截止状态，电流无法通过。
这个过程中，交流电源的负半周电压通过一个旁路二极管（反向偏置）绕过可控硅器件，输出为直流电流。
通过控制极施加不同的电压，可实现整流和关断状态的切换，从而实现了可控硅整流器对交流电的转换。
需要注意的是，可控硅整流器由于具有导通状态和截止状态的非线性特性，会产生较大的谐波失真和功率消耗。
因此，在实际应用中，通常需要搭配滤波电路对输出进行滤波处理，以提高整流器的效率和输出电流质量。
总结起来，可控硅整流器工作原理是通过对控制极施加不同电压，控制可控硅器件的导通和截止状态，实现对交流电的整流和输出电流的控制。
可控硅的工作原理及应用电路
可控硅的工作原理及应用电路一、可控硅的基本工作原理可控硅，又称为可控整流二极管（SCR），是一种半导体器件，具有单向导通性的特点。
可控硅最基本的结构是由P型硅及N型硅构成的PN结，还通过额外的控制极（称为G极）控制导通与截止。
其基本工作原理如下：1.正向导通状态：当正向电压施加在可控硅的阳极和阴极之间时，若G极未施加正向信号，则可控硅处于截止状态；若G极施加正向信号，则电流开始流过可控硅，进入导通状态。
2.正向截止状态：当正向电压施加在可控硅的阳极和阴极之间时，若G极未施加正向信号，则可控硅处于截止状态，不导电；即使G极施加正向信号，只有当电压达到一定的阈值（称为触发电压）时，可控硅才能进入导通状态。
3.反向阻断状态：当反向电压施加在可控硅的阳极和阴极之间时，可控硅处于完全截止状态，不导电。
二、可控硅的应用电路可控硅由于其可控性和高功率特点，广泛应用于各种控制电路和电力电子器件中。
以下是一些常见的可控硅应用电路：1. 灯光控制电路可控硅可以用来控制灯光的亮度，常见的应用是使用可控硅作为调光器。
这种电路通过控制可控硅的导通角度来改变交流电路中的功率，从而达到调节灯光亮度的目的。
2. 电动机控制电路可控硅可以用来控制电动机的启动和停止，常见的应用是使用可控硅作为电动机的触发器。
通过控制可控硅的导通时间，可以控制电动机的转速和转向。
3. 直流电源电路可控硅可以用来控制直流电源的电压和电流输出，常见的应用是使用可控硅作为直流电源的调节器。
通过控制可控硅的导通角度和触发时间，可以实现直流电源的稳压和稳流功能。
4. 温度控制电路可控硅可以用来控制温度传感器和加热器之间的电流流动，常见的应用是使用可控硅作为温度控制电路的关断开关。
通过控制可控硅的导通角度和触发时间，可以实现温度的精确控制。
5. 电化学电源电路可控硅可以用来控制电化学电源中的电流输出，常见的应用是使用可控硅作为电化学电源的控制器。
通过控制可控硅的导通角度和触发时间，可以实现电化学过程的精确控制。
可控硅整流器工作原理及结构特点解析
可控硅整流器工作原理及结构特点解析文档下载说明Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document 可控硅整流器工作原理及结构特点解析can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!可控硅整流器（SCR Rectifier）是一种重要的电力电子器件，其工作原理和结构特点对于电力系统的控制和调节具有重要意义。
下面我将对可控硅整流器的工作原理及结构特点进行详细解析。
一、工作原理。
可控硅整流器是一种基于硅材料的半导体器件，其工作原理基于硅材料的半导体特性以及控制端对器件的控制。
在正常工作状态下，可控硅整流器的控制端施加一个触发脉冲，使其进入导通状态。
可控硅整流器（矽控整流器）
第三章可控硅整流器（矽控整流器）SCRs（silicon-controlled rectifier）前言：工业应用中，常要求电源可变且可控，如：照明/马达速率控制/电焊机/电热器等。
变压器：利用不同的次级线圈得到可变的输出电压，但当高功率时，变压器体积庞大/费用高/维护频繁/数目众多。
滑线变阻器：接于电源与负载间，控制电流，同样当高功率时，体积庞大/费用高/大量能源耗于电阻。
SCR：60年以后，体积小/成本低，不需维护/耗能少，可控电压1000V，电流数百安培。
学习目标：1 解释SCR控制电阻性负载的功率控制电路原理2 明确导火延迟角（firing delay angle），传导角（conduction angle），闸极触发电流（gate trigger current），保持电流（hold current），前向导火状态电压（forward ON-state voltage）等的意义3 可约略算出SCR闸极触发电路所需的电阻和电容值4 解释SCR组成的触发导通装置的动作原理及其优点3-1 SCRs的原理与动作（Theory and Operation of SCR）SCR（Silicon Controlled Rectifier）：可控硅整流器，三端元件，用以控制送至负载的大电流。
SCR的动作与一般的开关动作类似，当其导通时，从阳极到阴极间电流电阻很小，类似开关闭合，当其截止时，无电流在阳极和阴极之间流动，类似开关开启。
SCR为一固态（solid-state）元件，开关动作迅速。
当SCR和负载串联时，可控制流至负载的平均电流。
若电源为交流电，则SCR在一段时间内为导通（ON）状态，另一段时间为截止（OFF）状态，两段时间长短由闸极控制。
当导通时间较短，流入负载的平均电流就较小（因为流向负载的电流持续时间短，平均起来自然小），反之，平均电流就较大。
因此调整SCR闸极信号，即可调整导通时间，从而控制负载平均电流。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
可控硅整流器的原理、结构及用途
发布日期：2012-06-08 浏览次数：459
核心提示：可控硅整流器，是一种以晶闸管(电力电子功率器件)为基础，以智能数字控
制电路为核心的电源功率控制电器。
具有效率高、无机械
可控硅整流器，是一种以晶闸管(电力电子功率器件)为基础，以智能数字控制电路为核心的电源功率控制电器。
具有效率高、无机械噪声和磨损、响应速度快、体积小、重量轻等诸多优点。
晶闸管(Thyristor)是晶体闸流管的简称，又称作可控硅整流器(Silicon Controll ed Rectifier——SCR)，以前被简称为可控硅。
由于其能承受的电压和电流容量仍然是目前电力电子器件中最高的，而且工作可靠，因此在大容量的应用场合仍然具有比较重要的地位。
自从20世纪50年代问世以来已经发展成了一个大的家族，它的主要成员有单向晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管、逆导晶闸管、可关断晶闸管、快速晶闸管，等等。
今天大家使用的是单向晶闸管，也就是人们常说的普通晶闸管，它是由四层半导体材料组成的，有三个PN结，对外有三个电极〔图2(a)〕：第一层P型半导体引出的电极叫阳极A，第三层P型半导体引出的电极叫控制极G，第四层N型半导体引出的电极叫阴极K。
从晶闸管的电路符号〔图2(b)〕可以看到，它和二极管一样是一种单方向导电的器件，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。
可控硅整流器的工作原理
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
当阳极A加上正向电压时，BG1和BG2管均处于放大状态。
此时，如果从控制极G输入一个正向触发信号，BG2便有基流ib2流过，经BG2放大，其集电极电流ic 2=β2ib2。
因为BG2的集电极直接与BG1的基极相连，所以ib1=ic2。
此时，电流ic2再经BG1放大，于是BG1的集电极电流ic1=β1ib1=β1β2ib2。
这个电流又流回到BG2的基极，表成正反馈，使ib2不断增大，如此正向馈循环的结果，两个管子的电流剧增，可控硅使饱和导通。
由于BG1和BG2所构成的正反馈作用，所以一旦可控硅导通后，即使控制极G 的电流消失了，可控硅仍然能够维持导通状态，由于触发信号只起触发作用，没有关断功能，所以这种可控硅是不可关断的。
可控硅整流器的结构
◆从外形上来看，可控硅整流器也主要有螺栓型和平板型两种封装结构。
◆引出阳极A、阴极K和门极(控制端)G三个联接端。
◆内部是PNPN四层半导体结构。
可控硅整流器的外形、结构和电气图形符号
a) 外形b) 结构c) 电气图形符号
可控硅整流器VS与小灯泡EL串联起来，通过开关S接在直流电源上。
注意阳极A是接电源的正极，阴极K接电源的负极，控制极G通过按钮开关SB接在3V直流电源的正极(这里使用的是KP5型晶闸管，若采用KP1型，应接在1.5V直流电源的正极)。
晶闸管与电源的这种连接方式叫做正向连接，也就是说，给晶闸管阳极和控制极所加的都是正向电压。
现在我们合上电源开关S，小灯泡不亮，说明晶闸管没有导通;再按一下按钮开关SB，给控制极输入一个触发电压，小灯泡亮了，说明晶闸管导通了。
这个演示实验给了我们什么启发呢?
这个实验告诉我们，要使可控硅整流器导通，一是在它的阳极A与阴极K之间外加正向电压，二是在它的控制极G与阴极K之间输入一个正向触发电压。
晶闸管导通后，松开按钮开关，去掉触发电压，仍然维持导通状态。
可控硅整流器的特点：是“一触即发”。
但是，如果阳极或控制极外加的是反向电压，晶闸管就不能导通。
控制极的作用是通过外加正向触发脉冲使晶闸管导通，却不能使它关断。
那么，用什么方法才能使导通的晶闸管关断呢?使导通的晶闸管关断，可以断开阳极电源(图3中的开关S)或使阳极电流小于维持导通的最小值(称为维持电流)。
如果晶闸管阳极和阴极之间外加的是交流电压或脉动直流电压，那么，在电压过零时，晶闸管会自行关断。
可控硅整流器在电路中的主要用途是什么?
普通可控硅整流器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。
现在我画一个最简单的单相半波可控整流电路。
在正弦交流电压U2的正半周期间，如果VS的控制极没有输入触发脉冲Ug，VS仍然不能导通，只有在U2处于正半周，在控制极外加触发脉冲Ug时，晶闸管被触发导通。
现在，画出它的波形图。
可以看到，只有在触发脉冲Ug到来时，负载RL上才有电压UL输出(波形图上阴影部分)。
Ug到来得早，晶闸管导通的时间就早;Ug到来得晚，晶闸管导通的时间就晚。
通过改变控制极上触发脉冲Ug到来的时间，就可以调节负载上输出电压的平均值UL(阴影部分的面积大小)。
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。
很明显，α和θ都是用来表示晶闸管在承受正向电压的半个周期的导通或阻断范围的。
通过改变控制角α或导通角θ，改变负载上脉冲直流电压的平均值UL，实现了可控整流。
在桥式整流电路中，把二极管都换成可控硅整流器是不是就成了可控整流电路了呢?在桥式整流电路中，只需要把两个二极管换成可控硅整流器就能构成全波可控整流电路了。
可控硅整流器控制极所需的触发脉冲是怎么产生的呢?可控硅整流器触发电路的形式很多，常用的有阻容移相桥触发电路、单结晶体管触发电路、晶体三极管触发电路、利用小晶闸管触发大晶闸管的触发电路，等等。
今天大家制作的调压器，采用的是单结晶体管触发电路。
在可控整流电路的波形图中，发现可控硅整流器承受正向电压的每半个周期内，发出第一个触发脉冲的时刻都相同，也就是控制角α和导通角θ都相等，那么，单结晶体管张弛振荡器怎样才能与交流电源准确地配合以实现有效的控制呢?
为了实现整流电路输出电压“可控”，必须使晶闸管承受正向电压的每半个周期内，触发电路发出第一个触发脉冲的时刻都相同，这种相互配合的工作方式，称为触发脉冲与电源同步。
怎样才能做到同步呢?大家再看调压器的电路图(图1)。
请注意，在这里单结晶体管张弛振荡器的电源是取自桥式整流电路输出的全波脉冲直流电压。
在可控硅整流器没有导通时，张弛振荡器的电容器C被电源充电，UC按指数规律上升到峰点电压UP时，单结晶体管VT导通，在VS导通期间，负载RL上有交流电压和电流，与此同时，导通的VS两端电压降很小，迫使张弛振荡器停止工作。
当交流电压过零瞬间，可控硅整流器VS被迫关断，张弛振荡器得电，又开始给电容器C充电，重复以上过程。
这样，每次交流电压过零后，张弛振荡器发出第一个触发脉冲的时刻都相同，这个时刻取决于RP的阻值和C的电容量。
调节RP的阻值，就可以改变电容器C的充电时间，也就改变了第一个Ug发出的时刻，相应地改变了可控硅整流器的控制角，使负载RL上输出电压的平均值发生变化，达到调压的目的。