3.1 双向晶闸管解析
双向晶闸管工作原理
双向晶闸管工作原理双向晶闸管工作原理:双向可控硅具有两个方向轮流导通、关断的特性。
双向可控硅实质上是两个反并联的单向可控硅,是由NPNPN 五层半导体形成四个PN 结构成、有三个电极的半导体器件。
主电极的构造是对称的(都从N 层引出),它的电极不像单向可控硅那样分别叫阳极和阴极,把与控制极相近的叫做第一电极A1,另一个叫做第二电极A2。
双向可控硅的主要缺点是承受电压上升率的能力较低。
这是双向可控硅在一个方向导通结束时,硅片在各层中的载流子还没有回到截止的,采取相应的保护措施。
双向可控硅元件主要用于交流控制电路,如温度控制、灯光控制、防爆交流开关以及直流电机调速和换向等电路。
下面讲一下可控硅的工作原理:1、可控硅元件的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。
2、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1 所示当阳极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ic2=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,。
双向晶闸管交流调压电路分析
双向晶闸管交流调压电路分析双向晶闸管交流调压电路分析同学:老师,双向晶闸管看起来与单向晶闸管的外形差不多,也有三个电极(图 2 ),它的主要工作特性是什么呢?教师:双向晶闸管相当于两个单向晶闸管的反向并联(图3 ),但只有一个控制极。
这样,双向晶闸管在正、反两个方向上都能够控制导电,而单向晶闸管却是一种可控的单方向导电器件。
给双向晶闸管的控制极加正的或负的触发脉冲,都能使管子触发导通。
这样,触发电路的设计就具有很大的灵活性,可以采用多种不同的触发方式。
此外,双向晶闸管的两个主电极不再分为阳极和阴极,而是称为第一电极 T1 和第二电极 T2 。
双向晶闸管在电路中不能用作可控整流元件,主要用来进行交流调压、交流开关、可逆直流调速等等。
同学:双向晶闸管触发电路(图1 )中,使用了双向触发二极管,我们过去没有听说过这种管子,这是一种什么样的器件呢?老师:双向触发二极管(图4 )从结构上来说,是一种没有控制极的晶闸管,我们可以把它看成是两个二极管的反向并联。
这样,无论在双向触发二极管的两极之间外加什么极性的电压,只要电压的数值达到管子的转折电压值,就能使它导通。
值得注意的是,双向触发二极管的转折电压较高,一般在 20 ~ 40V 范围。
同学:老师,您给我们讲讲双向触发二极管组成的双向晶闸管触发电路的工作原理吧。
老师:调压器电路主要由阻容移相电路和双向晶闸管两部分组成。
我们单独画出这两部分电路(图 5 ), R5 、 RP 和 C5 构成阻容移相电路。
合上电源开关 S ,交流电源电压通过 R5 、 RP 向电容器 C5 充电,当电容器 C5 两端的电压上升到略高于双向触发二极管 ST 的转折电压时, ST 和双向晶闸管 VS 相继导通,负载 RL 得电工作。
当交流电源电压过零瞬间,双向晶闸管自行关断,接着 C5 又被电源反向充电,重复上述过程。
分析电路时,大家应该意识到,触发电路是工作在交流电路中的,交流电压的正、负半周分别会发出正、负触发脉冲送到双向晶闸管的控制极,使管子在正、负半周内对称地导通一次。
双向晶闸管的结构及工作原理
双向晶闸管的检测方法(1)电极的判断与触发特性测试将万用表置Rx1挡,测量双向晶闸管任意两脚之司的阻值,如果测出某脚和其他两脚之间的电阻均为无穷大,则该脚为T2极。
确定T2极后,可假定其余两脚中某一脚为T1电极,而另一脚为G极,然后采用触发导通测试方法确定假定极性的正确性。
试验方法如图所示。
首先将负表笔接T1极,正表笔接乃极,所测电阻应为无穷大。
然后用导线将T2极与G极短接,相当于给G极加上负触发信号,此时所测T1-T2极间电阻应为10Ω左右,证明双向晶闸管已触发导通,如图(a)所示。
将巧极与G极间的短接导线断开,电阻值若保持不变,说明管子在T1→T2方向上能维持导通状态。
再将正表笔接T1极,负表笔接T2极,所测电阻也应为无穷大,然后用导线将T2极与G 极短接,相当于给G极加上正触发信号,此时所测T1-T2极间电阻应为10Ω左右,如图(b)所示。
若断开T2极与G极间的短接导线阻值不变,则说明管子经触发后,在T2→T1方向上也能维持导通状态,且具有双向触发性能。
上述试验也证明极性的假定是正确的,否则是假定与实际不符,需重新作出假定,重复上述测量过程。
双向晶闸管测试方法(2)大功率双向晶闸管触发能力的检测小功率双向晶闸管的触发电流较小,采用万用表Rx1挡可以检查出管子的触发性能。
大功率双向晶闸管的触发电流较大,再采用万用表Rx1挡测量巳无法使管子触发导通。
为此可采用图所示的方法进行测量,但测量中需要采用不同极性的电源,以确定管子的双向触发能力。
晶闸管模块晶闸管模块内由多个晶闸管或晶闸管与整流管混合组成,电流容量一般为25~100A,电压范围为400~1600V。
它具有体积小、重量轻、散热板与电路高度电气绝缘、安装方便、耐冲击等特点,主要用于电力变换与电力控制,如各种整流设备、交一直流电机驱动电路、无触点开关以及调光装置等。
表给出了一组晶闸管模块的主要特性参数,它们的外形如图所示。
一些晶闸管模块主要特性参数型晶闸管模块外形关断晶闸管的检测可关断晶闸管的极性及触发导通性能的检测可参考前面所述的方法进行,其关断能力采用双万用表法检查,如图所示,表1用来进行触发导通,表2用以产生负向触发信号。
双向晶闸管的作用
双向晶闸管的作用双向晶闸管(Bidirectional Thyristor)是一种半导体器件,具有双向导通特性,可以在正向和反向两个方向上传导电流。
它广泛应用于电力电子领域,具有许多重要的作用和应用。
双向晶闸管可以用作电流控制开关。
通过控制晶闸管的触发电压和触发角,可以实现对电流的精确控制。
这使得双向晶闸管在交流电路中可以实现高效的电流控制,从而实现对电器设备的精确调节。
例如,在交流电调压器中,通过控制晶闸管的触发角,可以调节电器设备所需的电压大小,达到调节功率的目的。
另外,在交流电动机启动过程中,双向晶闸管也可以用于控制电流的启动和停止,保护电动机。
双向晶闸管还可以用于实现交流电的整流。
在交流电路中,交流电是正负交替的,在某些应用场合下,需要将交流电转换为直流电。
这时可以使用双向晶闸管作为整流器,通过控制晶闸管的触发角和触发电压,可以实现对交流电的整流。
通过整流,交流电转换为直流电后,可以更方便地进行后续的处理和使用。
例如,在电力系统中,交流电转换为直流电后,可以用于直流输电、电容器补偿和电解过程等。
双向晶闸管还可以用于实现交流电的逆变。
逆变是将直流电转换为交流电的过程,通常用于交流电源无法直接供应的场合。
通过使用双向晶闸管的逆变器,可以将直流电源转换为需要的交流电信号。
逆变器广泛应用于太阳能发电、风力发电等可再生能源领域,将直流电源转换为交流电以满足电网的需求。
双向晶闸管还可以用于电力系统的保护。
在电力系统中,由于各种原因,例如短路故障和过电流等,会导致电网出现故障。
为了保护电力系统的正常运行,需要及时检测故障并采取相应的保护措施。
双向晶闸管可以用于电力系统的保护装置,通过控制晶闸管的触发电压和触发角,可以在出现故障时迅速切断电流,保护电力设备和电路。
总结起来,双向晶闸管在电力电子领域具有广泛的应用。
它可以用作电流控制开关,实现精确的电流控制;可以用作整流器,将交流电转换为直流电;可以用作逆变器,将直流电转换为交流电;还可以用于电力系统的保护。
双向晶闸管
1.5双向晶闸管双向晶闸管(TRIAC,Bidirectional Triode Thyrister,Triode AC Switch)是把两个反并联的晶闸管集成在同一硅片上,用一个门极控制触发的组合型器件。
这种结构使它在两个方向都具有和晶闸管同样的对称的开关特性,且伏安特性相当于两只反向并联的晶闸管,不同的是它由一个门极进行两个方向控制,因此可以认为是一种控制交流功率的理想器件,主要应用于交流无触点继电器、交流相位控制等。
1.5.1双向晶闸管的基本结构和伏安特性双向晶闸管是一种交流器件,其伏安特性是对称的。
即正向或反向都具有能触发导通的开关特性,因此无所谓阳极与阴极。
通常,把通向主回路的两个引出端子分别称为Tl,T2端,并假定靠近门极的端子为T1端,也就是常规的阴极,见图1.9。
1、特性与符号双向晶闸管的外形与普通晶闸管相同,也有塑封式、螺栓式和平板式,也有三个电极,其中一个是门极G,另外两个则分别叫做第一阳极和第二阳极。
图1.9(a)给出了双向晶闸管的典型结构。
它内部有NPNPN五层结构;T2,Tl,G为三个引出端子。
其中P1N1P2N2 称为正向晶闸管,其伏安特性画在第1象限,称为(I)特性。
而把与正向晶闸管反向并联的N4P1N1P2 称为反向晶闸管,其伏安特性画在第1II象限,称为(111)特性。
如图1.9(b)所示,这两个晶闸管的触发导通都是由门极G来控制的。
2、触发方式双向晶闸管的触发信号加在门极与第一阳极之间。
不论触发信号的极性如何,都能被触发。
因此可用交流信号做触发信号。
因双向晶闸管的主电路加正、反向电压都能被触发的特性双向晶闸管的触发方式有四种。
(1)Ⅰ+触发方式:曲线在第一象限,a2为正,a1为负,g对a1为正。
(2)Ⅰ-触发方式:曲线在第一象限,a2为正,a1为负,g对a1为负。
(3)Ⅲ+触发方式:曲线在第三象限,a2为负,a1为正,g对a1为正(4)Ⅲ-触发方式:曲线在第三象限,a2为负,a1为正,g对a1为负四种触发方式中其中以Ⅲ+方式要求触发电流最大,因而触发灵敏度最低,使用中应尽量避免使用这种触发方式。
双向晶闸管的主要参数
双向晶闸管的主要参数双向晶闸管(Bilateral SCR)是一种特殊的晶体管,具有双向导电特性。
它是一种具有控制启动能力的半导体开关,常用于交流电路中。
双向晶闸管具有多个主要参数,其中包括额定电压、额定电流、触发电流、触发电压、封装形式等。
额定电压是指双向晶闸管所能承受的最高电压。
在选择双向晶闸管时,应根据电路所需的电压范围来选择合适的额定电压。
如果电压超过了额定电压,双向晶闸管可能会被击穿而损坏。
额定电流是指双向晶闸管所能承受的最大电流。
在设计电路时,需要根据电路的负载要求选择合适的额定电流。
如果电流超过了额定电流,双向晶闸管可能会发生过载而失效。
触发电流是指使双向晶闸管进入导通状态所需的最小电流。
只有当电流超过了触发电流时,双向晶闸管才会开始导通。
触发电流的大小取决于双向晶闸管的内部结构和材料,不同型号的双向晶闸管具有不同的触发电流。
触发电压是指使双向晶闸管进入导通状态所需的最小电压。
只有当电压超过了触发电压时,双向晶闸管才会开始导通。
触发电压的大小也取决于双向晶闸管的内部结构和材料,不同型号的双向晶闸管具有不同的触发电压。
封装形式是指双向晶闸管的外观和尺寸。
双向晶闸管通常采用塑料封装或金属封装,不同封装形式适用于不同的应用场合。
常见的封装形式有TO-92、TO-220、TO-252等。
除了以上主要参数外,双向晶闸管还具有一些其他的参数,如耐压能力、导通压降、关断能力等。
耐压能力是指双向晶闸管能够承受的最大电压。
导通压降是指当双向晶闸管导通时,在其两个电极之间的电压降。
关断能力是指双向晶闸管在关断状态下所能承受的最大电流。
双向晶闸管是一种重要的半导体器件,具有双向导电特性。
通过控制触发电流和触发电压,可以实现对交流电的控制。
在选择双向晶闸管时,需要考虑其主要参数,如额定电压、额定电流、触发电流、触发电压和封装形式等。
这些参数的选择应根据具体的应用需求和电路要求进行合理搭配,以确保电路的稳定运行和安全可靠。
multisim双向晶闸管控制
Multisim双向晶闸管控制1. 引言本文将介绍如何使用Multisim软件进行双向晶闸管(thyristor)的控制。
首先,我们会对双向晶闸管的原理和特性进行简要介绍,然后详细讲解如何在Multisim中设计和模拟双向晶闸管控制电路。
2. 双向晶闸管简介双向晶闸管是一种半导体器件,具有开关功能。
它可以在两个方向上导通电流,并能够通过控制信号进行开关操作。
双向晶闸管通常用于交流电路中的功率控制和转换。
2.1 双向晶闸管的结构双向晶闸管由四个层组成:P-N-P-N。
其中,两个P层和两个N层相互交替排列。
这种结构使得双向晶闸管可以在两个方向上导通电流。
2.2 双向晶闸管的工作原理当一个正脉冲信号施加到控制端时,双向晶闸管会进入导通状态。
此时,交流电压可以通过它正常传输。
当一个负脉冲信号施加到控制端时,双向晶闸管会进入关断状态,阻断电流的流动。
2.3 双向晶闸管的应用双向晶闸管常被用于交流电路中的电压和功率控制。
它可以用于调光、电动机控制、交流变频器等应用场景。
3. Multisim软件介绍Multisim是一款由National Instruments公司开发的电子电路仿真软件。
它可以帮助工程师和学生设计和模拟各种电子电路,并进行性能分析。
3.1 Multisim的主要特点•提供丰富的元件库,包括各种传感器、集成电路、半导体器件等。
•具有直观友好的用户界面,方便用户进行电路设计和仿真。
•支持多种模拟和数字信号处理功能。
•可以生成详细的性能分析报告,并进行波形显示和数据采集。
4. 在Multisim中设计双向晶闸管控制电路在这一部分,我们将详细讲解如何在Multisim中设计和模拟双向晶闸管控制电路。
我们将使用Multisim提供的元件库中的双向晶闸管元件,并通过控制信号来控制它的导通和关断。
4.1 创建电路原理图首先,我们需要创建一个新的电路原理图。
在Multisim中,选择”File”->“New”->“Schematic”创建一个新的电路原理图。
双向晶闸管
三、在功率管领域,逐步有国内的企业技术水平上升到MOS工艺,MOSFET的产业有一定规模,进入21世纪后, 这类器件的产品已批量进入市场,几十安培、200V的器件在民用产品上获得了广泛应用,进口替代已然开始。
工作原理
结构示意图双向晶闸管与单向晶闸管一样,也具有触发控制特性。不过,它的触发控制特性与单向晶闸管有 很大的不同,这就是无论在阳极和阴极间接入何种极性的电压,只要在它的控制极上加上一个触发脉冲,也不管 这个脉冲是什么极性的,都可以使双向晶闸管导通。由于双向晶闸管在阳、阴极间接任何极性的工作电压都可以实 现触发控制,因此双向晶闸管的主电极也就没有阳极、阴极之分,通常把这两个主电极称为T1电极和T2电极,将 接在P型半导体材料上的主电极称为T1电极,将接在N型半导体材料上的电极称为T2电极。由于双向晶闸管的两个 主电极没有正负之分,所以它的参数中也就没有正向峰值电压与反同峰值电压之分,而只用一个最大峰值电压, 双向晶闸管的其他参数则和单向晶闸管相同。
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产品简介
双向晶闸管的伏安特性曲线具有对称性,如图1所示 。 图1结构图
的伏安特性曲线
由于双向晶闸管正、反特性具有对称性,所以它可在任何一个方向导通,是一种理想的交流开关器件。 伏安特性曲线
检查方法
检查双向晶闸管的好坏:双向晶闸管作电子开关使用,能控制交流负载(例如白炽灯)的通断,根据白炽灯的 亮灭情况,可判断双向晶闸管的好坏。将220V交流电源的任意一端接T2,另一端经过220V、100W白炽灯接T1。触 发电路由开关S和门极限流电阻R组成。S选用耐压220VAC的小型钮子开关或拉线开关。R的阻值取100~330Ω,R 值取得过大,会减小导通角。
双向晶闸管工作原理
双向晶闸管工作原理
双向晶闸管原理
双向晶闸管可以等效为两个单向晶闸管反向并联,如图4-47所示。
双向晶闸管可以控制双向导通,因此除控制极G外的另两个电极不再分阳极、阴极,而称之为主电极T1、T2。
当有触发电压加至控制极G时,双向晶闸管导通,井在触发电压消
失后仍维持导通状态,电流既可从T1经过VS2流向T2,又可从T2经过
VS1流向Tl。
当电流小于晶闸管的维持电流时晶闸管关断。
双向晶闸管的工作原理
单向晶闸管只能单向导通,而双向晶闸管可以双向导通。
下面艾特贸易小编以图1-13所示电路来说明双向晶闸管的两种触发导通方式。
电力电子半导体器件3(SCR)
(三)特征参数 ①伏安特征
②换向特征:
两个反并旳晶闸管导通、关断相互影响——换向问题。
换向能力是晶闸管旳一种特有参数,用换向电流临界下降率
来表达(di/dt)c,为可靠运营,要求双向晶闸管有很强旳换向 能力。原则将(di/dt)c分为0.2、0.5、1、2四个等级。 如:200A旳器件, 0.2级为(di/dt)c=200× 0.2%= 0.4A/us ③额定通态方均根电流:I T(RMS)
4.触发脉冲宽度与陡度 ①触发脉冲宽度应确保SCR阳极电流在脉冲消失前到达擎住电流。
——最小宽度。脉冲宽度与负载性质及主电路形式有关 如:单相整流,电阻性负载,宽度不小于10us
电感性负载,宽度不小于100us 三相全控桥式电路,单脉冲触发时,脉宽600—1200
双脉冲触发时,脉宽100左右。 ②前沿越陡,有利于开通,对并联、串联SCR同步触发越有利。
因为双向晶闸管工作在交流回路中,用方均根(有效值)来 表征额定电流。定义:在原则散热条件下,导通角不不大于1700, 允许流过器件旳最大交流正弦电流旳方均根值。
方均根电流与与一般SCR平均值电流之间换算关系:
国产双向晶闸管:KS系列
三、逆导晶闸管
前面旳SCR为逆阻型器件,反向高阻特征,正向可控导通。
2.正向电流越大,关断时间toff越长;外加反向电压越高,反 向电流越大,关断时间可缩短;结温越高,关断时间越长。
3.关断时,过早施加正向电压,会引起误导通。
三、参数
(一)电压参数
1.断态不反复峰值电压VDSM 门极开路,加在SCR阳极正向电压上升到正向伏安特征曲线
急剧弯曲处所相应旳电压值。不能反复,每次连续时间不不小 于10ms旳脉冲电压。(转折电压,不不小于VBO) 2.断态反复峰值电压VDRM
双向晶闸管及其他晶闸管
三、逆导晶闸管(Reverse Conducting Thyristor——RCT)
逆导晶闸管是将晶闸管反并联一个二极 管制作在同一管芯上的功率集成器件,这种 器件不具有承受反向电压的能力,一旦承受 反向电压即开通。
I G K O IG = 0 U
A
a)
b )
图1-9 逆导晶闸管的电气图形符号和伏安特性 a) 电气图形符号 b) 伏安特性 10
图1-7 双向晶闸管 1
1.双向晶闸管的外形与结构
常 见 双 向 晶 闸 管 引 脚 排 列
2
2.双向晶闸管的特性与参数
双向晶闸管具有正反向对称的伏安特性曲线。正 向部分位于第I象限,反向部分位于第III象限。 如图1-7(d)所示。 双向晶闸管均方根值电流(即额定电流)与普通 晶闸管平均值电流(额定电流)之间的换算关系 式为
2 I I 0 . 45 I T ( AV ) T ( RMS ) T ( RMS )
国产双向晶闸管的型号表示如:KS50-10-21,额定电流 50A,额定电压10级,断态电压临界上升率du/dt为2级,换向 电流临界下降率di/dt为1级。
3
3. 双向晶闸管的触发方式
双向晶闸管正反两个方向都能导通,门极加正负电压都能触 发。主电压与触发电压相互配合,可以得到四种触发方式: Ⅰ+ 触发方式:主极 T1 为正, T2 为负;门极电压 G为正, T2 为 负。特性曲线在第Ⅰ象限。 Ⅰ- 触发方式:主极 T1 为正, T2 为负;门极电压 G为负, T2 为 正。特性曲线在第Ⅰ象限。 Ⅲ+ 触发方式:主极 T1 为负, T2 为正;门极电压 G为正, T2 为 负。特性曲线在第Ⅲ象限。 Ⅲ- 触发方式:主极 T1 为负, T2 为正;门极电压 G为负, T2 为 正。特性曲线在第Ⅲ象限。 由于双向晶闸管的内部结构原因,四种触发方式中触发灵敏 度不相同,以Ⅲ+ 触发方式灵敏度最低,使用时要尽量避开, 常采用的触发方式为Ⅰ+ 和Ⅲ- 。 Ⅰ+触发灵敏度最高。
三象限双向晶闸管
三象限双向晶闸管1.引言1.1 概述概述部分通常用来向读者介绍文章所涉及的主题,并概述文章内容和目的。
在本文中,我们将讨论三象限双向晶闸管的原理和特点。
三象限双向晶闸管是一种特殊类型的电子器件,它具有双向导通的能力,可以实现正向和反向的电流传导。
与传统的单向晶闸管相比,三象限双向晶闸管具有更广泛的应用领域和更高的性能优势。
本文旨在深入探讨三象限双向晶闸管的原理和特点,并探讨其在电力电子领域中的应用前景。
首先,我们将介绍三象限双向晶闸管的工作原理,包括其内部结构和电流传导机制。
然后,我们将详细讨论三象限双向晶闸管相对于传统晶闸管的一些突出特点,如双向导通能力、高速开关性能和低功耗特性等。
在应用前景部分,我们将重点介绍三象限双向晶闸管在电力电子领域中的潜在应用。
由于其高效能和可靠性,三象限双向晶闸管在变频器、交流电驱动、电动汽车充电桩等领域具有广泛的应用前景。
我们还将探讨其在能源转换和节能减排方面的潜在贡献。
最后,在总结部分,我们将对三象限双向晶闸管的原理、特点和应用进行综合评估,并对未来的发展趋势进行展望。
通过本文的阅读和理解,读者将能够全面了解三象限双向晶闸管的重要性和潜力,为其在电力电子领域的应用提供有力的支持和推动。
综上所述,本文将从三个方面对三象限双向晶闸管进行深入剖析,旨在增进读者对该器件的了解,并为其在电力电子领域中的应用提供有益的参考和指导。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容:本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
下面将对各个部分的内容进行详细介绍。
引言部分主要包括概述、文章结构和目的三个方面。
首先,我们将对三象限双向晶闸管进行概括性的介绍,包括其基本概念和主要特点。
其次,对本文的结构进行说明,明确各个部分的内容安排和目的。
正文部分将着重介绍三象限双向晶闸管的原理和特点。
其中,2.1节将详细解释三象限双向晶闸管的工作原理,包括其电路结构和工作过程。
2.2节将主要阐述该器件的特点和优势,比如其快速响应速度、低功耗、可靠性等方面的特点。
双向晶闸管的结构
双向晶闸管的结构
双向晶闸管是一种采用多晶体场效应晶体管(MOSFET)技术的电子电路元件,主要用于实现开关控制的电源和输出电路中。
晶闸管具有控制装置和电路之间的双向闸流特性。
它是由两个晶体场效应晶体管(MOSFET)组成,每个都有控制端和电极端,其中控制端由N沟道管和P沟道管组成,N沟道管通过一个负5V供电,仅能在电路中控制电流方向。
负5V电压使N沟道管变得有效,导致双向晶闸管保持在分支模式下,从而被用来控制流体和其它物体在特定方向的流动。
双向晶闸管的优点是,电流可以通过任何方向,因此可以在只有一个控制端的情况下改变电流的方向。
这意味着,即使改变控制端的电压,电流仍能够按照期望的方向流出。
另一个优点是双向晶闸管可以用于控制两个不同组分之间的大电流流动,如自动变速器,发动机控制系统,动力系统,汽车驱动等。
双向晶闸管另一方面也有一些缺点,比如由于它具有消耗电流,因此可能会对性能产生负面影响。
另一个不可否认的缺点就是它的成本较高,由于它的封装,一般情况下双向晶闸管的成本较高。
总的来说,双向晶闸管是一种重要的电子元件,它可以提供多种功能以支持电子设备系统,如增加电路的精确性,增加信号稳定性,减少频率变化,降低电路损耗,增强系统性能和强度等。
它能够在不同的应用中都发挥重要作用,因此在电子行业中被广泛使用。
双向晶闸管调功电路
双向晶闸管调功电路
双向晶闸管调功电路是一种常用的电路,能够控制交流电的功率。
它
通常由双向晶闸管、变压器和电容器组成。
其主要功能是将变压器的
输出电压通过双向晶闸管的控制,使之实现交流电的调整。
这种电路
具有结构简单、工作稳定、调节范围大等优点。
双向晶闸管是一种电子元件,具有两个功率调节方向,可以实现交流
电的正、反两个方向的控制。
在双向晶闸管调功电路中,双向晶闸管
被用来控制交流电的通断,通过对其控制电压的调整,实现对交流电
的调节。
双向晶闸管调功电路中的变压器作为电路的输出部分,其输入端由交
流电源提供电压,输出端提供所需要的输出电压。
变压器的中心点接地,用于提供直流电路的参考电位。
电容器则用于调节双向晶闸管的触发电压。
在电容器充电时,双向晶
闸管会被激活,使其导通,从而实现交流电的通过。
而在电容器放电时,双向晶闸管将不导通,交流电便被切断。
通过不断的调整电容器
的充、放电时间,可以控制交流电的通断和功率。
在实际应用中,双向晶闸管调功电路经常用于工业和家庭电器等领域,
如可控硅调压器和灯光调节器等。
通过对双向晶闸管调功电路的优化
设计与改善,可以使其更加有效地实现交流电的调节,提高其可靠性
与稳定性。
综上所述,双向晶闸管调功电路是一种功能强大的电路,能够实现对
交流电的控制与调节。
其简单的结构、可靠的性能和广泛的应用领域,使其成为电子技术领域中的一个重要部分。
双向晶闸管控制原理
双向可控硅的工作原理1.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ic2=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。
由于可控硅只有导通和关断两种工作状态,所以它具有开关特性,这种特性需要一定的条件才能转化2,触发导通在控制极G上加入正向电压时(见图5)因J3正偏,P2区的空穴时入N2区,N2区的电子进入P2区,形成触发电流IGT。
在可控硅的内部正反馈作用(见图2)的基础上,加上IGT的作用,使可控硅提前导通,导致图3的伏安特性OA段左移,IGT越大,特性左移越快。
一、可控硅的概念和结构?晶闸管又叫可控硅。
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。
双向晶闸管符号
双向晶闸管符号
双向晶闸管(Bidirectional Thyristor)是一种可以在两个方向上导通电流的半导体器件。
它是由两个反向并联的晶闸管组成,具有双向导
电性能,可以在正、反两个方向上控制电流。
一、双向晶闸管的结构
双向晶闸管由两个反向并联的晶闸管组成,形状类似于一个正方形。
每个晶闸管有三个区域:P型区、N型区和P型区。
两个晶闸管的阳
极和阴极分别相连,形成一个四端口器件。
二、双向晶闸管的工作原理
当双向晶闸管的控制端加上正脉冲时,它会被激活,并开始导通电流。
当控制端加上负脉冲时,它会被关闭,并停止导通电流。
在正方向下,当控制端加上正脉冲时,P1-N1结和P2-N2结都被激活,并且整个器件开始导通电流。
在反方向下,当控制端加上负脉冲时,
P1-N1结和P2-N2结都处于截止状态,并且整个器件不导通电流。
三、双向晶闸管的符号
双向晶闸管的符号如下图所示,它由两个晶闸管反向并联组成,一个箭头指向正方向,另一个箭头指向反方向。
控制端位于符号的上方,阳极和阴极分别位于符号的左右两侧。
四、双向晶闸管的应用
双向晶闸管主要用于交流电路中的电源控制、电机控制和照明控制等领域。
它可以通过改变控制端的信号来实现对电路中电流的控制。
五、总结
双向晶闸管是一种具有双向导电性能的半导体器件,由两个反向并联的晶闸管组成。
它可以在正、反两个方向上导通电流,并且可以通过改变控制端信号来实现对电路中电流的控制。
在交流电路中广泛应用于电源控制、电机控制和照明控制等领域。
双向晶闸管的通态电流
双向晶闸管的通态电流
双向晶闸管是一种半导体器件,也被称为双向可控硅,它可以在正向和反向两个方向上控制电流的导通。
在交流电路中,双向晶闸管的通态电流是指在其导通状态下能够通过的电流的有效值。
对于一个100A 的双向晶闸管VT,它能够通过的电流有效值为100A。
这意味着在正常工作条件下,该晶闸管可以在正向和反向两个方向上承载100A 的电流,而不会发生损坏或失效。
需要注意的是,这是一个额定值,表示该晶闸管在设计和制造时能够承受的最大电流。
当双向晶闸管处于导通状态时,电流可以在其两个主电极之间流动。
通态电流的大小取决于电路的需求和晶闸管的额定电流。
如果通过晶闸管的电流超过其额定值,可能会导致晶闸管过热、损坏甚至失效。
在实际应用中,为了确保晶闸管的正常工作和可靠性,通常会在设计电路时考虑留有一定的电流余量,并采取适当的散热措施,以防止晶闸管过热。
总之,双向晶闸管的通态电流是指在其导通状态下能够通过的电流的有效值,对于100A 的双向晶闸管VT,能通过100A 电流有效值
(峰值141A)。
在实际应用中,需要根据电路的需求和晶闸管的额定电流来选择合适的晶闸管,并确保在使用过程中不超过其额定电流。
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C1的充电时间常数,使VT的导通角发生变化,也就改变了电动机两端的电压,
因此电扇的转速改变。由于RP是无级变化的,因此电扇的转速也是无级变化的。
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《电力电子技术》
四、双向晶闸管的触发电路
单结晶体管触发
单结晶体管触发的交流调压电路
调节RP阻值可改变负载RL上电压的大小。
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《电力电子技术》
四、双向晶闸管的触发电路
设疑
我们知道单向晶 闸管导通和关断 是有条件的。那 么,对于双向晶 闸管来说,它是 怎样导通和关断 的呢?
通,电流从T2流向T1。 导通条件: (两个条件均需满足)
主电极与主电极之间加足够正向或反向电压 门极与主电极之间加足够正向或反向电压 关断条件: (两个条件需满足其一即可) 阳极电流小于维持电流 ( Ia < IH ) 主电极与主电极之间电压降到零
集成触发器
该电路主要适用于交
流直接供电的双向晶 闸管或反并联普通晶
闸管的交流移相控制。
RP1用于调节触发电 路锯齿波斜率,R4、
型号与系列值
双向晶闸管的型号为KS□—□,例如KS100—8
表示双向晶闸管,额定通态电流(有效值) 100A,断态重复峰值电压为8级(800V)。 双向晶闸管额定通态电流IT(RMS)的系列值为:1A、 10A、20A、50A、100A、200A、400A、500A。 额定电压的分级同普通晶闸管。
《电力电子技术》
教学目标 【知识目标】掌握双向晶闸管的结构及工作特性 【能力目标】培养学生“做中学”的探索性思维
教学重点和难点
【重点】双向晶闸管的导通关断条件 【难点】双向晶闸顾
晶闸管种类
普通晶闸管 双向晶闸管
晶闸管种类
快速晶闸管 可关断晶闸管
光控晶闸管
逆导晶闸管
《电力电子技术》
G
主电极
T2
V 门极
T1
主电极
《电力电子技术》
双向晶闸管伏安特性
T2
VT1>VT2: 控制极相对 - 于T2加正脉 冲,晶闸管
G T1
+
正向导通,
电流从T1流 向T2。
VT2>VT1: 控制极相对 于T2加 负脉 冲,晶闸管 反向导通, 电流从T2流 向T1。
G T1 T2
+
-
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《电力电子技术》
《电力电子技术》
讲授新课 一、双向晶闸管结构、符号
1、外形与结构:五层(NPNPN)三端的 硅半导体闸流元件。相当于两个门极接 在一起的普通晶闸管反并联。
T2 G G T1
2、图形符号 主电极
T2
VT
G
门极
T1
主电极
《电力电子技术》
常见双向晶闸管的外形
G 门极
主电极 T2
T1 主电极
双向晶闸管从外观上看,
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《电力电子技术》
四、双向晶闸管的触发电路
简易触发电路(二)
当工作于大α值时,因RP阻值较大,使C1充电缓慢,到α角时电源电压已经
过峰值并降得过低,则C1上充电电压过小不足以击穿双向触发二极管VD使 其导通,则VT也不会导通。
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《电力电子技术》
四、双向晶闸管的触发电路
简易触发电路(三)
单相交流调光台灯电路
为正触发。
为负,特性曲线在第Ⅰ象
限,为负触发。
《电力电子技术》
三、双向晶闸管的触发方式
(3)Ⅲ+触发方式 阳极电压为第一阳极T1 为 负,T2为正;门极电压是 G为正,特性曲线在第Ⅲ 象限,为正触发。 (4)Ⅲ-触发方式 阳极电压为第一阳极 T1为 负,T2为正;门极电压是 G为负,特性曲线在第Ⅲ 象限,为负触发。
关电路
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《电力电子技术》
四、双向晶闸管的触发电路
简易触发电路(一)
当开关S拨至“1”,双向晶闸管VT门极G无触发信号,无法导通; 当开关S拨至“2”,双向晶闸管VT只在Ⅰ+触发,负载RL上仅得到正半周电压; 当开关S拨至“3”,双向晶闸管VT在正、负半周分别在Ⅰ+、 Ⅲ-触发,负载 RL上得到正、负两个半周的电压,因此位置“2”时电压大。
与(b)图相比,增设了R1、R2、C2。
当工作于大α值时,在C2上可获得滞后的电压uc2,给电容C1增加一个充电电 路,保证在大α时VT可靠触发导通。
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《电力电子技术》
四、双向晶闸管的触发电路
简易触发电路(五)
电风扇无级调速电路图
接通电源后,电容C1充电,当电容C1两端电压的峰值达到氖管HL的阻断电压时, HL亮,双向晶闸管VT被触发导通,电扇转动。改变电位器 RP的大小,即改变了
四种触发方式中,Ⅲ+触发方式的触发灵敏度最低,因此实际 应用中只采用(Ⅰ+、Ⅲ-)与(Ⅰ-、Ⅲ-)两组触发方式。
《电力电子技术》
双向晶闸管的门极控制
双向晶闸管的控制方式常用的有两种: 第一种为移相触发,与普通晶闸管一样,是通过 控制触发脉冲的相位来达到调压的目的。 第二种是过零触发,适用于调功电路及无触点开
《电力电子技术》
双向晶闸管
《电力电子技术》
导入
舞台灯光如天后王菲复出时 神秘梦幻灯光如何实现? 温馨柔和宾馆床头灯能否用 我们掌握的知识解释原理呢? 不用整流能否将普通台灯改 造为调光台灯?
怎么 办??
《电力电子技术》
温馨的床头灯如何来实现调光呢 ?
怎么 办??
《电力电子技术》
双向晶闸管
知识回顾
1、图形符号
阴极
单向晶闸管
门极
阳极
单向晶闸管外形
《电力电子技术》
2、单向晶闸管的导通关断条件
单向晶闸管具有: 单向导通的可控性。
导通条件:
(两个条件均需满足)
阳极与阴极之间加正向电压
门极与阴极之间加正向电压
关断条件:
(两个条件需满足其一即可)
阳极电流小于维持电流 ( Ia < IH )
阳极与阴极间加反向电压或正向电压降到零
三、双向晶闸管的触发方式
双向晶闸管正反两个方向都能导通,门极加正负电压都能触发。 主电压和触发电压相互配合,可以得到四种触发方式: (1)Ⅰ+触发方式 阳极电压为第一阳极 T1为 正,T2为负;门极电压是G (2)Ⅰ-触发方式 阳极电压为第一阳极 T1为 正,T2为负;门极电压是G
为正,特性曲线在第Ⅰ象限,
螺栓式 塑封式
和普通晶闸管一样,有小
功率塑封型、大功率螺栓
型和特大功率平板型。一 般调光台灯、吊扇无级调
平板式
速等多采用塑封型。
《电力电子技术》
常见双向晶闸管引脚排列
《电力电子技术》
二、双向晶闸管特性
VT1>VT2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。 VT2>VT1时,控制极相对于T2加 负脉冲,晶闸管反向导