第五章晶闸管合理使用电路及其应用

控制极电压UG的作K用仅
仅是触发晶闸管的导通
制极I此C与2时阴即极2使I之G去间掉的控
电压IC，1 由于1本2 IB身2 的
正反馈作用晶闸管
仍能维持 1导 2通I G。
UA 两个晶体管进 入饱和导通状态。
晶闸管导通后， UAK≈0.6～1.2V
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晶闸管的导通条件为：
①阳极和阴极间加正向电压。
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在输出端设置过流继电器及快速开关
整流触发脉冲相移保护
利用过电流的信号，把触发脉冲移后，从 而减小晶闸管的 导通角或停止触发。
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2. 晶闸管的过电压保护 晶闸管承受过电压的能力极差，电压超
过其反向击穿电压时，即使时间极短，也容 易损坏。
产生过电压的原因：电路中积聚的电磁 能量消散不掉。
通常采用 阻容保护装置，利用电容吸收过 压。即将过电压的能量变成电场能量储存到电 容中，然后由电阻消耗掉。
电流方向 ab VH12 RLL VD12 ab
uuo＝o＝－uu
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2. 工作波形
u
π 2π
3π
O
uG
O
uo
O
uVT1
O
ωt
ωt ωt ωt
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3. 参数计算
整流输出电压平均值
1 π
Uo = π α
2U sintd(t)
0.9U 1 cos
2
输出电流平均值
uE<UV 时单结管截止 UP 、IP -- 峰点电压、电流 单结管由截止变导通所需发射极电压。
uE>UP 时单结管导通
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2. 单结晶体管的弛张振荡电路
uC
R e
b2
E
UP UV
t
C
b1
O
uC R1
uR1
uR1
t
O
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3. 同步振荡电路
RW
R
Rfx
R2
u1
u2
uZ
uW
C uC R1
整流 削波 弛张振 触发 荡电路 脉冲
K
• 控制无极论G和控阴制极KG之与间阴不极加K 正 向电之压间是否加有V电T1压，晶闸
反 正偏 偏管均晶不闸G能管导不通导。通 反•电偏压控制极G和阴极K之间加VT正2 向
反 正偏正向电压足够大时，三个PN
结都正偏，晶闸管导通。K
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A β1 β2IG RL 正反馈
VT1 G UG IG
β2IG VT2
②控制极和阴极间加正向触发电压。
③阳极电流不小于维持电流。 晶闸管的截止条件为： ①阳极A加反向电压，或不加触发信号。 ②晶闸管正向导通后，若令其关断，必须减小
UA（或使UA反向），使晶闸管中电流小于维 持电流。
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三、伏安特性
IA
IN
导通
反向击
穿电压
URO
IH
IG增加 IG2 IG1
IG=0
O △U
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第二节 单向桥式半控整流电路
电阻性负载桥式可控整流电路 电感性负载桥式可控整流电路
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一、电阻性负载桥式可控整流电路
1. 电路分析
u负正半半周周((π０～～２ππ) )
u
a －+VH1－+
VH2
b
RL
uo aa((－＋)) b(＋b)(－) 触发脉冲uG引入控制极
VD1 VD2
VH12导通、VD21导通
感性负载上的电流接近水平的直线。
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第三节 触发电路
单结晶体管触发电路 集成触发电路
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一、单结晶体管触发电路
晶闸管由阻断变为导通的条件： 在阳极和阴极间加上正向电压 在控制极和阴极间加上触发信号
触发信号的要求： 触发脉冲要有足够的功率 触发脉冲要有一定的宽度 触发脉冲必须与主电路同步 触发脉冲要有一定的相移范围
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工作电路
U9>0.7V时
锯齿波 电压
同步 电压
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第四节 晶闸管的串并联及其保护
晶闸管的串并联 晶闸管的过载保护电路
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一、晶闸管的串、并联
1. 晶闸管的并联应用
晶闸管并联可以分流。
串电阻均流 电路简单，但电阻消耗 功率，对动态均流不起作 用，只适用于小功率。
VH1 VH2
RR
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串电抗均流
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1. 单结晶体管的结构和特性
结构
符号
b2
（第二基极）
b2
N
eP
(发射极)
e
b1
（第一基极）
b1
PN结
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单结晶体管的伏安特性
ue UP
ue e ie
b2
Ubb b1
UV
O IP
IV
b1接正、b2接负 e与b1间呈高阻态
当ue>ηUbb时 e与b1间呈低阻态
ie
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UV、IV -- 谷点电压、电流 维持单结管导通的最小电压、电流。
对静态、动态均流都 起作用。
晶闸管不宜直接并联， 因特性不同容易造成分流 不均，从而烧坏器件。
VH1 VH2
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2. 晶闸管的串联应用 晶闸管串联可以分压。 通常在晶闸管 两端并联电阻和阻 容器件。
晶闸管不宜直接串联，因特性不同容易 造成分压不均，从而击穿器件。
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设置快速熔断器
FU
FU
~
R
FU
导通电压 1V左右
UB UAK
正O向折 转电压
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四、主要参数
通态平均电流IF：允许通过晶闸管阳极的 工频频率正弦波半波电流的平均值。
维持电流IH：在控制极开路的情况下，晶 闸管维持导通时的最小阳极电流。正向电流 小于IH时，管子自动阻断。
触发电压UG和触发电流IG：晶闸管从阻断 到完全导通所需要的最小的控制极直流电压 和电流。
晶闸管具有体积小、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）等特点。
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螺旋式结构
平板式结构
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一、基本结构
符号
四
K
层
半
导
G体
A
A（阳极）
三
P1
个
PN
N1
结
P2
G（控制极）
N2
K（阴极）
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二、工作原理
A
阳极A和阴极KA加反正向电压
P1
N1 N1
G
P2 P2 N2
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正向断态重复峰值电压UFRM：控制极开路 的条件下，允许重复作用在晶闸管上的最大正 向电压。一般情况下UFRM ＝UBQ×80%。
反向重复峰值电压URRM ：控制极开路的条 件下，允许重复作用在晶闸管上的最大反向电 压。一般情况下URRM ＝UBQ×80%。
额定电压UD：取UFRM和URRM 中较小的一 个数值标为器件的额定电压。
Io

Uo RL
＝ 0.9 U 1 cos
RL 2
二极管和晶闸管承受的最高反相电压为 2U
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二、电感性负载桥式可控整流电路
加续流二极
u
VH1 VH2
RL
管VD3后电路工
uo 作情况以及负载
VD3 L
上电压Βιβλιοθήκη Baidu电阻性
VD1 VD2
负载类似。
整流器件不导通时，由于电感储能，经续流 二极管，负载上的电流仍然存在。
第五章 晶闸管电路及其应用
第一节 晶闸管 第二节 单相桥式半控整流电路 第三节 触发电路 第四节 晶闸管的串并联及其保护
目录
第一节 晶闸管
基本结构 工作原理 伏安特性 主要参数
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晶闸管又称可控硅（SCR)（Silicon Controlled Rectifier）是一种大功率半导体器 件，它的出现使半导体器件由弱电领域扩展到 强电领域。
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u2
O
uuWCZ UZ
O
uR1
OT
t 改变电容C
的充放电速度, 可以改触发变 脉冲周期T。 t
t
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二、集成触发电路
1. KJ004型集成电路 KJ004外部引线图
正电负源相输113出、124脉比冲较宽列
9
10
11
12
13
14
15
16
8
7
6
5
4
3
2
1
KJ004 正相锯输齿出锯波齿斜波率负输调电出节源 同步地输入