第五章晶闸管合理使用电路及其应用

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
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。
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
第五章晶闸管合理使用电路及其应 用
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。
晶闸管导通后，
控制极电压UG的作K用仅
仅是触发晶闸管的导通
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。
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
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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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
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。
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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%。
uuo＝o＝－uu
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2. 工作波形
u
π 2π
3π
O
uG
O
uo
O
uVT1
O
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ωt
ωt ωt ωt
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3. 参数计算
整流输出电压平均值
1π
Uo=π α2Usintd来自t)0.9U 1cos
2
输出电流平均值
IoU RL o
＝0.9U1cos
RL 2
二极管和晶闸管承受的最高反相电压为 2 U
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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
上电压和电阻性
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。
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
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
A（阳极）
符号
K
G A
四
P1
层 半
N1
导 体
P2
N2
三 个 PN 结
G（控制极）
K（阴极）
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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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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。
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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
结都正偏，晶闸管导通。K
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A β1 β2IG RL 正反馈
VT1
β2IG
制极I此C与2时阴即极2使I之G去间掉的控
电 正压 反I C， 馈1 由作于用1 本晶2 I B身闸2 的管 仍能维持 导1 2通I G。
G UG IG
VT2
UA 两个晶体管进 入饱和导通状态。
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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
电流方向 a b V H 1 2 R L L V D 1 2 a b
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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
K
控制无极论G控和制阴极极GK与之阴间极不K加正 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V加T正2 向
反 正偏正向电压足够大时，三个PN
Ubb b1
UV O IP
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
IV
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。
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
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