[实用参考]晶闸管课件.ppt

A β 1β 2iG
T1
iG iB2
G
EG
R
β 2iG
T2
EA
+ _
K EA > 0、EG > 0
形成正反馈过程
iB2 iG
iC2 2iG iB1
iC1 β 1iC 2 12iG iB2
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。
晶闸管导电实验
（1）晶闸管截止时，
晶闸管的主要用途有： (1) 可控整流。把交流电变换为大小可调的直流
电称为可控整流。例如，直流电动机调压调速，电 解、电镀电源均可采用可控整流供电。
(2) 有源逆变。有源逆变是指把直流电变换成与 电网同频率的交流电，并将电能返送给交流电源。例 如, 目前采用的高压输电工程，将三相交流电先变换 成高压直流电，再进行远距离的输送，到目的地后， 再利用有源逆变技术把直流电变成与当地电网同频率 的交流电供给用户。
D2 –
b
2.工作原理 (a)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
io
a
+
u
T1
T2 RL
++uo
–
–
D1
D2 –
b
T1、T2 晶闸管 b D1、D2晶体管
此时，T2和D1均承受反向电压而截止。
(b)电压u 为负半周时
晶闸管又称可控硅，是硅晶体闸流管的简称。 是一种大功率半导体器件，出现于70年代。它的出 现使半导体器件由弱电领域扩展到强电领域。利用 其整流可控特性可方便地对大功率电源进行控制和 变换。它具有体积小、重量轻、耐压高、容量大、 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）。
晶闸管也像半导体二极管那样具有单向导电性， 但它的导通时间是可控的（可控硅），主要用于整 流、逆变、调压及开关等方面。它有普通型、双向 型和可关断型等。使用维护简单、控制灵敏等优点， 所以在生产上得到了广泛的应用。
复习：
1.普通二极管的结构？ 1.1图形符号（右图）
1.2结构特点：
P
（1）一个PN结
N
（2）两个电极
特性：单向导电性
2.常用的二极管有那些？
整流二极管、检波二极管、发光二极管、 光电二极管（光敏二极管）……
3.图形符号知识点复习。
整流二极管
光电二极管 发光二极管
？？？
晶闸管(可控硅SCR)
晶闸管导通条件
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 间加反相电压。
u O
电压上切去
t
了α前的一块。
αθ
α 越大，uO平均值越小。 α为在正向阳极作用下开始导通的 角度，称为控制角。 α =0即为交流开关。
θ为晶闸管在一个周期内导通
U O
Uο


1π 1ππα
πα
u2 dt
2U2 sin
t
d(t)

1

晶闸管包括普通晶闸管、双向晶闸管、 速晶闸 管、可关断晶闸管、光控晶闸管和逆导晶闸管等。
应用领域：
整流（交流→直流） 逆变（直流→交流） 变频（交流→交流） 斩波（直流→直流）
晶闸管结构
晶闸管是具有三个PN
A 阳极
结的四层结构, 其外形、 结构及符号如图。
三
P1
个
四
A层
半
导
G
体
PN
N1
结
P2
GG
晶闸管是用硅材料制成的半导体器件，它有三 种结构形式： 螺栓式、平板式和塑料封装式。平板 式又分为风冷平板式和水冷平板式。
K A
G
(a)
K G
A (b)
图 10 -1 G
A (c)
K G
V
A 图 形 符号
A K
K
G
(d)
常用晶闸管的结构
螺栓型晶闸管
晶闸管模块
平板型晶闸管外形及结构
晶闸管工作原理
晶闸管应用
可控整流
在实际生产中，很多设备需要大小可调的直流电，
例如， 电解、电镀、电焊等设备。由晶闸管组成的
可控整流电路可以把交流电变成直流电，达到直流
电源输出电压可调的目的。
io
1.电路
a
两桥臂为晶闸管， +
另两个为二极管， 故为单相半控桥式
u1 _
整流电路。
+
u2
–
T1
T2 RL
++uo
–
D1
控制极
N2
K
(a) 外形 (b) 符号
(c) 结构 K 阴极
晶闸管型号及其含义 KP
导通时平均电压组别 共九级, 用字母A~I表示0.4~1.2V
额定电压,用百位或千位数表示
取UFRM或URRM较小者
额定正向平均电流(IF)
普通型 （晶闸管类型）
P--普通晶闸管
S --双向晶闸管
晶闸管 如KP5-7表示额定正向平均电流为5A,额定电压为700V。
若uA>0, uG≤0，晶闸管 仍然 截止；
（2）晶闸管截止时，
若uA>0, uG>0,晶闸管由 截止变为导通；
＋
EA
－
S
EG
－＋
（3）晶闸管导通时，若uA>0, uG≤0，晶闸管仍然 导通；
（4）晶闸管导通后，若uA≤0，或者阳极iA小于某 一很小的电流IH（称为维持电流）时，晶闸管由导 通变为截止。
a
T2和D1承受正向
+
T1
电压。 T2控制极加触 发电压, 则T2和D1导 通，电流的通路为
u
–
D1
b
b
T2
RL
D1
a
此时，T1和D2均承受反向电压而截止。
io
T2 RL
++uo
–
D2 –
3.工作波形 u2
t
uO为一个 2O
π+α
α
不完整的全 uG
波脉动电压，
t
它相当于从 O
完整的脉动
(3) 交流调压。 交流调压是指把不变的交流电压 变换成大小可调的交流电压。例如，用于灯光控制、 温度控制及交流电动机的调压调速。
(4) 变频器。 把某一频率的交流电变换成另一 频率的交流电的设备称为变频器。例如, 晶闸管中 频电源、 停电电源（UPS）、异步电动机变频调 速中均含有变频器。
(5) 无触点功率开关。用晶闸管可组成无触点功 率开关取代接触器、继电器，适用于操作频繁的场合。 例如，可用于控制电动机的正反转和防爆、 防火的 场合。
cosα 2
0.9U
2
IO

UO RL
双向晶闸管及其交流调压
双向晶闸管和普通晶闸管一样，也有塑料封装
型、螺栓型和平板压接型等几种不同的结构。塑料
封装型元件的电流容量只有几安培，目前，台灯调
光、家用风扇调速多用此种形式，螺栓式电流容量