晶闸管及其工作原理.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1.3 半控型器件,晶闸管,1.3.1 晶闸管及其工作原理,1.3.2 晶闸管的特性。,1.3.3 晶闸管的主要参数,1,1.3.1 晶闸管及其工作原理,晶闸管(,Thyristor),俗称可控硅(,Silicon Controlled RectifierSCR),包括：KP（普通型）、KK（快速）,KG（可关断型）、KS（双向型）、,KN（逆导型：KP加反并联整流二极管）及光控型。,1)外型：,螺栓式安装方便，散热效果差（100A以下）,平板式安装麻烦，散热效果好（200A以上）,塑封式小电流,1.外型符号,概述,2,螺栓型和平板型封装,引出阳极,A,、,阴极,K,和门极（控制端,）,G,三个联接端,螺栓型封装：,通常螺栓为阳极，能与散热器紧密联接且安装方便,平板型封装：,晶闸管可由两个散热器将其夹在中间,晶闸管的外形,3,晶闸管的外形,小电流塑封式,小电流螺旋式,大电流螺旋式,大电流平板式,图形符号,4,晶闸管的外形,KP螺旋式,5,晶闸管的外形,平板式,6,晶闸管模块,7,晶闸管的散热方式,自冷式,风冷式,水冷式,8,晶闸管的散热方式,水冷式,风冷式,自冷式,9,3)散热方式 自冷20A以下,风冷30A-1000A，风速6,m/s,水冷500A-1000A，水质电阻率,20k,/cm,PH值6-8，流量400ml/min，,进水温度35,c,A,阳极,K,阴极,G（门极）,2)符号,10,导通的晶闸管电流总是从阳极到,阴极。,2.简单的晶闸管整流电路,阳极电压U,AK,=Ua,阳极电流I,AK,=Ia,门极电压U,GK,=Ug,门极电流I,GK,=Ig,A,K,G,Ua,Ia,Ig,11,P1 N1 P2 N2,1)内部结构,四层三端器件,三个PN结 J1,J2,J3,2)工作原理,条件:G 悬空（或加反压）,U,AK,0时，J1,J3正偏,J2反偏,A、K间无电流,正向阻断状态,U,AK,0时，J1,J3反偏,J2正偏A、K间无电流,反向阻断状态,(1),阻断状态,3.内部机理,A,K,G,J1,J2,J3,G,J1,J2,J3,P2,N2,K,P1,N1,A,P2,N1,A,G,K,P,1,N,1,P,2,N,1,P,2,N,2,等效电路,12,条件：,AK,正偏，,GK,正偏.,加Ig,电流,正反馈，晶闸管迅速导通。,(2),导通状态,I,A,的大小由外电路负载决定,(3),关断,关断条件:Ia减小至维持电流I,H,以下。,实现方法:U,AK,减小到零或加反压,Ic,1,Ic,2,Ig,I,k,I,A,I,b2,G,K,A,Ug,E,A,I,b1,导通过程,：,Ig I,b2,Ic2(I,b1,)I,c,1,正反馈过程,I,A,13,I,c1,=,1,I,A,I,CBO1,（1-1）,I,c2,=,2,I,K,+,I,CBO2,（1-2）,I,K,=,I,A,+,I,G,（1-3）,I,A,=,I,c,1,+,I,c,2,（1-4）,(4)数量关系,说明:线性条件下成立,式中,1和,2分别是晶体管V1和V2的共基极电流增益,I,CBO1,和,I,CBO2,分别是V1和V2的共基极漏电流,由式（1-1）（1-4）可得,（1-5）,Ic,1,Ic,2,Ig,I,k,I,A,I,b2,G,K,A,Ug,E,A,I,b1,V1,V2,14,关断方法,交流电路利用电压反向自动关断晶闸管,直流电路设置关断电路加反压关断晶闸管,小 结,承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通。,承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能开通,导通条件,。,晶闸管导通后相当于二极管单向导电性,一旦导通，门极就失去控制作用半控性,门极常采用正向脉冲信号驱动触发,导通后阳极电流Ia,小于维持电流I,H,才会关断,关断条件,15,有关晶闸管的几个名词,触发,：当晶闸管加上正向阳极电压后，门极加上适当的正向门极电压，使晶闸管导通的过程称为触发。,维持电流,I,H,：维持晶闸管导通所需的最小阳极电流。,正向阻断：,晶闸管加正向电压未超过其额定电压，门极未加电压的情况下，晶闸管关断。,硬开通：,给晶闸管加足够的正向阳极电压，即使晶闸管未加门极电压也会导通的现象叫硬开通。,反向阻断：,当晶闸管加反向阳极电压时，晶闸管不会导通。,16,有关晶闸管的几个特性,晶闸管具有可控性。,晶闸管具有单向导电性。,晶闸管一旦导通，门极将失去控制作用。,导通后流过晶闸管的电流由主电路电源和负载来决定。,17,例题,如图，阳极电流为交流电压，门极在t1瞬间合上开关S，t4时刻开关S断开，求电阻上的电压波形,u,d,。,S,Eg,Ug,Ia,Ua,U,2,Rd,Ud,U,2,Ug,Ud,t,1,t,2,t,3,t,4,18,