晶閘管結(jié)構(gòu)及其特性PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1 晶閘管結(jié)構(gòu)及其特性晶閘管結(jié)構(gòu)及其特性 設(shè)在陽極和陰極之間接上電源UA，在控制極和陰極之間接入電源UG，如圖10.3所示。 圖10.3 晶閘管工作原理 第1頁/共22頁 (1) 晶閘管加陽極負(fù)電壓-UA時，晶閘管處于反向阻斷狀態(tài) 。 (2) 晶閘管加陽極正電壓UA，控制極不加電壓時，晶閘管處于正向阻斷狀態(tài)。 (3) 晶閘管加陽極正電壓+UA，同時也加控制極正電壓+UG，晶閘管導(dǎo)通。 (4) 要使導(dǎo)通的晶閘管截止，必須將陽極電壓降至零或?yàn)樨?fù)，使晶閘管陽極電流降至維持電流IH以下。 第2頁/共22頁 綜上所述，可得如下結(jié)論： 晶閘管與硅整流二極管相似，都具有反向阻斷能力，但晶閘管還具有正向

2、阻斷能力，即晶閘管正向?qū)ū仨毦哂幸欢ǖ臈l件：陽極加正向電壓，同時控制極也加正向觸發(fā)電壓。 晶閘管一旦導(dǎo)通，控制極即失去控制作用。要使晶閘管重新關(guān)斷，必須做到以下兩點(diǎn)之一：一是將陽極電流減小到小于維持電流IH；二是將陽極電壓減小到零或使之反向。 第3頁/共22頁 3. 晶閘管電壓電流特性 晶閘管的電壓電流特性曲線，如圖10.4所示。 圖10.4晶閘管電壓電流特性曲線 第4頁/共22頁 晶閘管導(dǎo)通后可以通過很大的電流，而它本身的壓降只有1V左右，所以這一段特性曲線(BC段)靠近縱軸而且陡直，與二極管正向特性曲線相似。 晶閘管的反向特性與一般二極管相似，當(dāng)反向電壓在某一數(shù)值以下時，只有很小的反向漏

3、電流，晶閘管處于反向阻斷狀態(tài)。當(dāng)反向電壓增加到某一值時，反向漏電流急劇增大，使晶閘管反向擊穿，這時所對應(yīng)的電壓稱為反向轉(zhuǎn)折電壓UBR，晶閘管一旦反向擊穿就永久損壞，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)避免。 第5頁/共22頁 1. 電壓參數(shù) (1) 正向阻斷峰值電壓UDRM 正向阻斷峰值電壓UDRM ，指控制極斷開時，允許重復(fù)加在晶閘管兩端的正向峰值電壓， (2) 反向阻斷峰值電壓UDRM 反向阻斷峰值電壓UDRM ，指允許重復(fù)加在晶閘管上的反向峰值電壓。 (3) 額定電壓UD 通常把UDRM 和URRM中較小的一個值稱作晶閘管的額定電壓。 第6頁/共22頁 (4) 通態(tài)平均電壓UT(AV) 習(xí)慣上稱為導(dǎo)通時的管壓

4、降。這個電壓當(dāng)然越小越好，一般為0.4V1.2V。 2. 電流參數(shù) (1) 通態(tài)平均電流IT(AV) 通態(tài)平均電流IT(AV)簡稱正向電流，指在標(biāo)準(zhǔn)散熱條件和規(guī)定環(huán)境溫度下(不超過40oC)，允許通過工頻(50Hz)正弦半波電流在一個周期內(nèi)的最大平均值。 (2) 維持電流IH 維持電流IH，指在規(guī)定的環(huán)境溫度和控制極斷路的情況下，維持晶閘管繼續(xù)導(dǎo)通時需要的最小陽極電流。 第7頁/共22頁 10.2.1 晶閘管交直流開關(guān)晶閘管交直流開關(guān) 1. 交流開關(guān) 圖10.5(a)所示是用兩只普通晶閘管V1和V2反向并聯(lián)而組成的交流調(diào)壓電路，其調(diào)壓原理如下。 (a) 電路圖 (b) 波形圖 圖10.5晶閘管

5、交流調(diào)壓 第8頁/共22頁 (1) 電源電壓u的正半周，在t1時刻(t1= ，又稱控制角)將觸發(fā)脈沖加到V2管的控制極，V2管被觸發(fā)導(dǎo)通，此時V1管承受反向電壓而截止。當(dāng)電源電壓u過零時，V2管自然關(guān)斷。 (2) 電源電壓u的負(fù)半周，在t2時刻(t2=180o+)將觸發(fā)脈沖加到V1管的控制極，V1管被觸發(fā)導(dǎo)通，此時V2管承受反向電壓而截止。當(dāng)電源電壓u過零時，V1管自然關(guān)斷，負(fù)載上獲得的電壓波形如圖10.5（b）所示，調(diào)節(jié)控制角便可實(shí)現(xiàn)交流調(diào)壓。 當(dāng)控制角=0o時，即為交流開關(guān)。 第9頁/共22頁 2. 直流開關(guān) 圖10.6是一種能使連接在直流電源上的直流負(fù)載通、斷的電路。開關(guān)S合在A端使晶閘

6、管V1接通，V2斷開，電容器C按圖示的極性充電。然后當(dāng)S倒向B端時，V2接通，C上的電荷通過V2放電，使V1反向偏置而截止。 圖10.6 直流開關(guān)電路 第10頁/共22頁 1. 單結(jié)管結(jié)構(gòu)與特性 單結(jié)管結(jié)構(gòu)示意圖如圖10.7（a）所示。 圖10.7 單結(jié)管結(jié)構(gòu)、符號和等效電路 第11頁/共22頁 在基極電源電壓UBB一定時，單結(jié)管的電壓電流特性可用發(fā)射極電流IE和發(fā)射極與第一基極B1之間的電壓UBE1的關(guān)系曲線來表示，該曲線又稱單結(jié)管伏安特性，如圖10.8所示。 圖10.8 單結(jié)管的電壓電流特性 第12頁/共22頁 三個區(qū)域的分界點(diǎn)是P(稱為峰點(diǎn))和V（稱為谷點(diǎn)）。UP、IP分別稱為峰點(diǎn)電壓和

7、峰點(diǎn)電流；UV、IV分別稱為谷點(diǎn)電壓和谷點(diǎn)電流。 由圖10.7可知 式中 稱單結(jié)管分壓比，一般為0.50.8。上式表明峰點(diǎn)電壓隨基極電壓改變而改變，實(shí)用中應(yīng)注意這一點(diǎn)。 BBB BB B AADP UU RR R VUUU 21 1 22 1 BB B RR R 第13頁/共22頁 (1) 截止區(qū) 截止區(qū)對應(yīng)曲線中的起始段(OP)。此段UEUD+UA后，等效二極管導(dǎo)通，使RB1迅速減小， 增大；又進(jìn)一步促使RB1減小。從E、B1兩端看，UE 隨 的增大而減小，即具有負(fù)阻特性，這是單結(jié)管特有的。 (3) 飽和區(qū) 飽和區(qū)對應(yīng)曲線中的V點(diǎn)以后段，過V點(diǎn)后 再繼續(xù)增大，RB1將變大，單結(jié)管進(jìn)入飽和導(dǎo)通

8、狀態(tài)，又呈現(xiàn)正阻特性，與二極管正向特性相似。 E i E i E i 第14頁/共22頁 綜上所述，單結(jié)管具有以下特點(diǎn)： 當(dāng)發(fā)射極電壓等于峰點(diǎn)電壓UP時，單結(jié)管導(dǎo)通。導(dǎo)通之后，當(dāng)發(fā)射電壓減小到uEUV時，管子由導(dǎo)通變?yōu)榻刂埂Ｒ话銌谓Y(jié)管的谷點(diǎn)電壓在25V。 單結(jié)管的發(fā)射極與第一基極之間的RB1是一個阻值隨發(fā)射極電流增大而變小的電阻，RB2則是一個與發(fā)射極電流無關(guān)的電阻。 不同的單結(jié)管有不同的UP和UV。同一個單結(jié)管，若電源電壓UBB不同，它的UP和UV也有所不同。在觸發(fā)電路中常選用UV低一些或IV大一些的單結(jié)管。 第15頁/共22頁 2. 單結(jié)管振蕩電路 單結(jié)管振蕩電路如圖10.9（a）所示，它

9、能產(chǎn)生一系列脈沖，用來觸發(fā)晶閘管。 （a）電路圖 (b)波形圖 圖10.9 單結(jié)管振蕩電路及波形 第16頁/共22頁 當(dāng)合上開關(guān)S后，電源通過R1、R2加到單結(jié)管的兩個基極上，同時又通過R、RP向電容器C充電，uC按指數(shù)規(guī)律上升。在uC（uC=uE ）UP時，單結(jié)管截止，R1兩端輸出電壓近似為0。當(dāng)uC達(dá)到峰點(diǎn)電壓UP時，單結(jié)管的E、B1極之間突然導(dǎo)通，電阻RB1急劇減小，電容上的電壓通過RB1、R1放電，由于RB1、R1都很小，放電很快，放電電流在R1上形成一個脈沖電壓uo。當(dāng)uC下降到谷點(diǎn)電壓UV時，E、B1極之間恢復(fù)阻斷狀態(tài)，單結(jié)管從導(dǎo)通跳變到截止，輸出電壓uo下降到零，完成一次振蕩。

10、第17頁/共22頁 當(dāng)E、B1極之間截止后，電源又對C充電，并重復(fù)上述過程，結(jié)果在R1上得到一個周期性尖脈沖輸出電壓，如圖10.9(b)所示。 上述電路的工作過程是利用了單結(jié)管負(fù)阻特性和RC充放電特性，如果改變RP，便可改變電容充放電的快慢，使輸出的脈沖前移或后移，從而改變控制角，控制了晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通的時刻。顯然，充放電時間常數(shù)=RC大時，觸發(fā)脈沖后移，大，晶閘管推遲導(dǎo)通；小時，觸發(fā)脈沖前移，小，晶閘管提前導(dǎo)通。 第18頁/共22頁 需要特別說明的是：實(shí)用中必須解決觸發(fā)電路與主電路同步的問題，否則會產(chǎn)生失控現(xiàn)象。用單結(jié)管振蕩電路提供觸發(fā)電壓時，解決同步問題的具體辦法可用穩(wěn)壓管對全波整流輸出限幅

11、后作為基極電源，如圖10.10所示。圖中TS稱同步變壓器，初級接主電源。 圖10.10 單結(jié)管觸發(fā)電路。 第19頁/共22頁 1.晶閘管是一種大功率可控整流器件，其主要特點(diǎn)是 具有正反向阻斷特性和觸發(fā)導(dǎo)通特性等。廣泛用于交流 調(diào)壓(交流開關(guān))，直流逆變(直流開關(guān))等場合。 2.晶閘管的觸發(fā)需要觸發(fā)電路提供觸發(fā)脈沖。一般情 況下，觸發(fā)電路可由單結(jié)管組成。單結(jié)管具有負(fù)阻特性 ，與電容組合可實(shí)現(xiàn)脈沖振蕩。改變電容充放電的快慢 (的大小)，可改變第一個觸發(fā)脈沖出現(xiàn)的時刻，從而控 制晶閘管導(dǎo)通的時刻，實(shí)現(xiàn)晶閘管可控。 第20頁/共22頁 道路與橋梁施工專業(yè)教學(xué)改革匯報 WnZq$u*x-A2D5H8Kb

12、NfQiTlXo#s%v(y0B3E6I9LdOgRjVmYp!t&w-z1C4G7JaMePhTkWnZr$u*x+A2D5H8KcNfQiUlXo#s%v)y0B3F6I9LdOgSjVmYq!t&w-z1D4G7JbMePhTkWoZr$u(x+A2E5H9KcNfRiUlXp#s-z1C4G7JaMePhSkWnZr$u*x+A2D5H8KcNfQiUlXo#s%v)y0B3F6I9LdOgSjVmYq!t&w-z1D4G7JbMePhTkWoZr$u(x+A2E5H9KcNfRiUlXp#s%v)y0C3F6IaLdOgSjVnYq!t*w- z1D4G8JbMeQhTkWoZr%u

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