中職_《電子技術(shù)基礎(chǔ)》第四版 第六章晶閘管及其應(yīng)用

1、 第六章第六章 晶閘管及其應(yīng)用晶閘管及其應(yīng)用別名：別名：可控硅（可控硅（SCR)（Silicon Controlled Rectifier）是一是一種種大功率半導(dǎo)體器件，出現(xiàn)于大功率半導(dǎo)體器件，出現(xiàn)于70年代。它的出現(xiàn)使半年代。它的出現(xiàn)使半導(dǎo)體器件由弱電領(lǐng)域擴(kuò)展到強(qiáng)電領(lǐng)域。導(dǎo)體器件由弱電領(lǐng)域擴(kuò)展到強(qiáng)電領(lǐng)域。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 應(yīng)用領(lǐng)域：應(yīng)用領(lǐng)域： 整流（交流整流（交流 直流）直流） 逆變（直流逆變（直流 交流）交流） 變頻（交流變頻（交流 交流）交流） 斬波（直流斬波（直流 直流）直流）此外還可作無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)等。此外還可作無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)等。6.1 晶閘管晶閘管結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)A（陽(yáng)極）（陽(yáng)極）P1P2N1三三

2、個(gè)個(gè) PN結(jié)結(jié)N2四四 層層 半半 導(dǎo)導(dǎo) 體體K（陰極）（陰極）G（控制極）（控制極）一、晶閘管的結(jié)構(gòu)、符號(hào)一、晶閘管的結(jié)構(gòu)、符號(hào)符號(hào)符號(hào)P1P2N1N2K GAKA T2T1_P2N1N2IGIAP1N1P2IKGPPNNNPAGK 圖6.2晶閘管的外形及其符號(hào) (a) 螺栓式； (b) 平板式； (c) 塑封式； (d) 符號(hào)常見(jiàn)晶閘管外形 2 類(lèi)型類(lèi)型 可控硅按其容量有大、 中、 小功率管之分, 一般認(rèn)為電流容量大于50 A為大功率管, 5 A以下則為小功率管, 小功率可控硅觸發(fā)電壓為1 V左右, 觸發(fā)電流為零點(diǎn)幾到幾毫安, 中功率以上的觸發(fā)電壓為幾伏到幾十伏, 電流幾十到幾百毫安。 按

3、其控制特性, 有單向可控硅和雙向可控硅之分。 UGGRSgkaUAA晶閘管連接圖晶閘管連接圖 二、晶閘管的工作特性二、晶閘管的工作特性演示電路及操作過(guò)程演示電路及操作過(guò)程 1) 演示電路演示電路 (1) 陽(yáng)極與陰陽(yáng)極與陰極之間通過(guò)燈極之間通過(guò)燈泡接電源泡接電源UAA。 (2) 控控制極與陰極之制極與陰極之間通過(guò)電阻間通過(guò)電阻R及開(kāi)關(guān)及開(kāi)關(guān)S接控接控制電源制電源(觸發(fā)信觸發(fā)信號(hào)號(hào))UGG。 2） 操作過(guò)程及現(xiàn)象操作過(guò)程及現(xiàn)象 (1) S斷開(kāi)斷開(kāi), UGK=0或或UGK為反向電壓為反向電壓, UAA為正向?yàn)檎? 燈泡不亮燈泡不亮,這說(shuō)明晶閘管加正向電壓，但控制極未加正向電壓時(shí)，管子不這說(shuō)明晶閘管

4、加正向電壓，但控制極未加正向電壓時(shí)，管子不會(huì)導(dǎo)通，這種狀態(tài)稱(chēng)為晶閘管的正向阻斷狀態(tài)。會(huì)導(dǎo)通，這種狀態(tài)稱(chēng)為晶閘管的正向阻斷狀態(tài)。如圖如圖6.3(a)所示。所示。 2） 操作過(guò)程及現(xiàn)象操作過(guò)程及現(xiàn)象 (2) S斷開(kāi)斷開(kāi), UGK=0, UAA為反向?yàn)榉聪? 燈泡不亮燈泡不亮, 如圖如圖6.3(b)所示。所示。 (3) S合上合上, UGK為正向?yàn)檎? UAA為反向?yàn)榉聪? 燈泡不亮。燈泡不亮。晶閘管加反向電壓，即晶閘管加反向電壓，即a極接電源負(fù)極，極接電源負(fù)極，k極接電源正極，此時(shí)極接電源正極，此時(shí)不論開(kāi)關(guān)不論開(kāi)關(guān)s閉合與否，指示燈始終不亮。這說(shuō)明當(dāng)單向晶閘管閉合與否，指示燈始終不亮。這說(shuō)明當(dāng)單

5、向晶閘管加反向電壓時(shí)，不管控制極加怎樣的電壓，它都不會(huì)導(dǎo)通，而加反向電壓時(shí)，不管控制極加怎樣的電壓，它都不會(huì)導(dǎo)通，而處于截止?fàn)顟B(tài)，這種狀態(tài)稱(chēng)為晶閘管的反向阻斷。處于截止?fàn)顟B(tài)，這種狀態(tài)稱(chēng)為晶閘管的反向阻斷。（4）晶閘管加正向電壓，在控制極上加正向觸發(fā)電壓，此時(shí)指）晶閘管加正向電壓，在控制極上加正向觸發(fā)電壓，此時(shí)指示燈亮，表明晶閘管導(dǎo)通，這種狀態(tài)稱(chēng)為晶閘管的觸發(fā)導(dǎo)通。示燈亮，表明晶閘管導(dǎo)通，這種狀態(tài)稱(chēng)為晶閘管的觸發(fā)導(dǎo)通。 (5) 晶閘管一旦導(dǎo)通后維持陽(yáng)極電壓不變，將門(mén)極電源電路斷開(kāi)，晶閘管一旦導(dǎo)通后維持陽(yáng)極電壓不變，將門(mén)極電源電路斷開(kāi)，晶閘管仍處于導(dǎo)通狀態(tài)，門(mén)極對(duì)管子不再具有控制作用，門(mén)極晶閘管仍

6、處于導(dǎo)通狀態(tài)，門(mén)極對(duì)管子不再具有控制作用，門(mén)極只起觸發(fā)作用。燈泡仍亮只起觸發(fā)作用。燈泡仍亮, 稱(chēng)之為維持導(dǎo)通稱(chēng)之為維持導(dǎo)通, 如圖如圖6.3(e)所示。所示。(6) 在在(5)基礎(chǔ)上基礎(chǔ)上, 逐漸減小逐漸減小UAA, 燈泡亮度變暗燈泡亮度變暗, 直到熄滅直到熄滅, 如圖如圖6.3(f)所示。所示。 3） 現(xiàn)象分析及結(jié)論現(xiàn)象分析及結(jié)論 (1) 由圖由圖6.3(c)、 (d)得出得出, 晶閘管具有單向?qū)щ娦?。晶閘管具有單向?qū)щ娦浴?(2) 由圖由圖(a)、 (b)、 (d) 、 (g)、 (h)得出得出, 只有在控制極加只有在控制極加上正向電壓的前提下上正向電壓的前提下, 晶閘管的單向?qū)щ娦圆诺靡?/p>

7、實(shí)現(xiàn)。晶閘管的單向?qū)щ娦圆诺靡詫?shí)現(xiàn)。 (3) 由圖由圖6.3(e)得出得出, 導(dǎo)通的晶閘管即使去掉控制極電壓導(dǎo)通的晶閘管即使去掉控制極電壓, 仍仍維持導(dǎo)通狀態(tài)。維持導(dǎo)通狀態(tài)。 (4) 由圖由圖6.3(f)得出得出, 要使導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷要使導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷, 必須把正向陽(yáng)必須把正向陽(yáng)極電壓降低到一定值才能關(guān)斷。極電壓降低到一定值才能關(guān)斷。 降低陽(yáng)極與陰極間的電壓，使通過(guò)晶閘管的降低陽(yáng)極與陰極間的電壓，使通過(guò)晶閘管的電流小于維持電流電流小于維持電流I IH H 陽(yáng)極與陰極間的電壓減小為零陽(yáng)極與陰極間的電壓減小為零 將陽(yáng)極和陰極間加反相電壓將陽(yáng)極和陰極間加反相電壓UDRM:晶閘管晶閘管控制極開(kāi)路且

8、正向阻斷情況下控制極開(kāi)路且正向阻斷情況下, ,允許重復(fù)加在允許重復(fù)加在晶閘管晶閘管兩端的正向峰值電壓。兩端的正向峰值電壓。一般取一般取UFRM = = 80% UB0 。普通普通晶閘管晶閘管 UFRM 為為100V 3000V控制極開(kāi)路時(shí)控制極開(kāi)路時(shí), ,允許重復(fù)作用在允許重復(fù)作用在晶閘管晶閘管元件上的反向元件上的反向峰值電壓。峰值電壓。一般取一般取 URRM = 80% UBR 普通普通晶閘管晶閘管 URRM為為100V3000VURRM：一般情況下一般情況下UDRM URRM兩者相差不大，統(tǒng)稱(chēng)為峰值電壓，俗兩者相差不大，統(tǒng)稱(chēng)為峰值電壓，俗稱(chēng)額定電壓。稱(chēng)額定電壓。環(huán)境溫度為環(huán)境溫度為4040

9、 C C及及標(biāo)準(zhǔn)散熱條件下，標(biāo)準(zhǔn)散熱條件下，晶閘管處于晶閘管處于全導(dǎo)通時(shí)全導(dǎo)通時(shí)可以連續(xù)通過(guò)的工頻正弦半波電流的平可以連續(xù)通過(guò)的工頻正弦半波電流的平均值。均值。 普通晶閘管為普通晶閘管為1A 1000A。 國(guó)產(chǎn)晶閘管的型號(hào)有兩種表示方法國(guó)產(chǎn)晶閘管的型號(hào)有兩種表示方法, 即即KP系列和系列和3CT系列。系列。 額定通態(tài)平均電流的系列為額定通態(tài)平均電流的系列為1、 5、 10、 20、 30、 50、 100、 200、 300、 400、 500、 600、 900、 1000(A)等等14種規(guī)格。種規(guī)格。 額定電壓在額定電壓在1000 V以下的以下的, 每每100 V為一級(jí)為一級(jí); 1000

10、V到到3000 V的每的每200 V為一級(jí)為一級(jí), 用百位數(shù)或千位及百位數(shù)組合表示用百位數(shù)或千位及百位數(shù)組合表示級(jí)數(shù)。級(jí)數(shù)。 3CT系列表示參數(shù)的方式如圖所示。 CT系列參數(shù)表示方式 表示晶閘管元件表示晶閘管元件3TC表示表示3個(gè)電極個(gè)電極表示表示N型硅材料型硅材料表示額定正向平均電流（表示額定正向平均電流（A A）表示正向阻斷峰值電壓（表示正向阻斷峰值電壓（V V）3TC3TC額定電壓額定電壓, ,用百位或千位數(shù)表示用百位或千位數(shù)表示取取UFRM或或URRM較小者較小者額定正向平均電流額定正向平均電流( (IF) 晶閘管晶閘管K P普通型普通型如如KP5-7表示表示額定正向平均電流為額定正向

11、平均電流為5A, ,額定電壓為額定電壓為700V 如如KP200-10D, 表示表示IF=200A、 UD=1000V、 UF=0.7V的普通型晶的普通型晶閘管閘管五、五、 普通晶閘管的簡(jiǎn)單測(cè)試普通晶閘管的簡(jiǎn)單測(cè)試 1 測(cè)量可控硅內(nèi)部的測(cè)量可控硅內(nèi)部的PN結(jié)結(jié) 可控硅的內(nèi)部有三個(gè)PN結(jié), 這三個(gè)PN結(jié)的好壞直接影響可控硅的質(zhì)量。 所以使用可控硅之前, 應(yīng)該先對(duì)這三個(gè)PN結(jié)進(jìn)行測(cè)量。 測(cè)量方法如圖所示。 圖 11.8 可控硅的測(cè)量 2、測(cè)試方法、測(cè)試方法萬(wàn)用表選電阻萬(wàn)用表選電阻 R*1K或或R*100 擋，擋，極性判別：極性判別：用紅、黑兩表筆分別測(cè)任意兩引腳間正反向電阻用紅、黑兩表筆分別測(cè)任意

12、兩引腳間正反向電阻直至找出讀數(shù)為數(shù)直至找出讀數(shù)為數(shù) 十歐姆的一對(duì)引腳，此時(shí)黑表筆的引十歐姆的一對(duì)引腳，此時(shí)黑表筆的引腳為控制極腳為控制極 G，紅表筆的引腳為陰極，紅表筆的引腳為陰極 K，另一空腳為陽(yáng)，另一空腳為陽(yáng) 極極 A。好壞判別：好壞判別：此時(shí)將黑表筆接已判斷了的陽(yáng)極此時(shí)將黑表筆接已判斷了的陽(yáng)極 A，紅表筆仍接，紅表筆仍接陰極陰極 K。此時(shí)萬(wàn)用表指針應(yīng)不動(dòng)。用。此時(shí)萬(wàn)用表指針應(yīng)不動(dòng)。用 短線(xiàn)瞬間短接陽(yáng)極短線(xiàn)瞬間短接陽(yáng)極 A 和控制極和控制極 G，此時(shí)萬(wàn)用表電阻擋指針應(yīng)向右偏轉(zhuǎn)，阻值，此時(shí)萬(wàn)用表電阻擋指針應(yīng)向右偏轉(zhuǎn)，阻值讀數(shù)為讀數(shù)為10歐姆歐姆 左右。如陽(yáng)極左右。如陽(yáng)極 A 接黑表筆，陰極接

13、黑表筆，陰極 K 接紅表接紅表筆時(shí)，萬(wàn)用表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明該單向可控硅筆時(shí)，萬(wàn)用表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明該單向可控硅 已擊穿已擊穿損壞。損壞。6.2 晶閘管整流電路晶閘管整流電路一、一、 單相可控整流電路單相可控整流電路1、單相半波可控整流電路、單相半波可控整流電路（1）電路及工作原理）電路及工作原理u1u2uTuLAGKRLuG uG 。2T, 0uuuL。0,T2uuuLGu 0Gu。2T, 0uuuL t1 2 。2T , 0uuuL:1t 。0,T2uuuL tuO晶晶閘閘管管不不導(dǎo)導(dǎo)通通。,0,0g1 ut t 。2T, 0uuuLgu tO tOuO接電阻負(fù)載時(shí)接電阻負(fù)載時(shí)單相半波可

14、控整流電路電壓、電流波形單相半波可控整流電路電壓、電流波形 動(dòng)畫(huà)動(dòng)畫(huà)控制角控制角 t1 tuO tguO t22 tTuO導(dǎo)通角導(dǎo)通角u1u2uTuLAGKRLuG把晶閘管從開(kāi)始把晶閘管從開(kāi)始承受正向陽(yáng)極電承受正向陽(yáng)極電壓開(kāi)始，到觸發(fā)壓開(kāi)始，到觸發(fā)導(dǎo)通，期間的電導(dǎo)通，期間的電角度稱(chēng)為控制角角度稱(chēng)為控制角（移相角）（移相角）觸發(fā)導(dǎo)通觸發(fā)導(dǎo)通時(shí)刻時(shí)刻過(guò)零關(guān)斷過(guò)零關(guān)斷時(shí)刻時(shí)刻把晶閘管在一個(gè)把晶閘管在一個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通的電周期內(nèi)導(dǎo)通的電角度稱(chēng)為導(dǎo)通角角度稱(chēng)為導(dǎo)通角 = - 晶閘管承受的最高反向電壓晶閘管承受的最高反向電壓:tuT22UURM(2)主要參數(shù)計(jì)算主要參數(shù)計(jì)算tuULd212)d(sin2212

15、ttU2cos145. 0L2LRURUILL2cos145. 02U由公式可知：由公式可知：改變控制角改變控制角 ，可改變輸出電壓，可改變輸出電壓Uo。aRLD2T1b+T1T2RLuoD1D2+T1T2RLuoD1D2+bRLD1T2a tOu tuO tT1uO2 動(dòng)畫(huà)動(dòng)畫(huà) tguOT1T2D1D2RLuLu2AB+-晶閘管承受的最高反向電壓晶閘管承受的最高反向電壓:22UURM(2)主要參數(shù)計(jì)算主要參數(shù)計(jì)算 輸出電壓及電流的平均值輸出電壓及電流的平均值)(12tduUL)(sin212ttdULLLRUI2cos19.02U例：例：橋式可控整流電路中，橋式可控整流電路中，U2=220V

16、，RL=3 ,可控硅可控硅控制角控制角 =15180 ，求輸，求輸出電壓平均值出電壓平均值UL的調(diào)節(jié)范的調(diào)節(jié)范圍，以及可控硅（包括二圍，以及可控硅（包括二極管）的電流平均值的最極管）的電流平均值的最大值和承受的最大反向電大值和承受的最大反向電壓。壓。T1T2D1D2RLuLu2AB+-=191V， =15 =0V， =180 =191/3=64A承受的最高反向電壓承受的最高反向電壓:2cos19 . 02UULAVLLAVLAVRUIV31122UUDRM兩種常用可控整流電路兩種常用可控整流電路電路電路特點(diǎn)特點(diǎn)1. 該電路只用一只晶閘管，且其上該電路只用一只晶閘管，且其上 無(wú)反向電壓。無(wú)反向電

17、壓。2. 晶閘管和負(fù)載上的電流相同。晶閘管和負(fù)載上的電流相同。(1)uTD2D4u0RL+-+-電路電路特點(diǎn)特點(diǎn) 1. 該電路接入電感性負(fù)載時(shí)，該電路接入電感性負(fù)載時(shí)，D1、D2 便起便起 續(xù)流二極管作用。續(xù)流二極管作用。(2)動(dòng)畫(huà)動(dòng)畫(huà)2. 由于由于T1的陽(yáng)極和的陽(yáng)極和T2的陰極相連，兩管控的陰極相連，兩管控 制極必須加獨(dú)立的觸發(fā)信號(hào)。制極必須加獨(dú)立的觸發(fā)信號(hào)。T1T2D1D2uuORL+-+-二、三相可控整流電路 1、三相半波可控整流電路 2、三相半倥橋式整流電路三相可控整流電路分析三相可控整流電路分析 為什么要采用三相整流？為什么要采用三相整流？ 對(duì)于三相對(duì)稱(chēng)電源系統(tǒng)而言，單相可控整流電路

18、為不對(duì)稱(chēng)負(fù)載，可影響電源三相負(fù)載的平衡性和系統(tǒng)的對(duì)稱(chēng)性。負(fù)載容量較大時(shí)，通常采用三相或多相電源整流電路。三相或多相電源可控整流電路是三相電源系統(tǒng)的對(duì)稱(chēng)負(fù)載，輸出整流電壓的脈動(dòng)小，控制響應(yīng)快，在許多場(chǎng)合得到了廣泛應(yīng)用。 電源變壓器的接線(xiàn)方式電源變壓器的接線(xiàn)方式 三相可控整流電路電源變壓器一般采用D,y或Y,d接線(xiàn)方式，以提供一條3及3的倍數(shù)次諧波電流通路。對(duì)于三相半波可控整流電路而言，次級(jí)繞組必須接成星形，以獲得整流電源的中性點(diǎn)，故通常采用D,y接線(xiàn)方式。共陰極接法共陽(yáng)極接法2222222sin22sin()322sin()33 2sin()626sin()3646sin()36abcababb

19、cbccacauUtuUtuUtuuuUtuuuUtuuuUt電源電壓：三相對(duì)稱(chēng)電源：1 、三相半波可控整流電路三相半波可控整流電路三相不可控半波-電阻負(fù)載1.三相半波整流主電路2. 工作過(guò)程及波形分析123_VDVDVD 二級(jí)管開(kāi)通順序：(1)高通電路：高通電路：電壓最高相的電壓最高相的二極管會(huì)自動(dòng)導(dǎo)通，強(qiáng)迫其二極管會(huì)自動(dòng)導(dǎo)通，強(qiáng)迫其他相的二極管關(guān)斷他相的二極管關(guān)斷(2)(2)自然換相點(diǎn)自然換相點(diǎn): :2()63kk為整數(shù)1、 三相半波可控整流電路三相半波可控整流電路三相半波-電阻負(fù)載 0 1.三相半波可控主電路2. 工作過(guò)程及波形分析123_VTVTVT 晶閘管開(kāi)通順序：3211 三相半波

20、可控整流電路三相半波可控整流電路三相半波-電阻負(fù)載 0 1.主電路2. 工作過(guò)程及波形分析123_VTVTVT 晶閘管開(kāi)通順序：三相半波-電阻負(fù)載 0 2.工作過(guò)程及波形分析 acabauuuVT06561到bcbabuuuVT023652 到cbcacuuuVT0613233 到電壓輸出晶閘管端電壓元件導(dǎo)通間時(shí)321VTVTVTuuu300(0)6電流連續(xù)2=3506移相范圍：圖 三相半波可控整流電路共陰極接法電阻負(fù)載 a =60時(shí)的波形 5()66電流斷續(xù)電壓輸出晶閘管端電壓元件導(dǎo)通間時(shí)321VTVTVTuuuacabauuuVT061到065cbauuu到bcbabuuuVT035652

21、到cbcacuuuVT037233到061337cbauuu到02335cbauuu到 三相半波可控整流電路，電阻負(fù)載，三相半波可控整流電路，電阻負(fù)載，a a=30=30 時(shí)的波形時(shí)的波形 =30u2uaubucOtOtOtOtOtuGuduabuact1iVT1uVT1uac 三相半波可控整流電路，電阻負(fù)載，三相半波可控整流電路，電阻負(fù)載，a=60=60 時(shí)的波形時(shí)的波形tttt =60u2uaubucOOOOuGudiVT1cos17.1cos263)(sin2321226562dUUttdUU當(dāng)a=0時(shí)，Ud最大，為 。2d0d17.1UUU)6cos(1675. 0)6cos(1223

22、)(sin2321262dUttdUU整流電壓平均值的計(jì)算整流電壓平均值的計(jì)算a30時(shí)，負(fù)載電流連續(xù)，有：a30時(shí)，負(fù)載電流斷續(xù)，晶閘管導(dǎo)通角減小，此時(shí)有： 負(fù)載電流平均值為 晶閘管承受的最大反向電壓，為變壓器二次線(xiàn)電壓峰值，即晶閘管陽(yáng)極與陰極間的最大正向電壓等于變壓器二次相電壓的峰值，即RUIdd（2-20）222RM45.2632UUUU（2-21）22UUFM（2-22）三相半波可控整流電路三相半波可控整流電路 三相半波可控整流電路阻感負(fù)載時(shí)出現(xiàn)負(fù)電壓，有些場(chǎng)合往往在負(fù)載兩端并聯(lián)一個(gè)續(xù)流二極管，以消除負(fù)半周的影響。 三相半波可控整流電路還有一種共陽(yáng)極組接法，其工作原理、電路波形及數(shù)量關(guān)系

23、與共陰極組相同，但輸出電壓、電流極性相反。三相半波整流電路特點(diǎn)三相半波整流電路特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)1、整流所得波形平直（較單相而言）。2、三相負(fù)載平衡。 缺點(diǎn)1、變壓器二次側(cè)有直流分量通過(guò)。2、變壓器利用率低。 6-3 負(fù)載類(lèi)型對(duì)晶閘管整流的影響負(fù)載類(lèi)型對(duì)晶閘管整流的影響 一、感性負(fù)載的影響1） 感性負(fù)載半控橋式整流電路 圖6-31(a)是具有電感性負(fù)載的單相橋式半控整流電路。 如前所述, 在純電阻負(fù)載的情況下, 負(fù)載中的電流是斷續(xù)的, 當(dāng)輸入電壓u2為零時(shí), 負(fù)載中的電流也減小為零, 如圖6-29(b)所示。 但對(duì)于感性負(fù)載, 情況就會(huì)發(fā)生變化。 在u2的正半周內(nèi), 由于ug1的觸發(fā)作用, 晶閘管V1

24、與二極管V4同時(shí)導(dǎo)通。 此時(shí)L的作用表現(xiàn)在減小晶閘管V1導(dǎo)通電流ia1的變化, 如圖6-31(b)io-t波形中的12段, 波形幅度減小, 比較平坦。 u1u2V1V2V3V4abuoR(a)Lu2ug0io t23 t00 t123ug1ug2ug3V4V3V3V4V4 t6 t5 t4 t3 t2 t1(b)圖6-31 電感性負(fù)載半控橋式整流電路及波形 u1u2V1V2V3V4abuoR(a)L 其次, u2由正變負(fù)過(guò)零時(shí), u2=0, ia1原要減小為零, 但由于L兩端要產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì), 以阻止ia1的減小, 故ia1并不為零。 事實(shí)上, 這時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的極性為下“+”上“-”, 它加在

25、二極管V3、 V1 和R串聯(lián)的電路兩端, 并使二極管V3的陽(yáng)極具有正電位, 晶閘管V1的陰極具有負(fù)電位, 故晶閘管V1繼續(xù)導(dǎo)通, 電流路徑是: L下“+” R 二極管V3 晶閘管V1 L上“-”u1u2V1V2V3V4uoRLV5圖 6-32 有續(xù)流二極管的感性負(fù)載 半控橋式整流電路 必須強(qiáng)調(diào), 在這種情況下, 二極管V3代替了V4, 并和晶閘管V1一起組成導(dǎo)通電路。 因此, ia1繼續(xù)流過(guò)負(fù)載, 波形如圖11.12(b)中io波形的23段所示。 在u2負(fù)半周, ug2接入, 使得晶閘管V2觸發(fā)導(dǎo)通, 晶閘管V1才因承受反向電壓而關(guān)斷。 于是負(fù)載電流轉(zhuǎn)換成為晶閘管V2的導(dǎo)通電流ia2, 以后的

26、過(guò)程與前相似。 由圖11.1(b)可以看出, 二極管在電源電壓過(guò)零時(shí)換相, 可控硅在觸發(fā)時(shí)換相, 輸出電流是連續(xù)不斷的, 出現(xiàn)可控硅在感性負(fù)載時(shí)的導(dǎo)通時(shí)間比阻性負(fù)載時(shí)的導(dǎo)通時(shí)間長(zhǎng)的狀態(tài), 對(duì)于這種情況, 一般來(lái)說(shuō), 整流器仍能正常工作, 但輸出電壓從零開(kāi)始則不易調(diào)整, 對(duì)控制角有嚴(yán)格限制的整流器也不易調(diào)整。 2） 加有續(xù)流二極管的半控橋式整流電路 由以上分析可知, 產(chǎn)生失控現(xiàn)象的原因是流過(guò)晶閘管的電流ia1（或ia2）減小時(shí), L兩端產(chǎn)生下“+”上“-”的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 因此, 要消除失控現(xiàn)象, 就必須設(shè)法減小感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 克服的方法是在整個(gè)負(fù)載并聯(lián)一個(gè)二極管V5, 它的正極接在感性負(fù)載的下端,

27、 負(fù)極接在其上端, 如圖11.1所示。 一旦流過(guò)V1的電流ia1減小, 致使L產(chǎn)生下正上負(fù)電動(dòng)勢(shì)時(shí), 二極管V5立即導(dǎo)通, 將V1與V3串聯(lián)電路短接, 使晶閘管V1的陽(yáng)極電壓降為零, 于是V1立即關(guān)斷, 由于V5為感性負(fù)載提供了一個(gè)放電回路, 因而避免了感性負(fù)載的持續(xù)電流通過(guò)可控硅, 故V5稱(chēng)為續(xù)流二極管。 加續(xù)流二極管后, 其感性負(fù)載的輸出電壓uo的波形與純電阻負(fù)載時(shí)相同, 計(jì)算公式也一樣, 但負(fù)載電流的波形不同了。 因電感阻礙電流變化的作用, 使流過(guò)負(fù)載的電流不但可以連續(xù),而且基本上維持不變; 電感越大, 電流io的波形越接近于一條水平線(xiàn)。 思考思考T1T2D1D2RuLu2E+帶反電動(dòng)勢(shì)

28、負(fù)載的可控整流電路帶反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載的可控整流電路1. 該電路的工作過(guò)程。該電路的工作過(guò)程。2. 畫(huà)出畫(huà)出uL、iL的工作波形。的工作波形。6-4 晶閘管的選擇和保護(hù) 一、晶閘管的選擇 1、電壓等級(jí)的選擇 2、電流等級(jí)的選擇RMRRMUU25 . 1)()()25 . 1 (AVtAVTII二、二、 晶閘管的保護(hù)晶閘管的保護(hù)晶閘管承受過(guò)電壓的能力極差：晶閘管承受過(guò)電壓的能力極差：電壓超過(guò)其反向電壓超過(guò)其反向擊穿電壓時(shí)，即使時(shí)間極短，也容易損壞。正向擊穿電壓時(shí)，即使時(shí)間極短，也容易損壞。正向電壓超過(guò)轉(zhuǎn)折電壓時(shí)，會(huì)產(chǎn)生誤導(dǎo)通，導(dǎo)通后的電壓超過(guò)轉(zhuǎn)折電壓時(shí)，會(huì)產(chǎn)生誤導(dǎo)通，導(dǎo)通后的電流較大，使器件受損。電流

29、較大，使器件受損。晶閘管的主要缺點(diǎn)：晶閘管的主要缺點(diǎn)：過(guò)流、過(guò)壓能力很差。過(guò)流、過(guò)壓能力很差。晶閘管的熱容量很?。壕чl管的熱容量很?。阂坏┻^(guò)流，溫度急劇上升，一旦過(guò)流，溫度急劇上升，器件被燒壞。器件被燒壞。例如：一只例如：一只100A的晶閘管過(guò)電流為的晶閘管過(guò)電流為400A時(shí)，時(shí)，僅允許持續(xù)僅允許持續(xù)0.02秒，否則將被燒壞；秒，否則將被燒壞； RCRC 硒堆保護(hù)硒堆保護(hù)(硒整流片硒整流片)晶閘管元件晶閘管元件的阻容保護(hù)的阻容保護(hù) 硒堆為非線(xiàn)性元件，過(guò)壓后迅速擊穿，其電硒堆為非線(xiàn)性元件，過(guò)壓后迅速擊穿，其電阻減小，抑制過(guò)壓沖擊。高電壓過(guò)后，硒堆阻減小，抑制過(guò)壓沖擊。高電壓過(guò)后，硒堆可恢復(fù)到擊穿

30、前的狀態(tài)?？苫謴?fù)到擊穿前的狀態(tài)。與晶閘與晶閘管串聯(lián)管串聯(lián)接在接在輸入輸入端端接在接在輸出輸出端端NPPN結(jié)結(jié)N型硅片型硅片EB2B1工作原理：工作原理：當(dāng)當(dāng)uE UA+UF = UP 時(shí)時(shí)PN結(jié)反偏，結(jié)反偏，iE很?。缓苄?；當(dāng)當(dāng) uE UP 時(shí)時(shí)PN結(jié)正向?qū)ńY(jié)正向?qū)? iE迅迅速增加。速增加。B2ERB1RB2B1AUBBiE - 分壓比分壓比 (0.3 0.9)UP - 峰點(diǎn)電壓峰點(diǎn)電壓UF - PN結(jié)正向結(jié)正向 導(dǎo)通壓降導(dǎo)通壓降BBBBBBBAURRRUU2113 . 維持單結(jié)管導(dǎo)通的最小維持單結(jié)管導(dǎo)通的最小 電壓、電流。電壓、電流。 單結(jié)管由截止變導(dǎo)通單結(jié)管由截止變導(dǎo)通 所需發(fā)射極電

31、壓所需發(fā)射極電壓。IpIVV截止區(qū)截止區(qū)P 3. 不同單結(jié)晶體管的谷點(diǎn)電壓不同單結(jié)晶體管的谷點(diǎn)電壓谷點(diǎn)電流谷點(diǎn)電流都都 不一樣。谷點(diǎn)電壓大約在不一樣。谷點(diǎn)電壓大約在2 5V之間。常選用之間。常選用 稍大一些，稍大一些， 稍小的單結(jié)晶體管，以增大輸稍小的單結(jié)晶體管，以增大輸 出脈沖幅度和移相范圍。出脈沖幅度和移相范圍。EB2B1振蕩過(guò)程分析振蕩過(guò)程分析RR2R1CUuCuOEB1B2電路組成電路組成振蕩波形振蕩波形uCttuoUVUP21BBRRU22111RRRRUIBBR1） uE = uC UT2時(shí)，時(shí)，控制極相對(duì)于控制極相對(duì)于T2加正脈沖，晶閘加正脈沖，晶閘管正向?qū)ǎ姽苷驅(qū)?，電?/p>

32、從流從T1流向流向T2。UT2UT1時(shí)，時(shí)，控制極相對(duì)于控制極相對(duì)于T2加加 負(fù)負(fù)脈沖，晶閘管脈沖，晶閘管反向?qū)?，電流從反向?qū)?，電流從T2流向流向T1。雙向晶閘管內(nèi)部工作原理的詳細(xì)分析，雙向晶閘管內(nèi)部工作原理的詳細(xì)分析，請(qǐng)參閱有關(guān)資料。請(qǐng)參閱有關(guān)資料。T1T2G 2 用萬(wàn)用表檢測(cè)雙向晶閘管電極與觸發(fā)能力用萬(wàn)用表檢測(cè)雙向晶閘管電極與觸發(fā)能力 1） 判定T2極 由圖11.23(a)可見(jiàn), G極與T1極靠近, 距T2極較遠(yuǎn)。 因此, G、 T1之間的正、 反向電阻很小。 在用R1擋測(cè)任意兩腳之間的電阻時(shí), 只有G、 T1之間顯現(xiàn)低阻, 正、 反電阻僅為幾十歐。 而T2、 G和T2、 T1之間的正、 反向電阻均為無(wú)窮大。 這表明,如果測(cè)出某腳和其它兩腳都不通, 這肯定是T2極。 2）區(qū)分G極與T1極 (1) 找出T2極之后, 首先假定剩下兩腳中某一腳為T(mén)1極, 另一腳為G極。 (2) 把黑表筆接T1極, 紅表筆接T2極, 電阻為無(wú)窮大。 接著用紅表筆尖把T2 與G