晶閘管教材ppt課件

1、;.晶閘管教材晶閘管教材認識晶閘管的符號認識晶閘管的符號了解晶閘管的特性了解晶閘管的特性理解晶閘管的運用理解晶閘管的運用1;.二極管圖形符號：箭頭方向表示二極管正向?qū)〞r電流的方向文字符號：VD二極管二極管復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)用逆止水閥門比喻二極管示意圖（a）正向水流頂開閥門 （b）反向水流壓緊閥門2;. 內(nèi)部電路實物示意圖電路組成框圖看一看：調(diào)光燈電路看一看：調(diào)光燈電路任務(wù)導(dǎo)入任務(wù)導(dǎo)入3;.1.5 晶閘管（晶閘管（SCR） 晶體閘流管簡稱晶閘管，是一種能控制大電流通斷能控制大電流通斷的功率半導(dǎo)體器件。晶閘管的問世使半導(dǎo)體器件從弱電領(lǐng)域進入強電領(lǐng)域，在電力電子行業(yè)中得到了廣泛地應(yīng)用。由于晶閘管的通斷可以控

2、制，因之被稱為可控硅可控硅。晶閘管主要用途有整流、調(diào)壓、逆變和開關(guān)等方面。下面是各類晶閘管產(chǎn)品外形圖。1.5.1 晶閘管的結(jié)構(gòu)組成4;.陽極陽極陰極陰極結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)組成1.5.1 晶閘管的結(jié)構(gòu)組成控制極控制極為更好地說明晶閘管的工作原理，可把其看做是：為更好地說明晶閘管的工作原理，可把其看做是：圖符號圖符號5;.1.5.1 晶閘管的結(jié)構(gòu)組成小功率螺旋式晶閘管小功率螺旋式晶閘管 小功率螺旋式晶閘管帶螺栓的一端是陽極，小功率螺旋式晶閘管帶螺栓的一端是陽極，螺栓主要用于安裝散熱片，另一端較粗的一螺栓主要用于安裝散熱片，另一端較粗的一根是陰極引出線，另一根較細的是控制極引根是陰極引出線，另一根較細的是

3、控制極引出線；出線；平板式晶閘管平板式晶閘管 平板式晶閘管的中間金屬環(huán)是控制平板式晶閘管的中間金屬環(huán)是控制極，用一根導(dǎo)線引出，靠近控制極的極，用一根導(dǎo)線引出，靠近控制極的平面是陰極，另一面則為陽極。平面是陰極，另一面則為陽極。6;.1.5.2 晶閘管的工作原理 由此晶閘管導(dǎo)通和關(guān)斷實驗電路可知：由此晶閘管導(dǎo)通和關(guān)斷實驗電路可知：要使晶閘管導(dǎo)通，一是需在它的陽極要使晶閘管導(dǎo)通，一是需在它的陽極A A與陰極與陰極K K之之間外加正向電壓，二是在它的控制極間外加正向電壓，二是在它的控制極G G與陰極與陰極K K之間輸入一個正向觸發(fā)電壓之間輸入一個正向觸發(fā)電壓。晶閘管導(dǎo)通后，。晶閘管導(dǎo)通后，松開按鈕開

4、關(guān)，去掉觸發(fā)電壓，仍然維持導(dǎo)通狀態(tài)。松開按鈕開關(guān)，去掉觸發(fā)電壓，仍然維持導(dǎo)通狀態(tài)。燈不亮燈不亮7;.1.5.2 晶閘管的工作原理燈不亮燈不亮 由此晶閘管導(dǎo)通和關(guān)斷實驗電路可知：如果陽極或控制極外加的是反向電壓，晶閘管就由此晶閘管導(dǎo)通和關(guān)斷實驗電路可知：如果陽極或控制極外加的是反向電壓，晶閘管就不會導(dǎo)通。不會導(dǎo)通。 控制極的作用是通過外加正向觸發(fā)脈沖使晶閘管導(dǎo)通，卻不能使它關(guān)斷?？刂茦O的作用是通過外加正向觸發(fā)脈沖使晶閘管導(dǎo)通，卻不能使它關(guān)斷。8;.觀察單向晶閘管的工作特性觀察單向晶閘管的工作特性9;.晶閘管的導(dǎo)通和關(guān)斷條件 v1）晶閘管的導(dǎo)通條件：在晶閘管的陽極和陰極兩端加正向電壓，同時在它的門

5、極和陰極兩端也加正向電壓，兩者缺一不可。v2)晶閘管一旦導(dǎo)通，門極即失去控制作用，因此門極所加的觸發(fā)電壓一般為脈沖電壓。晶閘管從阻斷變?yōu)閷?dǎo)通的過程稱為觸發(fā)導(dǎo)通。門極觸發(fā)電流一般只有幾十毫安到幾百毫安，而晶閘管導(dǎo)通后，可以通過幾百、幾千安的電流。v3)晶閘管的關(guān)斷條件：使流過晶閘管的陽極電流小 于維持電流IH。10;. 晶閘管只有導(dǎo)通和關(guān)斷兩種狀態(tài)，這種開關(guān)特性需要在一定條件轉(zhuǎn)化，如下表所示：狀狀 態(tài)態(tài)條條 件件說說 明明 從關(guān)斷從關(guān)斷 到導(dǎo)通到導(dǎo)通 1、陽極電位高于陰極電位、陽極電位高于陰極電位 2、控制極有足夠的正向電壓和電流、控制極有足夠的正向電壓和電流 兩者缺一不可兩者缺一不可 維持維持

6、 導(dǎo)通導(dǎo)通 1、陽極電位高于陰極電位、陽極電位高于陰極電位 2、陽極電流大于維持電流、陽極電流大于維持電流 兩者缺一不可兩者缺一不可 從導(dǎo)通從導(dǎo)通 到關(guān)斷到關(guān)斷 1、陽極電位低于陰極電位、陽極電位低于陰極電位 2、陽極電流小于維持電流、陽極電流小于維持電流 任一條件都可任一條件都可11;.1.5.3 晶閘管的伏安特性臨界轉(zhuǎn)折電壓臨界轉(zhuǎn)折電壓UBO維持電流維持電流IH反向擊穿電壓反向擊穿電壓URSM12;.1.5.4 晶閘管的主要技術(shù)參數(shù) 1正向峰值電壓（斷態(tài)重復(fù)峰值電壓）UDRM 在門控極斷路、晶閘管處在正向阻斷狀態(tài)下，且管子結(jié)溫為額定值時，允許“重復(fù)”加在晶閘管上的正向峰值電壓。而所謂的“重

7、復(fù)”是指這個大小的電壓重復(fù)施加時晶閘管不會損壞。此參數(shù)取正向轉(zhuǎn)折電壓的80，即UDRM0.8 UDSM。普通晶閘管的UDRM的規(guī)格從100V到3000V分多擋，其中100V1000V每100V一擋；1000V3000V每200V一擋。 2反向重復(fù)峰值電壓URRM 指在門控極開路狀態(tài)下，結(jié)溫為額定值時，允許重復(fù)加在器件上的反向峰值電壓。此參數(shù)通常取反向擊穿電壓的80，即URRM0.8 URSM。一般反向峰值電壓URRM與正向峰值電壓UDRM這兩個參數(shù)是相等的。13;.1.5.4 晶閘管的主要技術(shù)參數(shù) 3通態(tài)峰值電壓通態(tài)峰值電壓UTM 指晶閘管通以某一規(guī)定倍數(shù)的額定通態(tài)平均電流時的瞬態(tài)峰值電壓。通

8、常取晶閘管的指晶閘管通以某一規(guī)定倍數(shù)的額定通態(tài)平均電流時的瞬態(tài)峰值電壓。通常取晶閘管的UDRM和和URRM中較小的標值作為晶閘管的額定電壓。選用時，晶閘管的額定電壓要留有一定中較小的標值作為晶閘管的額定電壓。選用時，晶閘管的額定電壓要留有一定的裕量，一般取額定電壓為正常工作時晶閘管所承受峰值電壓的裕量，一般取額定電壓為正常工作時晶閘管所承受峰值電壓23倍。倍。 4控制極觸發(fā)電壓控制極觸發(fā)電壓UG 指與控制極觸發(fā)電流相對應(yīng)的直流觸發(fā)電壓，指與控制極觸發(fā)電流相對應(yīng)的直流觸發(fā)電壓，UG的值一般為的值一般為15V。 5額定通態(tài)平均電流額定通態(tài)平均電流IT 額定通態(tài)平均電流額定通態(tài)平均電流IT是指晶閘管

9、在環(huán)境溫度為是指晶閘管在環(huán)境溫度為40和規(guī)定的冷卻狀態(tài)下，穩(wěn)定結(jié)溫不超和規(guī)定的冷卻狀態(tài)下，穩(wěn)定結(jié)溫不超過額定結(jié)溫時所允許流過的最大工頻正弦半波電流的平均值。使用時應(yīng)按實際電流與通態(tài)過額定結(jié)溫時所允許流過的最大工頻正弦半波電流的平均值。使用時應(yīng)按實際電流與通態(tài)平均電流有效值相等的原則來選取晶閘管，應(yīng)留一定的裕量，一般取平均電流有效值相等的原則來選取晶閘管，應(yīng)留一定的裕量，一般取1.52倍。普通晶閘倍。普通晶閘管的管的IT規(guī)格有規(guī)格有1、3、5、10、20、30、50、100、200、300、400、500、600、800、1000A。14;.1.5.4 晶閘管的主要技術(shù)參數(shù) 6維持電流維持電流I

10、H 維持電流維持電流IH指能使晶閘管維持導(dǎo)通狀態(tài)時所必需的最小電流，一般為幾十到幾百毫安，指能使晶閘管維持導(dǎo)通狀態(tài)時所必需的最小電流，一般為幾十到幾百毫安，與結(jié)溫有關(guān)，結(jié)溫越高，則與結(jié)溫有關(guān)，結(jié)溫越高，則IH值越小。額定通態(tài)平均電流值越小。額定通態(tài)平均電流IT越大，越大，IH越大。越大。 7控制極觸發(fā)電流控制極觸發(fā)電流IG IG指在規(guī)定的環(huán)境溫度下，維持晶閘管從阻斷狀態(tài)轉(zhuǎn)為完全導(dǎo)通狀態(tài)時所需要的最小直指在規(guī)定的環(huán)境溫度下，維持晶閘管從阻斷狀態(tài)轉(zhuǎn)為完全導(dǎo)通狀態(tài)時所需要的最小直流電流。流電流。IG的數(shù)值一般為幾到幾百毫安，額定通態(tài)平均電流的數(shù)值一般為幾到幾百毫安，額定通態(tài)平均電流IT越大，越大，I

11、G越大。越大。 晶閘管的參數(shù)很多，在選擇晶閘管時，主要選擇額定通態(tài)平均電流晶閘管的參數(shù)很多，在選擇晶閘管時，主要選擇額定通態(tài)平均電流IT和反向峰值電壓和反向峰值電壓URRM這兩個參數(shù)。這兩個參數(shù)。15;.1.5.5 晶閘管的使用注意事項 1、選用晶閘管的額定電壓時，應(yīng)參考實際工作條件下的峰值電壓的大小，并留出一定的、選用晶閘管的額定電壓時，應(yīng)參考實際工作條件下的峰值電壓的大小，并留出一定的余量。余量。 2、選用晶閘管的額定流時，除了考慮通過元件的平均電流外，還應(yīng)注意正常工作時導(dǎo)通、選用晶閘管的額定流時，除了考慮通過元件的平均電流外，還應(yīng)注意正常工作時導(dǎo)通角的大小、散熱通風(fēng)條件等因素。在工作中還

12、應(yīng)注意管殼溫度不超過相應(yīng)電流下的允許值角的大小、散熱通風(fēng)條件等因素。在工作中還應(yīng)注意管殼溫度不超過相應(yīng)電流下的允許值。 3、使用晶閘管之前，應(yīng)該用萬用表檢查晶閘管是否良好。發(fā)現(xiàn)有短路或斷路現(xiàn)象時，應(yīng)、使用晶閘管之前，應(yīng)該用萬用表檢查晶閘管是否良好。發(fā)現(xiàn)有短路或斷路現(xiàn)象時，應(yīng)立即更換。立即更換。 4、嚴禁用兆歐表即搖表檢查元件的絕緣情況。、嚴禁用兆歐表即搖表檢查元件的絕緣情況。 5、電流為、電流為5A以上的晶閘管要裝散熱器，并且保證所規(guī)定的冷卻條件。為保證散熱器與晶以上的晶閘管要裝散熱器，并且保證所規(guī)定的冷卻條件。為保證散熱器與晶閘管管心接觸良好，它們之間應(yīng)涂上一薄層有機硅油或硅脂。閘管管心接觸

13、良好，它們之間應(yīng)涂上一薄層有機硅油或硅脂。 6、按規(guī)定對主電路中的晶閘管采用過壓及過流保護裝置。、按規(guī)定對主電路中的晶閘管采用過壓及過流保護裝置。 7、要防止晶閘管門控極的正向過載和反向擊穿。、要防止晶閘管門控極的正向過載和反向擊穿。16;.選擇晶閘管選擇晶閘管時，主要選時，主要選擇哪兩個技擇哪兩個技術(shù)參數(shù)？術(shù)參數(shù)？何謂晶閘管的何謂晶閘管的“硬開通硬開通”？晶閘管正常工作時允許晶閘管正常工作時允許“硬硬開通開通”嗎？為什么？嗎？為什么？ 當(dāng)正向陽極電壓大到當(dāng)正向陽極電壓大到正向轉(zhuǎn)折電壓時，晶閘正向轉(zhuǎn)折電壓時，晶閘管能夠正常導(dǎo)通嗎？為管能夠正常導(dǎo)通嗎？為什么？什么？分析下列說法是否正確，對者打分

14、析下列說法是否正確，對者打“”錯者打錯者打“”。（1）晶閘管加上大于）晶閘管加上大于1V的正向陽極電壓就能導(dǎo)通的正向陽極電壓就能導(dǎo)通。（。（ ）（2）晶閘管導(dǎo)通后，控制極就失去了控制作用。）晶閘管導(dǎo)通后，控制極就失去了控制作用。 （ ）（3）晶閘管導(dǎo)能時，其陽極電流的大小由控制極電）晶閘管導(dǎo)能時，其陽極電流的大小由控制極電流決定。（流決定。（ ）（4）只要陽極電流小于維持電流，晶閘管就從導(dǎo)通）只要陽極電流小于維持電流，晶閘管就從導(dǎo)通轉(zhuǎn)為阻斷。（轉(zhuǎn)為阻斷。（ ）17;.單結(jié)晶體管的實物圖單結(jié)晶體管的結(jié)構(gòu)單結(jié)晶體管的外形圖形符號認識單結(jié)晶體管認識單結(jié)晶體管補充學(xué)習(xí)一補充學(xué)習(xí)一18;. A、B1間的

15、電壓為： 式中，稱為分壓比，其值一般在0.30.9之間。 單結(jié)晶體管的導(dǎo)通條件是：單結(jié)晶體管的導(dǎo)通條件是： UE UBB + UD (UD為PN結(jié)的正向壓降)結(jié)論：結(jié)論：只要改變UE的大小，就可以控制單結(jié)晶體管的導(dǎo)通與截至。從而獲得從RB1輸出的脈沖電壓。單結(jié)晶體管等效電路BBBBBBBAUURRRU211單結(jié)晶體管的基本特性單結(jié)晶體管的基本特性19;.單結(jié)晶體管觸發(fā)電路單結(jié)晶體管觸發(fā)電路工作原理：工作原理：電源接通后，通過可調(diào)電阻RP和電阻R3給電容C充電，當(dāng)電容充電電壓UE上升到大于UBB + UD時，單結(jié)晶體管導(dǎo)通，C迅速放電，在R2上形成一個很窄的正脈沖，放電后電容C兩端的電壓幾乎為零，此時圖中的單結(jié)晶體管截止。第一個周期過后，由于UCC繼續(xù)通過RP和R3給電容C充電， 這樣連續(xù)不斷重復(fù)上述過程，從而獲得晶閘管所需要的觸發(fā)脈沖電壓。補充學(xué)習(xí)二補充學(xué)習(xí)二20;.補充學(xué)習(xí)三補充學(xué)習(xí)三認識調(diào)光燈電路結(jié)構(gòu)及工作過程認識調(diào)光燈電路結(jié)構(gòu)及工作過程工作過程：工作過程：接通電源后