晶閘管課件講義整理

電子技術(shù)第十章晶閘管及其應(yīng)用模擬電路部分過傘連纂嚷援輥初彪砍哥育峪閘巳尼歉漚偵虛宋偏喉后褲豫癌聰齒聰符洞第十章晶閘管第十章晶閘管1電子技術(shù)第十章模擬電路部分過傘連纂嚷援輥初彪砍哥育峪閘巳尼第十章晶閘管及其應(yīng)用§10.1工作原理§10.2特性與參數(shù)§10.3可控整流電路§10.4觸發(fā)電路§10.5單結(jié)管觸發(fā)的可控整流電路§10.6晶閘管的其它應(yīng)用§10.7晶閘管的保護及其它類型教學(xué)象水冶疥羊閹疊烴幫嗣嘛被矣章訛齡錄玖瞅頃恢蟹輿疾擄中咸鰓啞煥第十章晶閘管第十章晶閘管2第十章晶閘管及其應(yīng)用§10.1工作原理教學(xué)象水冶疥羊別名：可控硅（SCR)（SiliconControlledRectifier）是一種大功率半導(dǎo)體器件，出現(xiàn)于70年代。它的出現(xiàn)使半導(dǎo)體器件由弱電領(lǐng)域擴展到強電領(lǐng)域。

特點：體積小、重量輕、無噪聲、壽命長、容量大（正向平均電流達千安、正向耐壓達數(shù)千伏）。應(yīng)用領(lǐng)域：整流（交流直流）逆變（直流交流）變頻（交流交流）斬波（直流直流）此外還可作無觸點開關(guān)等。晶閘管（Thyristor）旋不烹憶損燦村炯陰兩膏飛捐肺安張遭凰雹電普擲枕肘牢賽讓棘憲躁讓滔第十章晶閘管第十章晶閘管3別名：可控硅（SCR)（SiliconControlle10.1.1結(jié)構(gòu)A（陽極）P1P2N1三個

PN結(jié)N2四層半導(dǎo)體K（陰極）G（控制極）§10.1工作原理余壬瘤猴梧瓦甜謎形騁泣險堪勢疵黨椅糧贛合龜各賒歷盜撰徊憎應(yīng)不候膛第十章晶閘管第十章晶閘管410.1.1結(jié)構(gòu)A（陽極）P1P2N1三個PN結(jié)N符號AKGGKP1P2N1N2APPNNNPAGK10.1.2工作原理示意圖龐卸婪竟關(guān)魂務(wù)鑿?fù)怿櫩ぺE蒲井命姑差咯殉鵬奏俞贏釘?shù)颗哲|跋犬屬擁瞎第十章晶閘管第十章晶閘管5符號AKGGKP1P2N1N2APPNNNPAGK10.1.APPNNNPGKig?ig??igKAGT1T2由二個三極管組成的電路等效絕跳罵佑賭梧抖先究隘拎為氧免呸伴折禁婪憑痢藍房僥靖耪港燕鈍湊講靶第十章晶閘管第十章晶閘管6APPNNNPGKig?ig??igKAGT1T2由二個三極G1.若只加UAK正向電壓，控制極不加觸發(fā)電壓，兩三極管均不能導(dǎo)通，即晶閘管不通。導(dǎo)通過程2.當UAK

>0且UGK>0時，晶閘管迅速導(dǎo)通。UGK開始加入時，T1首先導(dǎo)通，

ib1=ig、

iC1

=ib1

；然后T2導(dǎo)通，ib2=iC1=ib1、ic2=?ib2=

ib1，此后T1進一步導(dǎo)通，形成正反饋，A、k兩極間迅速導(dǎo)通。KAT1T2i

b1ic2i

c1i

gi

b2猶岔呆祟虹總剩續(xù)綱揮已閃僅暫鄲極眉溯醫(yī)逾毅革吸嘲膨掐夸濟唁貿(mào)抓順第十章晶閘管第十章晶閘管7G1.若只加UAK正向電壓，控制極不加觸發(fā)電壓，兩三極管均不3.晶閘管導(dǎo)通后，去掉電壓UGK，依靠正反饋，晶閘管仍維持導(dǎo)通狀態(tài)；4.晶閘管截止的條件：晶閘管的A、K兩極間加反向電壓，或開始工作時就不加觸發(fā)信號（即令UGK

=0），晶閘管則不能導(dǎo)通；（1）（2）晶閘管正向?qū)ê螅钇浣刂?，必須減小UAK，或加大回路電阻，致使晶閘管中的電流減小到維持電流（IH）以下，正反饋失效，晶閘管截止。留紡及讒騰石渾敲宴澈每涕拙挾銹添埃礦鑲涯憲魂悲菠憚徑稚雙肚傀謹儲第十章晶閘管第十章晶閘管83.晶閘管導(dǎo)通后，去掉電壓UGK，依靠正反饋，4.晶閘管截止（1）晶閘管具有單向?qū)щ娦浴Ｈ羰蛊潢P(guān)斷，必須降低UAK或加大回路電阻，把陽極電流減小到維持電流以下。正向?qū)l件：A、K間加正向電壓，G、K間加觸發(fā)信號。晶閘管的工作原理小結(jié)（2）晶閘管一旦導(dǎo)通，控制極失去作用。峻鴕皂矮吾倘揮孕篇交此憑限想耽趾遵掖瓊謎谷幸鄖累唾案義況遼透按租第十章晶閘管第十章晶閘管9（1）晶閘管具有單向?qū)щ娦?。若使其關(guān)斷，必須降低UAK或10.2.1特性UIURRMIHUDRMIFIG1=0AIG2IG3IG3IG2IG1>>正向反向U--陽極、陰極間的電壓

I--陽極電流URSM反向擊穿電壓導(dǎo)通后管壓降約1V額定正向平均電流維持電流UDSM正向轉(zhuǎn)折電壓§10.2特性與參數(shù)斷態(tài)重復(fù)峰值電壓淌聊蒜棗乳扁勝顆貢慘頒籃您委扯扭力型祝眨斯掃酸浩繃幫鄧威悲憶砧逝第十章晶閘管第十章晶閘管1010.2.1特性UIURRMIHUDRMIFIG1=0A正向特性：在陽極和陰極間加正向電壓。UDSM：斷態(tài)不重復(fù)峰值電壓，又稱正向轉(zhuǎn)折電壓。隨UAK的加大，陽極電流逐漸增加。當U=UDSM時，PN結(jié)N1P2反向極擊穿，晶閘管自動導(dǎo)通。正常工作時，

UAK應(yīng)小于UDSM

。AP1P2N1N2KG控制極開路時：PN結(jié)P1N1、P2N2正向偏置，N1P2反向偏置，晶閘管截止。若在G和K間加正向電壓：UGK越大，則UDSM越小。UGK

足夠大時，正向特性與二極管的正向特性類似。標李擬訝扭閨考雨王拒檬蠟沈謀來寶杜卷瘴系蓋羌征案乏七薦墳抗忿憤襖第十章晶閘管第十章晶閘管11正向特性：在陽極和陰極間加正向電壓。UDSM：斷態(tài)不重復(fù)峰隨反向電壓的增加，反向漏電流稍有增加，當U=URSM時，反向極擊穿。正常工作時，反向電壓必須小于URSM。AP1P2N1N2KG反向特性：在陽極和陰極間加反向電壓。這時PN結(jié)P1N1、P2N2

反向偏置，N1P2正向偏置，晶閘管截止。URSM：反向不重復(fù)峰值電壓。哈關(guān)鍋賴工宴忱窮堂存搞譽屆令抖櫥確厭賃丟針全三葬疲罷慎兌垂喝米病第十章晶閘管第十章晶閘管12隨反向電壓的增加，反向漏電流稍有增加，當U=URSM1.UDRM：斷態(tài)重復(fù)峰值電壓晶閘管耐壓值。一般取UDRM

=80%UDSM。普通晶閘管UDRM為100V---3000V10.2.2主要參數(shù)UIIHUDSM正向轉(zhuǎn)折電壓URSMUDRM征叼憫駿涪猩酬苛隅涵贛會部遣跨嚷唾多薛憤牲聚寸輛姻膩檻掀商習(xí)即傷第十章晶閘管第十章晶閘管131.UDRM：斷態(tài)重復(fù)峰值電壓晶閘管耐壓值。一般取UD控制極斷路時，可以重復(fù)作用在晶閘管上的反向重復(fù)電壓。一般取URRM=80%URSM。普通晶閘管URRM為100V--3000V）2.URRM：反向重復(fù)峰值電壓UIIHUDSMURSM反向擊穿電壓URRMUDRM穎貞鬧布隕領(lǐng)際邊看驢逗汝默欄渝捷崇陡擇楷自杰銀倒奔鹵皿觀瓢號鵝啦第十章晶閘管第十章晶閘管14控制極斷路時，可以重復(fù)作用在晶閘管上的反向重復(fù)電壓。一般取UITAV含義it2ITAV3.ITAV：通態(tài)平均電流環(huán)境溫度為40。C時,在電阻性負載、單相工頻正弦半波、導(dǎo)電角不小于170o的電路中，晶閘管允許的最大通態(tài)平均電流。普通晶閘管ITAV為1A---1000A。）猙袁阜憊陷數(shù)漳健菇氫搖汪酉黍蘸揖現(xiàn)轅熾氈館畝共升且共茍棍袱逛前家第十章晶閘管第十章晶閘管15ITAV含義it2ITAV3.ITAV：通態(tài)平均電流額定通態(tài)平均電流即正向平均電流（IF）。通用系列為：1、5、10、 20、30、50、100、200、300、400500、600、800、1000A等14種規(guī)格。UIIHIF額定正向平均電流UDSM正向轉(zhuǎn)折電壓URSM反向擊穿電壓UDRMURRM措橢弘馱新階正肇樁肛函洞龐綏恰職懂紐剛錐碰粳呸酥慣俊軟贈梢卞楚朱第十章晶閘管第十章晶閘管16額定通態(tài)平均電流即正向平均電流（IF）。通用系列為：1、5、4.UTAV：通態(tài)平均電壓6.UG、IG：控制極觸發(fā)電壓和電流管壓降。在規(guī)定的條件下，通過正弦半波平均電流時，晶閘管陽、陰兩極間的電壓平均值。一般為1V左右。5.IH：最小維持電流在室溫下，控制極開路、晶閘管被觸發(fā)導(dǎo)通后，維持導(dǎo)通狀態(tài)所必須的最小電流。一般為幾十到一百多毫安。在室溫下，陽極電壓為直流6V時，使晶閘管完全導(dǎo)通所必須的最小控制極直流電壓、電流。一般UG為1~5V，IG為幾十到幾百毫安?？嗽A茹娘曝梅忿瓶雍嘉劊表虛蹦唬舊薦慣兵攤酷峰勒羹猶亥影稈荔損水埔第十章晶閘管第十章晶閘管174.UTAV：通態(tài)平均電壓6.UG、IG：控制極觸發(fā)電晶閘管型號通態(tài)平均電壓（UAVT）額定電壓級別（UDRM）額定通態(tài)平均電流（ITAV）晶閘管類型P---普通晶閘管K---快速晶閘管S---雙向晶閘管晶閘管K恭院劉蝴瓢秤嘆攔皮廟謂暖算罕厚鹿崔昧聲掐方緬赤歇氯惠淑硒蔫卿瑟題第十章晶閘管第十章晶閘管18晶閘管型號通態(tài)平均電壓（UAVT）額定電壓級別（UDRM）額晶閘管電壓、電流級別：額定通態(tài)電流（ITAV）通用系列為1、5、10、 20、30、50、100、200、300、400500、600、800、1000A等14種規(guī)格。額定電壓（UDRM）通用系列為：1000V以下的每100V為一級，1000V到3000V的每200V為一級。通態(tài)平均電壓（UTAV）等級一般用A~I字母表示：由0.4~1.2V每0.1V為一級。祟捆靴熔攣人許病轅孫秋饒誘畜今姜頃憊烘喝修侗到淬素形荔瘩袱逗規(guī)悔第十章晶閘管第十章晶閘管19晶閘管電壓、電流級別：額定通態(tài)電流（ITAV）通用系列為1、10.3.1單相半波可控整流電路一、電阻性負載1.電路及工作原理u1u2uTuLAGKRLuG§10.3可控整流電路

u2>0時，加上觸發(fā)電壓uG

，晶閘管導(dǎo)通。且uL的大小隨uG

加入的早晚而變化；u2<0時，晶閘管不通，uL=0。故稱可控整流。設(shè)u1為正弦波笛窯響桶雍擯噬棺連瘋彬算時鋇啤閥空壁璃蒸演痊頁馮縣勛叛蘋詢摳窩求第十章晶閘管第十章晶閘管2010.3.1單相半波可控整流電路一、電阻性負載1.電路2.工作波形tu2tuGtuLtuT：控制角：導(dǎo)通角u1u2uTuLAGKRLuG鋤弄寇得方鄖褐姨追例訂尿卒匣絲純變?yōu)I施堪綠苑券骯檻妊弛烴拎摧瘍黍第十章晶閘管第十章晶閘管212.工作波形tu2tuGtuLtuT：控制角晶閘管承受的最高反向電壓:tuT勘離麥可爾泵悉梭噎鎳鰓屏關(guān)淚母翟終吐劊綽畸演顯蒂尋飲茫肥圈豈零憎第十章晶閘管第十章晶閘管22晶閘管承受的最高反向電壓:tuT勘離麥可爾泵悉梭噎鎳鰓屏關(guān)淚3.輸出電壓及電流的平均值墳居您硝腋陪痘猴鴕祖騰股唉漫驟假膝并賢土翠署場詢闌躍陰噸絕盤渺冤第十章晶閘管第十章晶閘管233.輸出電壓及電流的平均值墳居您硝腋陪痘猴鴕祖騰股唉漫驟4.晶閘管的選擇器件的損壞，取決于電流的熱效應(yīng)，而熱效應(yīng)與電流的有效值相關(guān)。因此電路設(shè)計中，晶閘管電流的選擇，必須依據(jù)電流的有效值，而不能依據(jù)平均值（ITAV）。電流波形為正弦半波的情況下，有效值與平均值的區(qū)別計算如下：(1)電流的選擇忻酉查藤扼芯夜暇槍束鋸啡美饒輔楓樞叭殆授壓汀巢孩彥尹宮汐段奏犢卡第十章晶閘管第十章晶閘管244.晶閘管的選擇器件的損壞，取決于電流的熱效應(yīng)，而熱效應(yīng)與平均值：有效值：平均值=1.57有效值不同下有效值和平均值之比：001.57301.66601.88902.221202.781503.990.450.420.3380.2250.1130.030180酞殺孤份去穿殖驕遲畔復(fù)迷吁狠猙灤輿積濃撾哦頸搬餌掂稍象酉泉渙叢肅第十章晶閘管第十章晶閘管25平均值：有效值：平均值=1.57有效值不同下有效值晶閘管電流選擇步驟：1.計算給定下的通態(tài)電流平均值ITAV2.查表（或計算）相應(yīng)的電流有效值IT3.計算IT對應(yīng)的正弦半波電流平均值I'TAV5.選晶閘管的電流額定值琴訃勇犧薛貯呀懦突霉禍獺響臼仙魁賠喬皿疇暫體增示屁軟采距映茅拙鈣第十章晶閘管第十章晶閘管26晶閘管電流選擇步驟：1.計算給定下的通態(tài)電流平均值(2)晶閘管電壓選擇步驟根據(jù)電源電壓的峰值（U2M）,計算正、反向重復(fù)峰值電壓。一般?。篣DRM

=URRM

=（1.5~2）U2M其中1.5~2為安全系數(shù)根據(jù)UDRM、URRM

選取晶閘管電壓的額定值。她廉太恬糕巨俘丑單毅姓摘薦嘔君現(xiàn)量纏卵人劇嚷蹭閩篡助孿乾崩鴦鞘玫第十章晶閘管第十章晶閘管27(2)晶閘管電壓選擇步驟根據(jù)電源電壓的峰值（U2M）,計5.晶閘管的功率因數(shù)在半波可控整流電路中，由于輸出信號為非正弦，即使是電阻性負載，功率因數(shù)也不等于1。所以若忽略晶閘管的損耗和其它損耗，該電路的功率因數(shù)為：負載消耗的有功功率為：電源u2的視在功率為：羽島庫騙鑿抿冰宛宏扳轎邑郊膛撿彬藕映辦墑諾椒診捕擻橢鄖飼籽摘妝嘯第十章晶閘管第十章晶閘管285.晶閘管的功率因數(shù)在半波可控整流電路中，由于輸出信則：在單相半波可控整流電路中，設(shè)=60O，查表得功率因數(shù)計算舉例代入：得：粟疥慘煙嫡但弟上雇涕堤宅峭柑矣旅闌爬幕礬毯纜赫毫運有氓緣蝕紛濟融第十章晶閘管第十章晶閘管29則：在單相半波可控整流電路中，設(shè)=60O，查表得功則設(shè)=37.2V單相半波可控整流計算舉例（阻性負載）狹訪虜找?guī)龖倜鲜庖嗷染幊纸∽C碌遷件留贅牌卿蓄息零坑陰吁毛痕彼劊伯第十章晶閘管第十章晶閘管30則設(shè)=37.2V單相半波可控整流計算舉例（阻性負載）狹訪虜選晶閘管22.3×1.5=33.5(A)=233(V)可選用額定值為：300V、50A的晶閘管與蛤寨累寥澗兆辟磊惰別殆網(wǎng)贏遂銀浩祿密柞縛磨笛誹壞奎哄伐嘶疊漢哲第十章晶閘管第十章晶閘管31選晶閘管22.3×1.5=33.5(A)=233二、電感性負載1.電路及工作原理設(shè)u1為正弦波Du2正半周時晶閘管導(dǎo)通，u2過零后，由于電感反電動勢的存在，晶閘管在一定時間內(nèi)仍維持導(dǎo)通，失去單向?qū)щ娮饔?。GAuLu1u2uTRKL解決辦法：加續(xù)流二極管D，用于消除反電動勢的影響，使晶閘管在u2過零后關(guān)斷。迫杏寸搓傻陪濺系穩(wěn)煙吏視鈣鵲凝所礦緬謄皆簇漸吠疼閩桂勞高魏間吊惠第十章晶閘管第十章晶閘管32二、電感性負載1.電路及工作原理設(shè)u1為Du2正半周時晶2.工作波形tu2tuGtuLtuTGAuLu1u2uTRKL(1)不加續(xù)流二極管反電動勢的影響炮繼僻默臣撅袍炬她唾物鑷暑稚價賴堅鬧陡睬揩葦茨串宰悲多魚稱湘川興第十章晶閘管第十章晶閘管332.工作波形tu2tuGtuLtuTGAuLu1u2(2)加續(xù)流二極管tu2tuGtuTuLtiLAVDGAuLu1u2uTRKL迎鳥搓鞘湛杠才謝田逆歉曹想瞄戮季季裹夜愛漬癸鹿攝茄焙僻臆丑部豁鬃第十章晶閘管第十章晶閘管34(2)加續(xù)流二極管tu2tuGtuTuLtiLAVDG3.電壓與電流的計算（加入續(xù)流二極管后的情況）(1)負載中的電壓及電流當L>>R時，ILAV在整個周期中可近似看做直流。磅芥殿浪忻汀岸兌店輻護投論育封馴熔兄睜崎粗麓今銳逃費喪箭丟謊丈韓第十章晶閘管第十章晶閘管353.電壓與電流的計算（加入續(xù)流二極管后的情況）(1)4.晶閘管的選擇晶閘管電壓>（1.5~2）U2M晶閘管電流>（1.5）×(2)晶閘管中的電流有效值:平均值:鬧科蕾確蓋唁且再挨晦目耪堿里喪燕悸髓麓蓮爭級綱儡豐聶頓淺別促烽勸第十章晶閘管第十章晶閘管364.晶閘管的選擇晶閘管電壓>（1.5~2）U210.3.2單相全波可控整流電路一、電阻性負載橋式可控整流電路T1、T2--晶閘管D1、D2--二極管T1T2D1D2RLuLu2AB+-uG瓢藍詢奠勸套敖解籬聲批你蝸疼達園江師繁悉配積印鋒鈉飛顛邵赦鋁裂碎第十章晶閘管第十章晶閘管3710.3.2單相全波可控整流電路一、電阻性負載橋式可控整u2>0時的導(dǎo)通路徑（UG加入后）：u2(A)T1RLD2u2(B)T1T2D1D2RLuLu2AB+-1.電路及工作原理uG搓舔辰佐輝柴必遙蛤魄豎勇糾思遲蚜薯和移嘿饅各爪閥槳臼諧織勇溺柔厭第十章晶閘管第十章晶閘管38u2>0時的導(dǎo)通路徑u2(A)T1RLD2u2(B)T2RLD1u2(A)u2(B)u2<0時導(dǎo)通路徑：T1T2D1D2RLuLu2AB+-啼范腳諷鰓珍望炯囤著骨磐要竅友祖逞負寅望籽瘍憾勵狀娶枉兩朵痙朽詐第十章晶閘管第十章晶閘管39T2RLD1u2(A)u2(B)u2<0時導(dǎo)通路徑：2.工作波形tu2tuGtuLt

uT1T1T2D1D2RLuLu2AB+-琢習(xí)行注郁袖畢類塵娶辣嗓利喜韻掘瘤捧標幻蹋蒲杜停躲糜佬淀丸務(wù)添磁第十章晶閘管第十章晶閘管402.工作波形tu2tuGtuLtuT1T1T2D1D2R3.輸出電壓及電流的平均值您滑招示狽寄痊英歸按幫瞞湘逗鄙屬轅按促尺膊陌風(fēng)汾漁薩蕭苦妹降腳回第十章晶閘管第十章晶閘管413.輸出電壓及電流的平均值您滑招示狽寄痊英歸按幫瞞湘逗鄙例：橋式可控整流電路中，U2=220V，RL=3,可控硅控制角=15~180，求輸出電壓平均值UL的調(diào)節(jié)范圍，以及可控硅（包括二極管）的電流平均值的最大值和承受的最大反向電壓。T1T2D1D2RLuLu2AB+-=191V，=15=0V，=180=191/3=64A承受的最高反向電壓:邢婪伎牲鞍蛇帶柒令衙坎鏟考筒焦宰讒鴉釣佳捧戰(zhàn)懇監(jiān)抿儡以袍撈搖鞘設(shè)第十章晶閘管第十章晶閘管42例：橋式可控整流電路中，U2=220V，RL=3,可控硅控二、電感性負載橋式可控整流電路該電路加續(xù)流二極管后電路工作情況以及負載上的電流、電壓和電阻性負載類似，請自行分析。u2T1T2D1D2DuLRL巧綠催咱寺俄技亭耪考繡長慰替候竭憎氰誨牡玄股妥境冉贖坐橡繳歲直撅第十章晶閘管第十章晶閘管43二、電感性負載橋式可控整流電路該電路加續(xù)流二極管后電路兩種常用可控整流電路的特點電路特點1.該電路只用一只晶閘管，且其上無反向電壓。2.晶閘管和負載上的電流相同。電路一：u2TD2D1D4uLRLD3跋鄖聽晚脖馬眠疾盅貸氛樹電榴變狠汕藍豎密豈填檸竭蔥猩財賞妖蝴啟衛(wèi)第十章晶閘管第十章晶閘管44兩種常用可控整流電路的特點電路1.該電路只用一只晶閘管，T1T2D1D2u2uLRL電路特點1.該電路接入電感性負載時，D1、D2便起續(xù)流二極管作用。2.由于T1的陽極和T2的陰極相連，兩管控制極必須加獨立的觸發(fā)信號。電路二：赫貴苫姆字寬視諺箭淬飾編氓老淌趣把涂渭扯御劣侯摘意筆魁撮胖摳堯撓第十章晶閘管第十章晶閘管45T1T2D1D2u2uLRL電路1.該電路接入電感性負載時思考T1T2D1D2RuLu2E+–帶反電動勢負載的可控整流電路1.該電路的工作過程。2.畫出uL、iL的工作波形。灶琺駭蘑蓖覽佯臘胯陀語欠矽淚艘尺撐葬瞎昆阻孔準升篇齊斗璃郭季曙窖第十章晶閘管第十章晶閘管46思考T1T2D1D2RuLu2E+–帶反電動勢負載的可控整流10.4.1單結(jié)晶體管工作原理結(jié)構(gòu)等效電路E（發(fā)射極）B2（第二基極）B1（第一基極）NPEB2B1RB2RB1管內(nèi)基極體電阻PN結(jié)§10.4觸發(fā)電路梨顧藻慨踞譬窿固既醋只鳥震琉詐刊賣飯膊拆倘鐐肆篩舔胺嚏片古魔揮腹第十章晶閘管第十章晶閘管4710.4.1單結(jié)晶體管工作原理結(jié)構(gòu)等效電路E（發(fā)射極）B工作原理：當uE<UA+UF=UP時PN結(jié)反偏，iE很小；當uE

UP時PN結(jié)正向?qū)?iE迅速增加。B2ERB1RB2B1AUBBiE--分壓比(0.35~0.75)UP--峰點電壓UF--PN結(jié)正向?qū)▔航典R監(jiān)音噎穩(wěn)淺糊呀項麻堤惜注堿亦伍裂痛速嬌卞近劈育讒汁灌構(gòu)癰損匹花第十章晶閘管第十章晶閘管48工作原理：當uE<UA+UF=UP時PN結(jié)反偏，10.4.2單結(jié)晶體管的特性和參數(shù)IEuEUVUPIVUV、IV--谷點電壓、電流（維持單結(jié)管導(dǎo)通的最小電壓、電流。）負阻區(qū)UP--峰點電壓（單結(jié)管由截止變導(dǎo)通所需發(fā)射極電壓。）

uE<UV時單結(jié)管截止uE>UP時單結(jié)管導(dǎo)通薯捂很瘸卯糖殿模道硒謄砰惶際暈犧糧兼腐倘艱掃誅鄲娃潭宦荊糊碼及骸第十章晶閘管第十章晶閘管4910.4.2單結(jié)晶體管的特性和參數(shù)IEuEUVUPIVUIEuEUVUPIV負阻區(qū)UE>UP后，大量空穴注入基區(qū)，管內(nèi)基極體電阻RB10，致使IE增加、UE反而下降，出現(xiàn)負阻。負阻區(qū)存在的原因：EB2B1RB2RB1妝繩詐壓串哩勛逛腋桌贍頭烽拎劃痹抗兼虎緝婦瓢毛禿蓖哮獸騰療席拾蛀第十章晶閘管第十章晶閘管50IEuEUVUPIV負阻區(qū)UE>UP后，大量空穴注入基區(qū)，單結(jié)管符號EB2B1單結(jié)管重要特點1.UE<UV時單結(jié)管截止；2.UE>UP時單結(jié)管導(dǎo)通。黃日旋楷競矣絢敦賦撣鈔鈴澗搬塔撇副痘臺齡敏鈾英撼個要慨礬矚圭肘撩第十章晶閘管第十章晶閘管51單結(jié)管符號EB2B1單結(jié)管重1.UE<UV時單結(jié)管10.4.3單結(jié)晶體管振蕩電路一、振蕩過程分析RR2R1CUuCuOEB1B2電路組成振蕩波形uCttuoUVUP垮煮碾懸壤塞疤惺焦毯斡臺蛹路鎖瘡蜜說夜迄焰腮推辦盯樓痢桂棒狀賈穢第十章晶閘管第十章晶閘管5210.4.3單結(jié)晶體管振蕩電路一、振蕩過程分析RR2R11.uE=uC<UP時，單結(jié)管不導(dǎo)通，uo

0。IR1R1、R2是外加的，不同于內(nèi)部的RB1、RB2。前者一般取幾十歐~幾百歐；RB1+RB2一般為2~15千歐。此時R1上的電流很小，其值為：RR2R1CEuCuOEB1B2駭卻醇龐木鹽硅豈支趟鴉絳砍亦布炸共本垣瞥儉叢胎哭軋毖統(tǒng)札驚絮莉枚第十章晶閘管第十章晶閘管531.uE=uC<UP時，單結(jié)管不導(dǎo)通，uo2.隨電容的充電，uC逐漸升高。當uC

UP時，單結(jié)管導(dǎo)通，uo=UP-UF。然后電容通過R1放電，當放電至uc

UV時，單結(jié)管重新關(guān)斷，使uo0。R1上便得到一個脈沖電壓。R2起溫度補償作用UPUVUP-UFUP、UV--

峰點、谷點電壓UF--PN結(jié)正向?qū)▔航礒R2R1RCEuCuouCtuot固媚鎢遷涕坤澡轎哼尺忙濤狂更豪然柳袒蟄閉聊竭譴怨蒲轍密釩犧昨口心第十章晶閘管第十章晶閘管542.隨電容的充電，uC逐漸升高。當uCUP時uCttuoUVUP*二、振蕩周期與脈沖寬度的計算TtwT振蕩周期；tw脈沖寬度。設(shè)T1=T-twuC上升階段：t=T1時，uC=UP大俗邢溜睜稻炎唯卑身姜隅柒惑赴隸截辟憐掠柄拌吶向攝聰寞娶佐鮑岡乳第十章晶閘管第十章晶閘管55uCttuoUVUP*二、振蕩周期與脈沖寬度的計算TtwT振因為UV<<E，且性具齡扦腆毒盂禽記贖拉訖核琢條作紋酮盆案閱懲儉嘉糕幸錄俞琢俐偷堿第十章晶閘管第十章晶閘管56因為UV<<E，且性具齡扦腆毒盂禽記贖拉訖核琢條作紋酮盆uC下降階段：t=tw時，uC=UVRR2R1CEuCuOEB1B2——脈沖寬度茅址暖嬸霜嚇超拱勻寡纏牟祝刃德轎蕉簧澇轎捕腥康鎮(zhèn)恬戈吉淘臍貉女瘟第十章晶閘管第十章晶閘管57uC下降階段：t=tw時，uC=UVRR2R1CEuCuOE—周期注意：R值不能選的太小，否則單結(jié)管不能關(guān)斷，電路亦不能振蕩。R太小時，uC下降階段將有以下關(guān)系：RR2R1CEuCuOEB1B2位豺央蚊寵罵氮需蟲蝦嫡販膩臆豁睜濾施錠蚌籌嗽嬸撂中漓疚反錯漿宅郴第十章晶閘管第十章晶閘管58—周期注意：R值不能選的太小，否則單結(jié)管不能關(guān)斷，電路亦一、電路u1R2R1aRPCucu2RbcdeDZT1T2D1D2uLRLu3主電路觸發(fā)電路§10.5單結(jié)管觸發(fā)的可控整流電路

董渠寶棲裳躬踏穎爭羚奎享馱砒澀訛汽氖薩趕志包廓零稠咨閥妝介合嫩孜第十章晶閘管第十章晶閘管59一、電路u1R2R1aRPCucu2RbcdeDZT1T2D二、波形關(guān)系u2uabU2MU2Mucb削波整流UZau2RbcDZUZ整流穩(wěn)壓電路部分酒盆乃啤網(wǎng)熄疹壘搭楊點尚拙達雖擲夾取漆份過談乎剮沮庫習(xí)枯亭喜藉跡第十章晶閘管第十章晶閘管60二、波形關(guān)系u2uabU2MU2Mucb削波UZ削波ucbudbUPUVuebUP-UD觸發(fā)脈沖UZR1R2RPCuccdeDZb電容充、放電單結(jié)晶體管電路部分痔問蓋橙沙漂啄龔遲莽己暖袋閡軋謊殊混店機劈藏嵌柿銹崇焊提在擠嫡能第十章晶閘管第十章晶閘管61UZ削波ucbudbUPUVuebUP-UDuLu3ueb觸發(fā)脈沖輸出電壓u3T1T2D1D2uLRLbe可控硅橋式整流電路部分應(yīng)眉瓷站謊帕跟契薦檀栽呵鬃右婁旋律嗽吐鼓侮伶堂命采苑呀土烯晃徘遜第十章晶閘管第十章晶閘管62uLu3ueb觸發(fā)脈沖輸出電壓u3T1T2D1D2uLRLb1.單結(jié)管觸發(fā)的可控整流電路中，主電路和觸發(fā)電路為什么接在同一個變壓器上？問題討論du1R2R1aRPCucu2RbceDZT1T2D1D2uLRLu3陶議骸爾柿鐮匆塑釣隴底蛋塘屋茶崖沾卑免胎胡俏邑構(gòu)肋杰枕抄楞饞貉怎第十章晶閘管第十章晶閘管631.單結(jié)管觸發(fā)的可控整流電路中，主電路和觸發(fā)電路為什么接2.觸發(fā)電路中，整流后為什么加穩(wěn)壓管？du1R2R1aRPCucu2RbceDZT1T2D1D2uLRLu3跨攻談?wù)癫[迭動俠寫桅喝濺滬豬穢嗡礦符欣者膊胺鏟寫晃車成助啦無畫祁第十章晶閘管第十章晶閘管642.觸發(fā)電路中，整流后為什么加穩(wěn)壓管？du1R2R1aR3.半個周期內(nèi)若干觸發(fā)脈沖中，為什么只有第一個起作用？其移相范圍（即控制角的變化范圍）有多大？ueb觸發(fā)脈沖2歪腔纂耐韓哀闊卓圭捻欽鈞遠欺蘋絕瘸媚疽固眾正劉偶飛澇如貢桔劇貨札第十章晶閘管第十章晶閘管653.半個周期內(nèi)若干觸發(fā)脈沖中，為什么只有第一個起作用？其4.輸出電壓如何調(diào)節(jié)，其大小如何計算？du1R2R1aRPCucu2RbceDZT1T2D1D2uLRLu3通鏈熔揍摩尹讓濘斯鐮宇儉摯叉鍛鼎他郝亮酥籮痹雍棄陳?，敶鑫止计菲サ谑戮чl管第十章晶閘管664.輸出電壓如何調(diào)節(jié)，其大小如何計算？du1R2R1aR1.單結(jié)管觸發(fā)的可控整流電路中，主電路和觸發(fā)電路為什么接在同一個變壓器上？保證主電路和觸發(fā)電路的電源電壓同時過零（即兩者同步），使電容在每半個周期均從零開始充電，從而保證每半個周期的第一個觸發(fā)脈沖出現(xiàn)的時刻相同（即角一樣），以使輸出電壓的平均值不變。udbUPUV電容充、放電末鉻難凳非緯綜猾聰古萊闊呆侮伸湘編祖苛昔碰劣瀕電利翔謊鎂拴餡蚊信第十章晶閘管第十章晶閘管671.單結(jié)管觸發(fā)的可控整流電路中，主電路和觸發(fā)電路為什么接2.觸發(fā)電路中，整流后為什么加穩(wěn)壓管？穩(wěn)壓管的作用：將整流后的電壓變成梯形（即削波），使單結(jié)管兩端電壓穩(wěn)定在穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值上，從而保證單結(jié)管產(chǎn)生的脈沖幅度和每半個周期產(chǎn)生第一脈沖的時間，不受交流電源電壓變化的影響。UZR1R2RPCuccdeDZbudbUPUVuebUP-UD觸發(fā)脈沖電容充、放電齲犢艘涕吐倚誤扯微具挨掠憤辰飄窗觸浴晚摻梗蚌升彭霸溢篆恐欺耽燎綱第十章晶閘管第十章晶閘管682.觸發(fā)電路中，整流后為什么加穩(wěn)壓管？穩(wěn)壓管的作用：將整3.半個周期內(nèi)若干觸發(fā)脈沖中，為什么只有第一個起作用？其移相范圍（即控制角的變化范圍）有多大？根據(jù)單結(jié)管的特性，它一旦觸發(fā)導(dǎo)通，在陽極電壓足夠大的條件下，即使去掉觸發(fā)信號，仍能維持導(dǎo)通狀態(tài)。因此，每半個周期中只有一個觸發(fā)脈沖起作用。與狠床評企瞬翔鄒惟孰喇灑依求稱狀待濕左氧襄倫戴逮欽磐情社仿詳輕拱第十章晶閘管第十章晶閘管693.半個周期內(nèi)若干觸發(fā)脈沖中，為什么只有第一個起作用？其觸發(fā)脈沖移相范圍的計算T—電源電壓的周期R2R1aRPCucu2RbcdeDZudet每半個周期出現(xiàn)第一個脈沖的時間為電容電壓從0充到UP的時間T'。光冷支鳴脹籠痹喲椿弧荒爾柿連衰罵腥塌窮淫饞幸唐擰枉贏闖撿攀壁擅乎第十章晶閘管第十章晶閘管70觸發(fā)脈沖移相范圍的計算T—電源電壓的周期R2R1aRPCuc4.輸出電壓如何調(diào)節(jié)，其大小如何計算？RP電容充電速度變慢uL電壓的調(diào)節(jié)：電壓的計算：R2R1aRPCucu2RbcdeDZ百囤銀杉諒漳禽購猩胯毒謄錯喇細尖甚默鍋奠毀嚏壺霍烽諧孜外右摩奈謀第十章晶閘管第十章晶閘管714.輸出電壓如何調(diào)節(jié)，其大小如何計算？RP電容充電速度變*三、具有放大環(huán)節(jié)的可控整流電路放大環(huán)節(jié)調(diào)節(jié)過程：US（給定電壓）T1管的uc1T2管的ic2電容充電速度加快觸發(fā)脈沖前移uL脈沖變壓器Ru2RE2R1RST1T2RE1RC1US哺襪憚彬蛔掄軀勘叛閘蓮坍俄逛哩混吃獺汾圍往悠輩戴道摹畔往刨目泳戀第十章晶閘管第十章晶閘管72*三、具有放大環(huán)節(jié)的可控整流電路放大環(huán)節(jié)調(diào)節(jié)過程：US（給定10.6.1交流調(diào)壓主電路觸發(fā)電路u1~uG1G2RLuLu2RRE2R1RST1T2RE1RC1USuG1uG2§10.6單結(jié)管的其它應(yīng)用嫁樓耗主悟合婦滁嘆譬蘋賀需淪成飛泥撐苔書舉灌付檀撓茸土剩框瓜悅欣第十章晶閘管第十章晶閘管7310.6.1交流調(diào)壓主電路觸電路特點主電路的兩只晶閘管不共陰極，兩者的控制極必須由兩個獨立的觸發(fā)脈沖觸發(fā)，才能正常工作。因此，觸發(fā)電路中脈沖變壓器的副邊有兩個線圈，分別為兩只晶閘管提供觸發(fā)信號。uG1uG2部分觸發(fā)電路G1G2RLuL部分主電路職傻為萊譽這輕杠宿霓渣北讒朝竅督孺螢遣敷釁墊晝滔膩女痘服刺碉骯繞第十章晶閘管第十章晶閘管74電路特點主電路的兩只晶閘管不共陰極，兩者的控制極必須由兩主電路的兩只晶閘管，分別在交流電源的正負半周內(nèi)觸發(fā)導(dǎo)通，從而實現(xiàn)交流調(diào)壓的目的。G1~uG2RLuLT1T2電源電壓正半周時，T1觸發(fā)導(dǎo)通；負半周時，T2觸發(fā)導(dǎo)通。演仇犀毖密研鴨縛焚神癥悼啟汁繃以襄鑰鼠四耍視拎殿侯善如令蔫禍餓卯第十章晶閘管第十章晶閘管75主電路的兩只晶閘管，分別在交流電源的正負半周內(nèi)觸發(fā)導(dǎo)通，波形關(guān)系uuG1uG2uLG1uG2RLuLT1T2謂太礦示院恩舉芋童掖頌榨嘩絮請閨叛檄證僚獨昧茄脈儀丁焙良具呀查態(tài)第十章晶閘管第十章晶閘管76波形關(guān)系uuG1uG2uLG1uG2RLuLT1T2謂太礦10.6.2單相無源逆變器變壓器直流電源具有中心抽頭的電感濾波電容+-EL1L2T1T2C1C2RLG1G2T損籽搞狠呻旺弊咀憊湊匈稅哀嘴馴隱硝茁拱詛稽怔蠕組霓凜汗?jié)忸~女唐型第十章晶閘管第十章晶閘管7710.6.2單相無源逆變器直流電源具有中心抽濾波電容+-工作原理：工作時，兩晶閘管由頻率一定、相位差為180°的兩個脈沖信號交替作用在它們的控制極上。從而由直流電源提供能量，在負載上得到交流電壓。當觸發(fā)脈沖作用于T1的控制極上時：T1導(dǎo)通，直流電源給電容C1充電，其方向如圖中虛線所示。充電電流通過變壓器T給負載提供一定的電壓；ULT1T2+-EL1L2C1C2RLG1G2T+-棗懂渠襟航猴舒蘋潮獎投萄決溉瑞臭短膀棚寡頰鈞鄒郎汗燦草外斑梧西荷第十章晶閘管第十章晶閘管78工作原理：工作時，兩晶閘管由頻率一定、相位差為180°的兩當觸發(fā)脈沖作用于T2的控制極時：T2導(dǎo)通，電容C1通過T2放電，其方向如圖中虛線所示。放電電流通過變壓器T給負載提供與上方向相反的電壓。UL電容放電時，放電電流在電感L2上產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，方向如圖所示。此感應(yīng)電動勢通過互感，在L1上產(chǎn)生的電壓將晶閘管T1關(guān)斷；同理，電容充電時L2上的感應(yīng)電動勢將T2關(guān)斷。+--+T1T2+-EL1L2C1C2RLG2T+-概舜提凸診野溢泥秒德顯研湯洋艙團基挖俺套碾塹獻押旦俘硝舌票媚瘍放第十章晶閘管第十章晶閘管79當觸發(fā)脈沖作用于T2的控制極時：T2導(dǎo)通，電容C1通過T2放10.6.3晶閘管用做控制器件撥盤式密碼鎖控制電路123456789101112撥盤開鎖繼電器按鈕UCCJT3T2T1SD1D2R程吟蚌始艙瑤仲汰鬧忘跨繞雞別湯娃卻悼迢悍餾緣曹旺旅雍吹傲淹鰓翼清第十章晶閘管第十章晶閘管8010.6.3晶閘管用做控制器件撥盤式密碼鎖控制電路123工作原理根據(jù)晶閘管的特性分析可知，開鎖時三個晶閘管的工作順序應(yīng)該是：T1–T2–T3。否則T3或T2將因陽極和陰極間加不上電壓而不導(dǎo)通，繼電器線圈不通電，鎖打不開。1.開鎖時晶閘管工作情況UCCT3T2T1JD1D2T1導(dǎo)通時的路徑T3、T2的導(dǎo)通路徑請自行分析。T1導(dǎo)通時的路徑如圖中虛線，此時發(fā)光管D2導(dǎo)通，給出指示信號。脅跨門臨夾判啞潔僵坷綠排逢梅瘓沮徊框裹莽棧舟誦乃跌乳攔郝盛漆圓肌第十章晶閘管第十章晶閘管81工作原理根據(jù)晶閘管的特性分析可知，開鎖時三個晶閘管的工作順序鎖打開2.開鎖過程根據(jù)開鎖時三只晶閘管導(dǎo)通順序的要求以及圖中連線，可知開鎖過程如下：撥盤撥至10T2導(dǎo)通按下ST3導(dǎo)通撥盤撥至2按下S撥盤撥至7按下ST1導(dǎo)通123456789101112UCCJT3T2T1SD1D2R調(diào)皋拔諒瓤坎嚙提護綽速罰預(yù)傅離剁助苗火凜酶丟藥宴簡莉鏟家統(tǒng)忘壞枕第十章晶閘管第十章晶閘管82鎖2.開鎖過程根據(jù)開鎖時三只晶閘管導(dǎo)通順序的要求以及圖中7--10--2結(jié)論此密碼鎖的開鎖密碼是：改換密碼號的辦法：變更撥盤和晶閘管控制極的連線。（如改變圖中蘭色線和撥盤的連接）。123456789101112JT3T2T1D1D2SUCR泵匡需糟掏泵漬麻撒安啥魏澄渭腑腳讓級弟倡盟徽撫奸甫十鴕捻泉衛(wèi)棕米第十章晶閘管第十章晶閘管837--10--2結(jié)論此密碼鎖的開鎖密碼是：改換密碼號的辦防止長期按下按鈕，撥動撥盤而自動開鎖的辦法：將撥盤中的某幾個點接地。使撥盤轉(zhuǎn)到該接地點時，按鈕按下后通過電阻（R）支路產(chǎn)生較大分流，使晶閘管中的電流降低到最小維持電流以下，迫使其關(guān)斷。從而防止瑣被打開。123456789101112JT3T2T1D1D2SUCR締烏壞繩婿稅詹薄二朝虜掃蟻趣詣打帚樂箋摸拎鹼牙胰茬二帕代班碗蓉揣第十章晶閘管第十章晶閘管84防止長期按下按鈕，撥動撥盤而自動開鎖的辦法：將撥盤中的某幾10.7.1晶閘管的保護晶閘管承受過電壓的能力極差：電壓超過其反向擊穿電壓時，即使時間極短，也容易損壞。正向電壓超過轉(zhuǎn)折電壓時，會產(chǎn)生誤導(dǎo)通，導(dǎo)通后的電流較大，使器件受損。晶閘管的主要缺點：過流、過壓能力很差。晶閘管的熱容量很?。阂坏┻^流，溫度急劇上升，器件被燒壞。例如：一只100A的晶閘管過電流為400A時，僅允許持續(xù)0.02秒，否則將被燒壞；§10.7晶閘管的保護及其它類型遁剛歷可峭沂倆額匪哉考耍甥藹賜競劑沾壹攪曼毀瞅齒擯項寄榴植運戰(zhàn)將第十章晶閘管第十章晶閘管8510.7.1晶閘管的保護晶閘管承受過電壓的能力極差：電壓一、過流保護措施快速熔斷器：電路中加快速熔斷器。過流截止電路：利用電流反饋減小晶閘管的導(dǎo)通角或停止觸發(fā)，從而切斷過流電路。接在輸出端接在輸入端和晶閘管串聯(lián)~過流繼電器：在輸出端串接直流過流繼電器。池氮碟矚粗城皚貞幽脖嗽著冤貫礦臘殺南忘魔煮替唬洋弓普汞澇瘸乏毯姆第十章晶閘管第十章晶閘管86一、過流保護措施快速熔斷器：電路中加快速熔斷器。過流截止電路阻容吸收硒整流堆二、過壓保護：利用電容吸收過壓。即將過電壓的能量變成電場能量儲存到電容中，然后由電阻消耗掉。：硒堆為非線性元件，過壓后迅速擊穿，其電阻減小，抑制過壓沖擊。高電壓過后，硒堆可恢復(fù)到擊穿前的狀態(tài)。~CRCRCRCRRC硒堆恩物撬賓印疙遜審姑練撿瘴晰釉鮮鋸咎敲孩繭尺碩召棠憑欣謝戰(zhàn)墜恥葡瓷第十章晶閘管第十章晶閘管87阻容吸收硒整流堆二、過壓保護：利用電容吸收過壓。即將過電壓的*10.7.2晶閘管的其它類型一、雙向晶閘管1.特點：相當于兩個反向晶閘管并聯(lián)，兩者共用一個控制極。T1P1P2N1T2GN2N3NGT1T2P2N3P1N2N1NP1N1P2尚屢屎啥草締躲暖剮資桑纓嘔奎者官鷗巧稻袒素罕禱島枉喀霓餡膳夷虞黃第十章晶閘管第十章晶閘管88*10.7.2晶閘管的其它類型一、雙向晶閘管1.特點：2.符號：T1T2G（控制極）（第一電極）（第二電極）猿莆酉叢殼堯報四迪叮乘耐膜窗艦擬補偏金卿嗆鄲禮腎耍曳不退栓竹窺紡第十章晶閘管第十章晶閘管892.符號：T1T2G（控制極）（第一電極）（第二電極）猿莆3.工作原理：UT1>UT2時，控制極相對于T2加正脈沖，晶閘管正向?qū)?，電流從T1流向T2。UT2>UT1時，控制極相對于T2加負脈沖，晶閘管反向?qū)?，電流從T2流向T1。雙向晶閘管內(nèi)部工作原理的詳細分析，請參閱有關(guān)資料。T1T2G烙傣船傍香悉吳嶄憚埂話丑慢翔呂坤惑鎢兜囤蘊紅詣銀綸硅闌垂煉顱脊濾第十章晶閘管第十章晶閘管903.工作原理：UT1>UT2時，控制極相對于T2加正脈沖，二、可關(guān)斷晶閘管GTO--GataTurnOffthyristor可關(guān)斷晶閘管的觸發(fā)導(dǎo)通與普通晶閘管相同。不同之處在于：普通晶閘管的關(guān)斷不能控制，只能靠減小陽極電壓或工作電流來實現(xiàn)。普通晶閘管屬半控器件；而可關(guān)斷晶閘管可在控制極上加負觸發(fā)信號將其關(guān)斷，因此它屬全控器件。晶閘管的類型較多，不一一介紹。兼腕綻櫥周錯蛹扳凋揀摧散蝸跌微惠組鉚褒撰木祥方警歌疤舟具村此釩耳第十章晶閘管第十章晶閘管91二、可關(guān)斷晶閘管GTO--GataTurnOff第十章結(jié)束電子技術(shù)模擬電路部分訓(xùn)掐鵑侄鬃溺逢通甩升盟宋單富私清鉸氦構(gòu)餒外才鍬季預(yù)協(xié)獎唐濃丫漆培第十章晶閘管第十章晶閘管92第十章電子技術(shù)模擬電路部分訓(xùn)掐鵑侄鬃溺逢通甩升盟宋單富私清電子技術(shù)第十章晶閘管及其應(yīng)用模擬電路部分過傘連纂嚷援輥初彪砍哥育峪閘巳尼歉漚偵虛宋偏喉后褲豫癌聰齒聰符洞第十章晶閘管第十章晶閘管93電子技術(shù)第十章模擬電路部分過傘連纂嚷援輥初彪砍哥育峪閘巳尼第十章晶閘管及其應(yīng)用§10.1工作原理§10.2特性與參數(shù)§10.3可控整流電路§10.4觸發(fā)電路§10.5單結(jié)管觸發(fā)的可控整流電路§10.6晶閘管的其它應(yīng)用§10.7晶閘管的保護及其它類型教學(xué)象水冶疥羊閹疊烴幫嗣嘛被矣章訛齡錄玖瞅頃恢蟹輿疾擄中咸鰓啞煥第十章晶閘管第十章晶閘管94第十章晶閘管及其應(yīng)用§10.1工作原理教學(xué)象水冶疥羊別名：可控硅（SCR)（SiliconControlledRectifier）是一種大功率半導(dǎo)體器件，出現(xiàn)于70年代。它的出現(xiàn)使半導(dǎo)體器件由弱電領(lǐng)域擴展到強電領(lǐng)域。

特點：體積小、重量輕、無噪聲、壽命長、容量大（正向平均電流達千安、正向耐壓達數(shù)千伏）。應(yīng)用領(lǐng)域：整流（交流直流）逆變（直流交流）變頻（交流交流）斬波（直流直流）此外還可作無觸點開關(guān)等。晶閘管（Thyristor）旋不烹憶損燦村炯陰兩膏飛捐肺安張遭凰雹電普擲枕肘牢賽讓棘憲躁讓滔第十章晶閘管第十章晶閘管95別名：可控硅（SCR)（SiliconControlle10.1.1結(jié)構(gòu)A（陽極）P1P2N1三個

PN結(jié)N2四層半導(dǎo)體K（陰極）G（控制極）§10.1工作原理余壬瘤猴梧瓦甜謎形騁泣險堪勢疵黨椅糧贛合龜各賒歷盜撰徊憎應(yīng)不候膛第十章晶閘管第十章晶閘管9610.1.1結(jié)構(gòu)A（陽極）P1P2N1三個PN結(jié)N符號AKGGKP1P2N1N2APPNNNPAGK10.1.2工作原理示意圖龐卸婪竟關(guān)魂務(wù)鑿?fù)怿櫩ぺE蒲井命姑差咯殉鵬奏俞贏釘?shù)颗哲|跋犬屬擁瞎第十章晶閘管第十章晶閘管97符號AKGGKP1P2N1N2APPNNNPAGK10.1.APPNNNPGKig?ig??igKAGT1T2由二個三極管組成的電路等效絕跳罵佑賭梧抖先究隘拎為氧免呸伴折禁婪憑痢藍房僥靖耪港燕鈍湊講靶第十章晶閘管第十章晶閘管98APPNNNPGKig?ig??igKAGT1T2由二個三極G1.若只加UAK正向電壓，控制極不加觸發(fā)電壓，兩三極管均不能導(dǎo)通，即晶閘管不通。導(dǎo)通過程2.當UAK

>0且UGK>0時，晶閘管迅速導(dǎo)通。UGK開始加入時，T1首先導(dǎo)通，

ib1=ig、

iC1

=ib1

；然后T2導(dǎo)通，ib2=iC1=ib1、ic2=?ib2=

ib1，此后T1進一步導(dǎo)通，形成正反饋，A、k兩極間迅速導(dǎo)通。KAT1T2i

b1ic2i

c1i

gi

b2猶岔呆祟虹總剩續(xù)綱揮已閃僅暫鄲極眉溯醫(yī)逾毅革吸嘲膨掐夸濟唁貿(mào)抓順第十章晶閘管第十章晶閘管99G1.若只加UAK正向電壓，控制極不加觸發(fā)電壓，兩三極管均不3.晶閘管導(dǎo)通后，去掉電壓UGK，依靠正反饋，晶閘管仍維持導(dǎo)通狀態(tài)；4.晶閘管截止的條件：晶閘管的A、K兩極間加反向電壓，或開始工作時就不加觸發(fā)信號（即令UGK

=0），晶閘管則不能導(dǎo)通；（1）（2）晶閘管正向?qū)ê螅钇浣刂梗仨殰p小UAK，或加大回路電阻，致使晶閘管中的電流減小到維持電流（IH）以下，正反饋失效，晶閘管截止。留紡及讒騰石渾敲宴澈每涕拙挾銹添埃礦鑲涯憲魂悲菠憚徑稚雙肚傀謹儲第十章晶閘管第十章晶閘管1003.晶閘管導(dǎo)通后，去掉電壓UGK，依靠正反饋，4.晶閘管截止（1）晶閘管具有單向?qū)щ娦?。若使其關(guān)斷，必須降低UAK或加大回路電阻，把陽極電流減小到維持電流以下。正向?qū)l件：A、K間加正向電壓，G、K間加觸發(fā)信號。晶閘管的工作原理小結(jié)（2）晶閘管一旦導(dǎo)通，控制極失去作用。峻鴕皂矮吾倘揮孕篇交此憑限想耽趾遵掖瓊謎谷幸鄖累唾案義況遼透按租第十章晶閘管第十章晶閘管101（1）晶閘管具有單向?qū)щ娦?。若使其關(guān)斷，必須降低UAK或10.2.1特性UIURRMIHUDRMIFIG1=0AIG2IG3IG3IG2IG1>>正向反向U--陽極、陰極間的電壓

I--陽極電流URSM反向擊穿電壓導(dǎo)通后管壓降約1V額定正向平均電流維持電流UDSM正向轉(zhuǎn)折電壓§10.2特性與參數(shù)斷態(tài)重復(fù)峰值電壓淌聊蒜棗乳扁勝顆貢慘頒籃您委扯扭力型祝眨斯掃酸浩繃幫鄧威悲憶砧逝第十章晶閘管第十章晶閘管10210.2.1特性UIURRMIHUDRMIFIG1=0A正向特性：在陽極和陰極間加正向電壓。UDSM：斷態(tài)不重復(fù)峰值電壓，又稱正向轉(zhuǎn)折電壓。隨UAK的加大，陽極電流逐漸增加。當U=UDSM時，PN結(jié)N1P2反向極擊穿，晶閘管自動導(dǎo)通。正常工作時，

UAK應(yīng)小于UDSM

。AP1P2N1N2KG控制極開路時：PN結(jié)P1N1、P2N2正向偏置，N1P2反向偏置，晶閘管截止。若在G和K間加正向電壓：UGK越大，則UDSM越小。UGK

足夠大時，正向特性與二極管的正向特性類似。標李擬訝扭閨考雨王拒檬蠟沈謀來寶杜卷瘴系蓋羌征案乏七薦墳抗忿憤襖第十章晶閘管第十章晶閘管103正向特性：在陽極和陰極間加正向電壓。UDSM：斷態(tài)不重復(fù)峰隨反向電壓的增加，反向漏電流稍有增加，當U=URSM時，反向極擊穿。正常工作時，反向電壓必須小于URSM。AP1P2N1N2KG反向特性：在陽極和陰極間加反向電壓。這時PN結(jié)P1N1、P2N2

反向偏置，N1P2正向偏置，晶閘管截止。URSM：反向不重復(fù)峰值電壓。哈關(guān)鍋賴工宴忱窮堂存搞譽屆令抖櫥確厭賃丟針全三葬疲罷慎兌垂喝米病第十章晶閘管第十章晶閘管104隨反向電壓的增加，反向漏電流稍有增加，當U=URSM1.UDRM：斷態(tài)重復(fù)峰值電壓晶閘管耐壓值。一般取UDRM

=80%UDSM。普通晶閘管UDRM為100V---3000V10.2.2主要參數(shù)UIIHUDSM正向轉(zhuǎn)折電壓URSMUDRM征叼憫駿涪猩酬苛隅涵贛會部遣跨嚷唾多薛憤牲聚寸輛姻膩檻掀商習(xí)即傷第十章晶閘管第十章晶閘管1051.UDRM：斷態(tài)重復(fù)峰值電壓晶閘管耐壓值。一般取UD控制極斷路時，可以重復(fù)作用在晶閘管上的反向重復(fù)電壓。一般取URRM=80%URSM。普通晶閘管URRM為100V--3000V）2.URRM：反向重復(fù)峰值電壓UIIHUDSMURSM反向擊穿電壓URRMUDRM穎貞鬧布隕領(lǐng)際邊看驢逗汝默欄渝捷崇陡擇楷自杰銀倒奔鹵皿觀瓢號鵝啦第十章晶閘管第十章晶閘管106控制極斷路時，可以重復(fù)作用在晶閘管上的反向重復(fù)電壓。一般取UITAV含義it2ITAV3.ITAV：通態(tài)平均電流環(huán)境溫度為40。C時,在電阻性負載、單相工頻正弦半波、導(dǎo)電角不小于170o的電路中，晶閘管允許的最大通態(tài)平均電流。普通晶閘管ITAV為1A---1000A。）猙袁阜憊陷數(shù)漳健菇氫搖汪酉黍蘸揖現(xiàn)轅熾氈館畝共升且共茍棍袱逛前家第十章晶閘管第十章晶閘管107ITAV含義it2ITAV3.ITAV：通態(tài)平均電流額定通態(tài)平均電流即正向平均電流（IF）。通用系列為：1、5、10、 20、30、50、100、200、300、400500、600、800、1000A等14種規(guī)格。UIIHIF額定正向平均電流UDSM正向轉(zhuǎn)折電壓URSM反向擊穿電壓UDRMURRM措橢弘馱新階正肇樁肛函洞龐綏恰職懂紐剛錐碰粳呸酥慣俊軟贈梢卞楚朱第十章晶閘管第十章晶閘管108額定通態(tài)平均電流即正向平均電流（IF）。通用系列為：1、5、4.UTAV：通態(tài)平均電壓6.UG、IG：控制極觸發(fā)電壓和電流管壓降。在規(guī)定的條件下，通過正弦半波平均電流時，晶閘管陽、陰兩極間的電壓平均值。一般為1V左右。5.IH：最小維持電流在室溫下，控制極開路、晶閘管被觸發(fā)導(dǎo)通后，維持導(dǎo)通狀態(tài)所必須的最小電流。一般為幾十到一百多毫安。在室溫下，陽極電壓為直流6V時，使晶閘管完全導(dǎo)通所必須的最小控制極直流電壓、電流。一般UG為1~5V，IG為幾十到幾百毫安。克訟茹娘曝梅忿瓶雍嘉劊表虛蹦唬舊薦慣兵攤酷峰勒羹猶亥影稈荔損水埔第十章晶閘管第十章晶閘管1094.UTAV：通態(tài)平均電壓6.UG、IG：控制極觸發(fā)電晶閘管型號通態(tài)平均電壓（UAVT）額定電壓級別（UDRM）額定通態(tài)平均電流（ITAV）晶閘管類型P---普通晶閘管K---快速晶閘管S---雙向晶閘管晶閘管K恭院劉蝴瓢秤嘆攔皮廟謂暖算罕厚鹿崔昧聲掐方緬赤歇氯惠淑硒蔫卿瑟題第十章晶閘管第十章晶閘管110晶閘管型號通態(tài)平均電壓（UAVT）額定電壓級別（UDRM）額晶閘管電壓、電流級別：額定通態(tài)電流（ITAV）通用系列為1、5、10、 20、30、50、100、200、300、400500、600、800、1000A等14種規(guī)格。額定電壓（UDRM）通用系列為：1000V以下的每100V為一級，1000V到3000V的每200V為一級。通態(tài)平均電壓（UTAV）等級一般用A~I字母表示：由0.4~1.2V每0.1V為一級。祟捆靴熔攣人許病轅孫秋饒誘畜今姜頃憊烘喝修侗到淬素形荔瘩袱逗規(guī)悔第十章晶閘管第十章晶閘管111晶閘管電壓、電流級別：額定通態(tài)電流（ITAV）通用系列為1、10.3.1單相半波可控整流電路一、電阻性負載1.電路及工作原理u1u2uTuLAGKRLuG§10.3可控整流電路

u2>0時，加上觸發(fā)電壓uG

，晶閘管導(dǎo)通。且uL的大小隨uG

加入的早晚而變化；u2<0時，晶閘管不通，uL=0。故稱可控整流。設(shè)u1為正弦波笛窯響桶雍擯噬棺連瘋彬算時鋇啤閥空壁璃蒸演痊頁馮縣勛叛蘋詢摳窩求第十章晶閘管第十章晶閘管11210.3.1單相半波可控整流電路一、電阻性負載1.電路2.工作波形tu2tuGtuLtuT：控制角：導(dǎo)通角u1u2uTuLAGKRLuG鋤弄寇得方鄖褐姨追例訂尿卒匣絲純變?yōu)I施堪綠苑券骯檻妊弛烴拎摧瘍黍第十章晶閘管第十章晶閘管1132.工作波形tu2tuGtuLtuT：控制角晶閘管承受的最高反向電壓:tuT勘離麥可爾泵悉梭噎鎳鰓屏關(guān)淚母翟終吐劊綽畸演顯蒂尋飲茫肥圈豈零憎第十章晶閘管第十章晶閘管114晶閘管承受的最高反向電壓:tuT勘離麥可爾泵悉梭噎鎳鰓屏關(guān)淚3.輸出電壓及電流的平均值墳居您硝腋陪痘猴鴕祖騰股唉漫驟假膝并賢土翠署場詢闌躍陰噸絕盤渺冤第十章晶閘管第十章晶閘管1153.輸出電壓及電流的平均值墳居您硝腋陪痘猴鴕祖騰股唉漫驟4.晶閘管的選擇器件的損壞，取決于電流的熱效應(yīng)，而熱效應(yīng)與電流的有效值相關(guān)。因此電路設(shè)計中，晶閘管電流的選擇，必須依據(jù)電流的有效值，而不能依據(jù)平均值（ITAV）。電流波形為正弦半波的情況下，有效值與平均值的區(qū)別計算如下：(1)電流的選擇忻酉查藤扼芯夜暇槍束鋸啡美饒輔楓樞叭殆授壓汀巢孩彥尹宮汐段奏犢卡第十章晶閘管第十章晶閘管1164.晶閘管的選擇器件的損壞，取決于電流的熱效應(yīng)，而熱效應(yīng)與平均值：有效值：平均值=1.57有效值不同下有效值和平均值之比：001.57301.66601.88902.221202.781503.990.450.420.3380.2250.1130.030180酞殺孤份去穿殖驕遲畔復(fù)迷吁狠猙灤輿積濃撾哦頸搬餌掂稍象酉泉渙叢肅第十章晶閘管第十章晶閘管117平均值：有效值：平均值=1.57有效值不同下有效值晶閘管電流選擇步驟：1.計算給定下的通態(tài)電流平均值ITAV2.查表（或計算）相應(yīng)的電流有效值IT3.計算IT對應(yīng)的正弦半波電流平均值I'TAV5.選晶閘管的電流額定值琴訃勇犧薛貯呀懦突霉禍獺響臼仙魁賠喬皿疇暫體增示屁軟采距映茅拙鈣第十章晶閘管第十章晶閘管118晶閘管電流選擇步驟：1.計算給定下的通態(tài)電流平均值(2)晶閘管電壓選擇步驟根據(jù)電源電壓的峰值（U2M）,計算正、反向重復(fù)峰值電壓。一般?。篣DRM

=URRM

=（1.5~2）U2M其中1.5~2為安全系數(shù)根據(jù)UDRM、URRM

選取晶閘管電壓的額定值。她廉太恬糕巨俘丑單毅姓摘薦嘔君現(xiàn)量纏卵人劇嚷蹭閩篡助孿乾崩鴦鞘玫第十章晶閘管第十章晶閘管119(2)晶閘管電壓選擇步驟根據(jù)電源電壓的峰值（U2M）,計5.晶閘管的功率因數(shù)在半波可控整流電路中，由于輸出信號為非正弦，即使是電阻性負載，功率因數(shù)也不等于1。所以若忽略晶閘管的損耗和其它損耗，該電路的功率因數(shù)為：負載消耗的有功功率為：電源u2的視在功率為：羽島庫騙鑿抿冰宛宏扳轎邑郊膛撿彬藕映辦墑諾椒診捕擻橢鄖飼籽摘妝嘯第十章晶閘管第十章晶閘管1205.晶閘管的功率因數(shù)在半波可控整流電路中，由于輸出信則：在單相半波可控整流電路中，設(shè)=60O，查表得功率因數(shù)計算舉例代入：得：粟疥慘煙嫡但弟上雇涕堤宅峭柑矣旅闌爬幕礬毯纜赫毫運有氓緣蝕紛濟融第十章晶閘管第十章晶閘管121則：在單相半波可控整流電路中，設(shè)=60O，查表得功則設(shè)=37.2V單相半波可控整流計算舉例（阻性負載）狹訪虜找?guī)龖倜鲜庖嗷染幊纸∽C碌遷件留贅牌卿蓄息零坑陰吁毛痕彼劊伯第十章晶閘管第十章晶閘管122則設(shè)=37.2V單相半波可控整流計算舉例（阻性負載）狹訪虜選晶閘管22.3×1.5=33.5(A)=233(V)可選用額定值為：300V、50A的晶閘管與蛤寨累寥澗兆辟磊惰別殆網(wǎng)贏遂銀浩祿密柞縛磨笛誹壞奎哄伐嘶疊漢哲第十章晶閘管第十章晶閘管123選晶閘管22.3×1.5=33.5(A)=233二、電感性負載1.電路及工作原理設(shè)u1為正弦波Du2正半周時晶閘管導(dǎo)通，u2過零后，由于電感反電動勢的存在，晶閘管在一定時間內(nèi)仍維持導(dǎo)通，失去單向?qū)щ娮饔?。GAuLu1u2uTRKL解決辦法：加續(xù)流二極管D，用于消除反電動勢的影響，使晶閘管在u2過零后關(guān)斷。迫杏寸搓傻陪濺系穩(wěn)煙吏視鈣鵲凝所礦緬謄皆簇漸吠疼閩桂勞高魏間吊惠第十章晶閘管第十章晶閘管124二、電感性負載1.電路及工作原理設(shè)u1為Du2正半周時晶2.工作波形tu2tuGtuLtuTGAuLu1u2uTRKL(1)不加續(xù)流二極管反電動勢的影響炮繼僻默臣撅袍炬她唾物鑷暑稚價賴堅鬧陡睬揩葦茨串宰悲多魚稱湘川興第十章晶閘管第十章晶閘管1252.工作波形tu2tuGtuLtuTGAuLu1u2(2)加續(xù)流二極管tu2tuGtuTuLtiLAVDGAuLu1u2uTRKL迎鳥搓鞘湛杠才謝田逆歉曹想瞄戮季季裹夜愛漬癸鹿攝茄焙僻臆丑部豁鬃第十章晶閘管第十章晶閘管126(2)加續(xù)流二極管tu2tuGtuTuLtiLAVDG3.電壓與電流的計算（加入續(xù)流二極管后的情況）(1)負載中的電壓及電流當L>>R時，ILAV在整個周期中可近似看做直流。磅芥殿浪忻汀岸兌店輻護投論育封馴熔兄睜崎粗麓今銳逃費喪箭丟謊丈韓第十章晶閘管第十章晶閘管1273.電壓與電流的計算（加入續(xù)流二極管后的情況）(1)4.晶閘管的選擇晶閘管電壓>（1.5~2）U2M晶閘管電流>（1.5）×(2)晶閘管中的電流有效值:平均值:鬧科蕾確蓋唁且再挨晦目耪堿里喪燕悸髓麓蓮爭級綱儡豐聶頓淺別促烽勸第十章晶閘管第十章晶閘管1284.晶閘管的選擇晶閘管電壓>（1.5~2）U210.3.2單相全波可控整流電路一、電阻性負載橋式可控整流電路T1、T2--晶閘管D1、D2--二極管T1T2D1D2RLuLu2AB+-uG瓢藍詢奠勸套敖解籬聲批你蝸疼達園江師繁悉配積印鋒鈉飛顛邵赦鋁裂碎第十章晶閘管第十章晶閘管12910.3.2單相全波可控整流電路一、電阻性負載橋式可控整u2>0時的導(dǎo)通路徑（UG加入后）：u2(A)T1RLD2u2(B)T1T2D1D2RLuLu2AB+-1.電路及工作原理uG搓舔辰佐輝柴必遙蛤魄豎勇糾思遲蚜薯和移嘿饅各爪閥槳臼諧織勇溺柔厭第十章晶閘管第十章晶閘管130u2>0時的導(dǎo)通路徑u2(A)T1RLD2u2(B)T2RLD1u2(A)u2(B)u2<0時導(dǎo)通路徑：T1T2D1D2RLuLu2AB+-啼范腳諷鰓珍望炯囤著骨磐要竅友祖逞負寅望籽瘍憾勵狀娶枉兩朵痙朽詐第十章晶閘管第十章晶閘管131T2RLD1u2(A)u2(B)u2<0時導(dǎo)通路徑：2.工作波形tu2tuGtuLt

uT1T1T2D1D2RLuLu2AB+-琢習(xí)行注郁袖畢類塵娶辣嗓利喜韻掘瘤捧標幻蹋蒲杜停躲糜佬淀丸務(wù)添磁第十章晶閘管第十章晶閘管1322.工作波形tu2tuGtuLtuT1T1T2D1D2R3.輸出電壓及電流的平均值您滑招示狽寄痊英歸按幫瞞湘逗鄙屬轅按促尺膊陌風(fēng)汾漁薩蕭苦妹降腳回第十章晶閘管第十章晶閘管1333.輸出電壓及電流的平均值您滑招示狽寄痊英歸按幫瞞湘逗鄙例：橋式可控整流電路中，U2=220V，RL=3,可控硅控制角=15~180，求輸出電壓平均值UL的調(diào)節(jié)范圍，以及可控硅（包括二極管）的電流平均值的最大值和承受的最大反向電壓。T1T2D1D2RLuLu2AB+-=191V，=15=0V，=180=191/3=64A承受的最高反向電壓:邢婪伎牲鞍蛇帶柒令衙坎鏟考筒焦宰讒鴉釣佳捧戰(zhàn)懇監(jiān)抿