(中職)第6章-晶閘管及其應(yīng)用電路電子教案

（中職）第6章_晶閘管及其應(yīng)用電路電子教案（中職）第6章_晶閘管及其應(yīng)用電路電子教案PAGEPAGE6（中職）第6章_晶閘管及其應(yīng)用電路電子教案第6章晶閘管及其應(yīng)用電路【課題】6.1一般晶閘管及其應(yīng)用【教學(xué)目的】1．了解晶閘管的基本結(jié)構(gòu)、電路符號(hào)和工作特性。2．了解晶閘管在可控整流、交流調(diào)壓和無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)電路的結(jié)構(gòu)及工作原理。3．了解晶閘管對(duì)觸發(fā)電路的要求?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】1．晶閘管的基本結(jié)構(gòu)、電路符號(hào)及工作特性。2．單相半波可控整流電路、交流調(diào)壓電路和無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)電路的結(jié)構(gòu)及工作原理?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】1．晶閘管的工作特性。2．單相半波可控整流電路、交流調(diào)壓電路和無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)電路的工作原理?！窘虒W(xué)參考學(xué)時(shí)】4學(xué)時(shí)【教學(xué)方法】講授法、分組討論法【教學(xué)過(guò)程】一、引入新課通過(guò)實(shí)物演示，如家用調(diào)光臺(tái)燈等一些實(shí)例，讓學(xué)生了解晶閘管有哪些應(yīng)用，從而激發(fā)學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣。二、講授新課6.1.1晶閘管的基本結(jié)構(gòu)與工作特性1．晶閘管的結(jié)構(gòu)和電路符號(hào)如圖6.1所示。控制極G控制極G陽(yáng)極A陰極K（a）內(nèi)部結(jié)構(gòu)（b）電路符號(hào)圖6.1晶閘管的基本結(jié)構(gòu)2.晶閘管的工作特性通過(guò)圖6.2所示的電路實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說(shuō)明晶閘管的工作特性。晶閘管具有單向?qū)щ娦院驼驅(qū)煽匦?，晶閘管由阻斷狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)應(yīng)同時(shí)具備兩個(gè)條件：一是晶閘管的陽(yáng)極A電位要高于陰極K電位；二是控制極G和陰極間施加正向電壓。晶閘管的關(guān)斷方法是A極—K極之間電壓為零或負(fù)電壓。當(dāng)晶閘管的陽(yáng)極電流小于其維持電流時(shí)，也會(huì)由導(dǎo)通變?yōu)樽钄唷D6.2單向晶閘管的工作特性6.1.2反向峰值電壓VRRM、額定正向平均電流、正向平均管壓降、維持電流和最小觸發(fā)電壓。6.1.31．單相半波可控整流電路將整流電路中的整流元件（二極管），換成具有整流和可控特性的晶閘管，可實(shí)現(xiàn)將交流電轉(zhuǎn)換成可變直流電的功能。單相半波可控整流電路是最基本的可控整流電路。接有電阻性負(fù)載的單相半波可控整流電路如圖6.3（a）所示，圖6.3（b）和（c）所示為電路輸入電壓、控制電壓和輸出電壓的波形圖。工作原理如下：（1）在0≤ωt<π期間，v2為正半周，單向晶閘管承受正向電壓，此時(shí)：①在0≤ωt<α期間，觸發(fā)電壓vG=0，單向晶閘管處于正向阻斷狀態(tài)，輸出電壓vo=0。②當(dāng)ωt=α（控制角）時(shí)，控制極G加有觸發(fā)電壓vG，單向晶閘管導(dǎo)通，由于單向晶閘管正向電壓很小，電源電壓幾乎全部加到負(fù)載上，輸出電壓vo=v2。③在α<ωt<π期間，盡管觸發(fā)電壓vG在單向晶閘管導(dǎo)通后已消失，但單向晶閘管仍保持導(dǎo)通狀態(tài)，vo=v2。④當(dāng)ωt=π時(shí)，v2=0，晶閘管自行關(guān)斷。（2）在π<ωt≤2π期間，v2為負(fù)半周，單向晶閘管承受反向電壓，呈反向阻斷狀態(tài)，輸出電壓vo=0。（3）比較圖6.3（b）和（c）可知，改變控制角α的大小，可以控制整流輸出電壓平均值的大小。VVvovovo圖6.3單相半波可控整流電路2.交流調(diào)壓電路（1）交流調(diào)壓電路組成t5t4t5t4t2t3（a）電路圖（b）v2、vG和vo的波形圖圖6.4交流調(diào)壓電路（2）工作原理①在為正半周時(shí)，晶閘管V1因承受反向電壓而截止，而晶閘管V2因承受正向電壓，在t=t1時(shí)刻，將觸發(fā)電壓vG加到V2控制極G時(shí)，V2觸發(fā)導(dǎo)通，輸出端獲得正半周電壓。當(dāng)輸入電壓過(guò)零時(shí)，自動(dòng)關(guān)斷。如圖6.4（b）所示。②在為負(fù)半周時(shí)，V2截止，V1承受正向電壓，在t=t2時(shí)刻，將vG加到V1控制極G時(shí)，V1觸發(fā)導(dǎo)通，輸出端獲得負(fù)半周電壓。當(dāng)輸入電壓過(guò)零時(shí)，V1自動(dòng)關(guān)斷。3．無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)電路在開(kāi)關(guān)頻率很高的電路中，常用晶閘管代替接觸器、繼電器來(lái)控制電路的通斷。（1）交流無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)電路①電路組成：將交流調(diào)壓電路中兩晶閘管的控制極G通過(guò)開(kāi)關(guān)連接起，如圖6.5所示電路。②工作原理：因單向晶閘管K-G極間存在300Ω~500Ω之的電阻，如果電路中的開(kāi)關(guān)S閉合，當(dāng)交流電的正半周到來(lái)時(shí)，晶閘管V1的K-G極間電阻向晶閘管V2提供觸發(fā)電壓和電流，使其導(dǎo)通，交流電自a端經(jīng)V2、RL流向b端；當(dāng)交流電過(guò)零時(shí)，V2由導(dǎo)通狀態(tài)變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)；當(dāng)交流電的負(fù)半周到來(lái)時(shí)，V2的K-G極間電阻向V1提供觸發(fā)電壓和電流，使其導(dǎo)通，交流電自b端經(jīng)V1、RL流向a端；當(dāng)交流電再次過(guò)零時(shí)，V1則從導(dǎo)通狀態(tài)變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)。因此，只要開(kāi)關(guān)S閉合，兩單向晶閘管便交替導(dǎo)通與截止，使交流電得以流通。當(dāng)開(kāi)關(guān)S關(guān)斷時(shí)，晶閘管得不到觸發(fā)電壓與電流，交流電路也就切斷了。圖6.6直流無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)電路圖6.6直流無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)電路電路組成如圖6.6所示。電路的工作原理：當(dāng)vG加至控制極G時(shí)，導(dǎo)通，有電流流過(guò)負(fù)載，同時(shí)，電源經(jīng)及對(duì)電容充電；當(dāng)vG加至控制極G時(shí)，導(dǎo)通，電容兩端的電壓經(jīng)加在的A、K兩端，因承受反向電壓而被關(guān)斷，此時(shí)，無(wú)電流流過(guò)，達(dá)到了控制電流在負(fù)載中的流通與關(guān)斷目的。三、課堂小結(jié)1．晶閘管具有單向?qū)щ娦院驼驅(qū)煽匦浴?．晶閘管的主要參數(shù)。3．晶閘管應(yīng)用電路：?jiǎn)蜗喟氩煽卣麟娐?、交流調(diào)壓電路和無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)電路。四、課堂思考P133思考與練習(xí)題1~3。五、課后練習(xí)P139一、填空題：1~4；二、選擇題：2；三、問(wèn)答題：1。【課題】6.2特殊晶閘管及其應(yīng)用【教學(xué)目的】1．了解各種特殊晶閘管的特點(diǎn)、電路符號(hào)及功能。2．了解特殊晶閘管的應(yīng)用?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】1．各種特殊晶閘管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及電路符號(hào)。2．各種特殊晶閘管與普通晶閘管的結(jié)構(gòu)差異性。3．各種特殊晶閘管的應(yīng)用?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】各種特殊晶閘管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及功能?！窘虒W(xué)參考學(xué)時(shí)】2學(xué)時(shí)【教學(xué)方法】講授法、分組討論法【教學(xué)過(guò)程】一、引入新課復(fù)習(xí)普通（單向）晶閘管結(jié)構(gòu)及性能特點(diǎn)，并了解其在使用上的局限性，提出新的設(shè)想——對(duì)元器件的改進(jìn)。二、講授新課通過(guò)對(duì)比的方式學(xué)習(xí)特殊晶閘管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、特殊功能及應(yīng)用。各種特殊晶閘管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及功能表項(xiàng)目名稱電路符號(hào)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)特殊晶閘管與普通晶閘管的性能差異應(yīng)用普通（單向）晶閘管特殊晶閘管雙向晶閘管NPNPN五層三個(gè)電極器件。直流控制器件。要控制交流負(fù)載，需兩套獨(dú)立的觸發(fā)電路。交流開(kāi)關(guān)器件。在第一陽(yáng)極和第二陽(yáng)極之間輸入交流電時(shí)，控制極上無(wú)論加入正脈沖還是負(fù)脈沖，晶閘管都可以導(dǎo)通。實(shí)現(xiàn)交流調(diào)壓、交流調(diào)速、交流開(kāi)關(guān)、調(diào)光設(shè)備中?？焖倬чl管PNPN四層三個(gè)電極器件。因?yàn)槠骷?dǎo)通和關(guān)斷需要一定的時(shí)間，且陽(yáng)極電壓上升速度太快時(shí)，不僅會(huì)使元件產(chǎn)生誤導(dǎo)通，而且會(huì)燒壞元件。因此，在開(kāi)關(guān)頻繁、電壓電流變化快的場(chǎng)合不適用。能適應(yīng)于高頻應(yīng)用的可控硅，它具有開(kāi)通速度快、開(kāi)關(guān)時(shí)間短、開(kāi)關(guān)損耗小，承受電流上升率和電壓上升率能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。其開(kāi)通時(shí)間為4～8us，關(guān)斷時(shí)間為10～60us。用于大功率直流開(kāi)關(guān)、大功率中頻感應(yīng)加熱電源、超聲波電源、激光電源、雷達(dá)調(diào)制器及直流電動(dòng)車輛調(diào)速等領(lǐng)域?？申P(guān)斷晶閘管PNPN四層三個(gè)電極器件。導(dǎo)通后欲使其關(guān)斷，必須使正向電流低于維持電流IH，或施加反向電壓強(qiáng)迫關(guān)斷。欲使已導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷，只要在控制極上加入負(fù)觸發(fā)脈沖即可。斬波器、逆變器、電子開(kāi)關(guān)、恒壓調(diào)頻裝置及電力系統(tǒng)中。光控晶閘管PNPN四層二個(gè)電極和一個(gè)受光窗口或光導(dǎo)纖維、光纜。觸發(fā)信號(hào)來(lái)源于觸發(fā)脈沖。觸發(fā)信號(hào)為光信號(hào)或光電信號(hào)。對(duì)光信號(hào)的要求：用波長(zhǎng)在0.8～0.9的紅外線及波長(zhǎng)在1左右的激光作光源。光控自動(dòng)路燈、光控電子開(kāi)關(guān)、自動(dòng)化生產(chǎn)監(jiān)控設(shè)備等電子產(chǎn)品。三、課堂小結(jié)各種特殊晶閘管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、電路符號(hào)、特殊功能及應(yīng)用。四、課堂思考P136思考與練習(xí)題1~4。五、課后練習(xí)P139二、選擇題：1、3?！菊n題】實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目家用調(diào)光臺(tái)燈電路的安裝和調(diào)試【實(shí)訓(xùn)目標(biāo)】1．理解家用調(diào)光臺(tái)燈電路的工作原理。2．能根據(jù)需要選用元器件。3．會(huì)組裝和調(diào)試家用調(diào)光臺(tái)燈電路?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】1．家用調(diào)光臺(tái)燈電路組成、元器作用及工作原理。2．能根據(jù)需要選用元器件。3．組裝和調(diào)試家用調(diào)光臺(tái)燈電路?！緦?shí)訓(xùn)難點(diǎn)】1．家用調(diào)光臺(tái)燈電路工作原理。2．晶閘管型號(hào)的選定。3．組裝和調(diào)試家用調(diào)光臺(tái)燈電路?！緟⒖紝?shí)訓(xùn)課時(shí)】2學(xué)時(shí)【實(shí)訓(xùn)方法】講授法、演示法、實(shí)操法【實(shí)訓(xùn)過(guò)程】一、實(shí)訓(xùn)任務(wù)任務(wù)一理解調(diào)光臺(tái)燈的電路原理任務(wù)二