晶闸管及其工作原理.ppt

1,1.3半控型器件晶闸管,1.3.1晶闸管及其工作原理1.3.2晶闸管的特性。1.3.3晶闸管的主要参数,2,1.3.1晶闸管及其工作原理,晶闸管(Thyristor)俗称可控硅(SiliconControlledRectifierSCR)包括：KP（普通型）、KK（快速）KG（可关断型）、KS（双向型）、KN（逆导型：KP加反并联整流二极管）及光控型。,1)外型：螺栓式安装方便，散热效果差（100A以下）平板式安装麻烦，散热效果好（200A以上）塑封式小电流,1.外型符号,概述,3,螺栓型和平板型封装引出阳极A、阴极K和门极（控制端）G三个联接端螺栓型封装：通常螺栓为阳极，能与散热器紧密联接且安装方便平板型封装：晶闸管可由两个散热器将其夹在中间,晶闸管的外形,4,晶闸管的外形,小电流塑封式,小电流螺旋式,大电流螺旋式,大电流平板式,图形符号,5,晶闸管的外形,KP螺旋式,6,晶闸管的外形,平板式,7,晶闸管模块,8,晶闸管的散热方式,自冷式,风冷式,水冷式,9,晶闸管的散热方式,水冷式,风冷式,自冷式,10,3)散热方式自冷20A以下风冷30A-1000A，风速6m/s水冷500A-1000A，水质电阻率20k/cm,PH值6-8，流量400ml/min，进水温度35c,2)符号,11,导通的晶闸管电流总是从阳极到阴极。,2.简单的晶闸管整流电路,阳极电压UAK=Ua阳极电流IAK=Ia门极电压UGK=Ug门极电流IGK=Ig,12,P1N1P2N2,1)内部结构,四层三端器件,三个PN结J1,J2,J3,2)工作原理,条件:G悬空（或加反压）,UAK0时，J1,J3正偏,J2反偏A、K间无电流正向阻断状态,UAK0时，J1,J3反偏,J2正偏A、K间无电流反向阻断状态,(1)阻断状态,3.内部机理,等效电路,13,条件：AK正偏，GK正偏.加Ig电流正反馈，晶闸管迅速导通。,(2)导通状态,IA的大小由外电路负载决定,(3)关断,关断条件:Ia减小至维持电流IH以下。实现方法:UAK减小到零或加反压,14,Ic1=1IA+ICBO1（1-1）Ic2=2IK+ICBO2（1-2）IK=IA+IG（1-3）IA=Ic1+Ic2（1-4）,(4)数量关系,说明:线性条件下成立,式中1和2分别是晶体管V1和V2的共基极电流增益ICBO1和ICBO2分别是V1和V2的共基极漏电流由式（1-1）（1-4）可得,（1-5）,15,关断方法交流电路利用电压反向自动关断晶闸管直流电路设置关断电路加反压关断晶闸管,小结,承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通。,承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能开通导通条件。,晶闸管导通后相当于二极管单向导电性,一旦导通，门极就失去控制作用半控性,门极常采用正向脉冲信号驱动触发,导通后阳极电流Ia小于维持电流IH才会关断关断条件,16,有关晶闸管的几个名词,触发：当晶闸管加上正向阳极电压后，门极加上适当的正向门极电压，使晶闸管导通的过程称为触发。维持电流IH：维持晶闸管导通所需的最小阳极电流。正向阻断：晶闸管加正向电压未超过其额定电压，门极未加电压的情况下，晶闸管关断。硬开通：给晶闸管加足够的正向阳极电压，即使晶闸管未加门极电压也会导通的现象叫硬开通。反向阻断：当晶闸管加反向阳极电压时，晶闸管不会导通。,17,有关晶闸管的几个特性,晶闸管具有可控性。晶闸管具有单向导电性。晶闸管一旦导通，门极将失去控制作用。导通后流过晶闸管的电流由主电路电源和负载来决定。,18,例题,如图，阳极电流为交流电压，门极在t1瞬间合上开关S，t4时刻开关S断开，求电阻上的电压波形ud。,