晶閘管教材ppt課件

1、;.晶閘管教材晶閘管教材認(rèn)識(shí)晶閘管的符號(hào)認(rèn)識(shí)晶閘管的符號(hào)了解晶閘管的特性了解晶閘管的特性理解晶閘管的運(yùn)用理解晶閘管的運(yùn)用1;.二極管圖形符號(hào)：箭頭方向表示二極管正向?qū)〞r(shí)電流的方向文字符號(hào)：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(shí)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(jiǎn)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(wèn)世使半導(dǎo)體器件從弱電領(lǐng)域進(jìn)入強(qiáng)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(yáng)極陽(yáng)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(shuō)明晶閘管的工作原理，可把其看做是：為更好地說(shuō)明晶閘管的工作原理，可把其看做是：圖符號(hào)圖符號(hào)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(yáng)極，小功率螺旋式晶閘管帶螺栓的一端是陽(yáng)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(xì)的是控制極引根是陰極引出線，另一根較細(xì)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(yáng)極。平面是陰極，另一面則為陽(yáng)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(shí)驗(yàn)電路可知：由此晶閘管導(dǎo)通和關(guān)斷實(shí)驗(yàn)電路可知：要使晶閘管導(dǎo)通，一是需在它的陽(yáng)極要使晶閘管導(dǎo)通，一是需在它的陽(yáng)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(gè)正向觸發(fā)電壓之間輸入一個(gè)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(shí)驗(yàn)電路可知：如果陽(yáng)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(shí)驗(yàn)電路可知：如果陽(yáng)極或控制極外加的是反向電壓，晶閘管就不會(huì)導(dǎo)通。不會(huì)導(dǎo)通。 控制極的作用是通過(guò)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(guò)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(yáng)極和陰極兩端加正向電壓，同時(shí)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(guò)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(guò)幾百、幾千安的電流。v3)晶閘管的關(guān)斷條件：使流過(guò)晶閘管的陽(yáng)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(shuō)說(shuō) 明明 從關(guān)斷從關(guān)斷 到導(dǎo)通到導(dǎo)通 1、陽(yáng)極電位高于陰極電位、陽(yáng)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(yáng)極電位高于陰極電位、陽(yáng)極電位高于陰極電位 2、陽(yáng)極電流大于維持電流、陽(yáng)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(yáng)極電位低于陰極電位、陽(yáng)極電位低于陰極電位 2、陽(yáng)極電流小于維持電流、陽(yáng)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(shí)，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(gè)大小的電壓重復(fù)施加時(shí)晶閘管不會(huì)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(shí)，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(gè)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(shí)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(shí)的瞬態(tài)峰值電壓。通常取晶閘管的UDRM和和URRM中較小的標(biāo)值作為晶閘管的額定電壓。選用時(shí)，晶閘管的額定電壓要留有一定中較小的標(biāo)值作為晶閘管的額定電壓。選用時(shí)，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(shí)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(shí)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(duì)應(yīng)的直流觸發(fā)電壓，指與控制極觸發(fā)電流相對(duì)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(guò)額定結(jié)溫時(shí)所允許流過(guò)的最大工頻正弦半波電流的平均值。使用時(shí)應(yīng)按實(shí)際電流與通態(tài)過(guò)額定結(jié)溫時(shí)所允許流過(guò)的最大工頻正弦半波電流的平均值。使用時(shí)應(yīng)按實(shí)際電流與通態(tài)平均電流有效值相等的原則來(lái)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(lái)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)，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(shí)，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(gè)參數(shù)。這兩個(gè)參數(shù)。15;.1.5.5 晶閘管的使用注意事項(xiàng) 1、選用晶閘管的額定電壓時(shí)，應(yīng)參考實(shí)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(shí)，應(yīng)參考實(shí)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(shí)，除了考慮通過(guò)元件的平均電流外，還應(yīng)注意正常工作時(shí)導(dǎo)通、選用晶閘管的額定流時(shí)，除了考慮通過(guò)元件的平均電流外，還應(yīng)注意正常工作時(shí)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(guò)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(guò)相應(yīng)電流下的允許值。 3、使用晶閘管之前，應(yīng)該用萬(wàn)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(shí)，應(yīng)、使用晶閘管之前，應(yīng)該用萬(wàn)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(shí)，應(yīng)立即更換。立即更換。 4、嚴(yán)禁用兆歐表即搖表檢查元件的絕緣情況。、嚴(yán)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(jī)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(jī)硅油或硅脂。 6、按規(guī)定對(duì)主電路中的晶閘管采用過(guò)壓及過(guò)流保護(hù)裝置。、按規(guī)定對(duì)主電路中的晶閘管采用過(guò)壓及過(guò)流保護(hù)裝置。 7、要防止晶閘管門控極的正向過(guò)載和反向擊穿。、要防止晶閘管門控極的正向過(guò)載和反向擊穿。16;.選擇晶閘管選擇晶閘管時(shí)，主要選時(shí)，主要選擇哪兩個(gè)技擇哪兩個(gè)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(shí)允許晶閘管正常工作時(shí)允許“硬硬開通開通”嗎？為什么？嗎？為什么？ 當(dāng)正向陽(yáng)極電壓大到當(dāng)正向陽(yáng)極電壓大到正向轉(zhuǎn)折電壓時(shí)，晶閘正向轉(zhuǎn)折電壓時(shí)，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(shuō)法是否正確，對(duì)者打分

14、析下列說(shuō)法是否正確，對(duì)者打“”錯(cuò)者打錯(cuò)者打“”。（1）晶閘管加上大于）晶閘管加上大于1V的正向陽(yáng)極電壓就能導(dǎo)通的正向陽(yáng)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(shí)，其陽(yáng)極電流的大小由控制極電）晶閘管導(dǎo)能時(shí)，其陽(yáng)極電流的大小由控制極電流決定。（流決定。（ ）（4）只要陽(yáng)極電流小于維持電流，晶閘管就從導(dǎo)通）只要陽(yáng)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(shí)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(hào)認(rèn)識(shí)單結(jié)晶體管認(rèn)識(shí)單結(jié)晶體管補(bǔ)充學(xué)習(xí)一補(bǔ)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：?jiǎn)谓Y(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(guò)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(shí)，單結(jié)晶體管導(dǎo)通，C迅速放電，在R2上形成一個(gè)很窄的正脈沖，放電后電容C兩端的電壓幾乎為零，此時(shí)圖中的單結(jié)晶體管截止。第一個(gè)周期過(guò)后，由于UCC繼續(xù)通過(guò)RP和R3給電容C充電， 這樣連續(xù)不斷重復(fù)上述過(guò)程，從而獲得晶閘管所需要的觸發(fā)脈沖電壓。補(bǔ)充學(xué)習(xí)二補(bǔ)充學(xué)習(xí)二20;.補(bǔ)充學(xué)習(xí)三補(bǔ)充學(xué)習(xí)三認(rèn)識(shí)調(diào)光燈電路結(jié)構(gòu)及工作過(guò)程認(rèn)識(shí)調(diào)光燈電路結(jié)構(gòu)及工作過(guò)程工作過(guò)程：工作過(guò)程：接通電源后