雙向晶閘管剖析

雙向晶閘管剖析第1頁(yè)/共33頁(yè)雙向晶閘管《電力電子技術(shù)》第2頁(yè)/共33頁(yè)導(dǎo)入舞臺(tái)燈光如天后王菲復(fù)出時(shí)神秘夢(mèng)幻燈光如何實(shí)現(xiàn)？溫馨柔和賓館床頭燈能否用我們掌握的知識(shí)解釋原理呢？不用整流能否將普通臺(tái)燈改造為調(diào)光臺(tái)燈？怎么辦？？第3頁(yè)/共33頁(yè)溫馨的床頭燈如何來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)光呢？怎么辦？？第4頁(yè)/共33頁(yè)

教學(xué)目標(biāo)【知識(shí)目標(biāo)】掌握雙向晶閘管的結(jié)構(gòu)及工作特性

【能力目標(biāo)】培養(yǎng)學(xué)生“做中學(xué)”的探索性思維

教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)【重點(diǎn)】雙向晶閘管的導(dǎo)通關(guān)斷條件【難點(diǎn)】雙向晶閘管調(diào)光電路的安裝與調(diào)試雙向晶閘管第5頁(yè)/共33頁(yè)

普通晶閘管

雙向晶閘管

快速晶閘管

可關(guān)斷晶閘管

光控晶閘管

逆導(dǎo)晶閘管

晶閘管種類(lèi)知識(shí)回顧晶閘管種類(lèi)第6頁(yè)/共33頁(yè)知識(shí)回顧單向晶閘管1、圖形符號(hào)陽(yáng)極門(mén)極陰極單向晶閘管外形第7頁(yè)/共33頁(yè)2、單向晶閘管的導(dǎo)通關(guān)斷條件導(dǎo)通條件：

陽(yáng)極與陰極之間加正向電壓

門(mén)極與陰極之間加正向電壓（兩個(gè)條件均需滿(mǎn)足）單向?qū)ǖ目煽匦浴蜗蚓чl管具有：關(guān)斷條件：

陽(yáng)極電流小于維持電流(Ia<IH)

陽(yáng)極與陰極間加反向電壓或正向電壓降到零（兩個(gè)條件需滿(mǎn)足其一即可）第8頁(yè)/共33頁(yè)講授新課

一、雙向晶閘管結(jié)構(gòu)、符號(hào)1、外形與結(jié)構(gòu)：五層(NPNPN)三端的硅半導(dǎo)體閘流元件。相當(dāng)于兩個(gè)門(mén)極接在一起的普通晶閘管反并聯(lián)。2、圖形符號(hào)T2T1G門(mén)極主電極主電極VTT2T1GG第9頁(yè)/共33頁(yè)螺栓式塑封式平板式常見(jiàn)雙向晶閘管的外形T2T1G門(mén)極主電極主電極雙向晶閘管從外觀(guān)上看，和普通晶閘管一樣，有小功率塑封型、大功率螺栓型和特大功率平板型。一般調(diào)光臺(tái)燈、吊扇無(wú)級(jí)調(diào)速等多采用塑封型。第10頁(yè)/共33頁(yè)常見(jiàn)雙向晶閘管引腳排列第11頁(yè)/共33頁(yè)二、雙向晶閘管特性

我們知道單向晶閘管導(dǎo)通和關(guān)斷是有條件的。那么，對(duì)于雙向晶閘管來(lái)說(shuō)，它是怎樣導(dǎo)通和關(guān)斷的呢？設(shè)疑VT1>VT2時(shí)，控制極相對(duì)于T2加正脈沖，晶閘管正向?qū)ǎ娏鲝腡1流向T2。VT2>VT1時(shí)，控制極相對(duì)于T2加負(fù)脈沖，晶閘管反向?qū)ǎ娏鲝腡2流向T1。T2T1G門(mén)極主電極主電極V導(dǎo)通條件：

主電極與主電極之間加足夠正向或反向電壓

門(mén)極與主電極之間加足夠正向或反向電壓（兩個(gè)條件均需滿(mǎn)足）關(guān)斷條件：

陽(yáng)極電流小于維持電流(Ia<IH)

主電極與主電極之間電壓降到零

（兩個(gè)條件需滿(mǎn)足其一即可）第12頁(yè)/共33頁(yè)雙向晶閘管伏安特性14-2T2T1G＋－T2T1G＋－VT1>VT2：控制極相對(duì)于T2加正脈沖，晶閘管正向?qū)?，電流從T1流向T2。VT2>VT1：控制極相對(duì)于T2加負(fù)脈沖，晶閘管反向?qū)?，電流從T2流向T1。第13頁(yè)/共33頁(yè)型號(hào)與系列值雙向晶閘管的型號(hào)為KS□—□，例如KS100—8表示雙向晶閘管，額定通態(tài)電流（有效值）100A，斷態(tài)重復(fù)峰值電壓為8級(jí)（800V）。雙向晶閘管額定通態(tài)電流IT(RMS)的系列值為：1A、10A、20A、50A、100A、200A、400A、500A。額定電壓的分級(jí)同普通晶閘管。第14頁(yè)/共33頁(yè)（1）Ⅰ+觸發(fā)方式

陽(yáng)極電壓為第一陽(yáng)極T1為正，T2為負(fù)；門(mén)極電壓是G為正，特性曲線(xiàn)在第Ⅰ象限，為正觸發(fā)。（2）Ⅰ－觸發(fā)方式

陽(yáng)極電壓為第一陽(yáng)極T1為正，T2為負(fù)；門(mén)極電壓是G為負(fù)，特性曲線(xiàn)在第Ⅰ象限，為負(fù)觸發(fā)。

三、雙向晶閘管的觸發(fā)方式雙向晶閘管正反兩個(gè)方向都能導(dǎo)通，門(mén)極加正負(fù)電壓都能觸發(fā)。主電壓和觸發(fā)電壓相互配合，可以得到四種觸發(fā)方式：第15頁(yè)/共33頁(yè)（3）Ⅲ+觸發(fā)方式陽(yáng)極電壓為第一陽(yáng)極T1

為負(fù)，T2為正；門(mén)極電壓是G為正，特性曲線(xiàn)在第Ⅲ象限，為正觸發(fā)。（4）Ⅲ－觸發(fā)方式陽(yáng)極電壓為第一陽(yáng)極T1為負(fù)，T2為正；門(mén)極電壓是G為負(fù)，特性曲線(xiàn)在第Ⅲ象限，為負(fù)觸發(fā)。四種觸發(fā)方式中，Ⅲ+觸發(fā)方式的觸發(fā)靈敏度最低，因此實(shí)際應(yīng)用中只采用（Ⅰ+、Ⅲ－）與（Ⅰ－、Ⅲ－）兩組觸發(fā)方式。

三、雙向晶閘管的觸發(fā)方式第16頁(yè)/共33頁(yè)17雙向晶閘管的門(mén)極控制雙向晶閘管的控制方式常用的有兩種：第一種為移相觸發(fā)，與普通晶閘管一樣，是通過(guò)控制觸發(fā)脈沖的相位來(lái)達(dá)到調(diào)壓的目的。第二種是過(guò)零觸發(fā)，適用于調(diào)功電路及無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)電路第17頁(yè)/共33頁(yè)18簡(jiǎn)易觸發(fā)電路（一）當(dāng)開(kāi)關(guān)S撥至“1”，雙向晶閘管VT門(mén)極G無(wú)觸發(fā)信號(hào)，無(wú)法導(dǎo)通；當(dāng)開(kāi)關(guān)S撥至“2”，雙向晶閘管VT只在Ⅰ+觸發(fā)，負(fù)載RL上僅得到正半周電壓；當(dāng)開(kāi)關(guān)S撥至“3”，雙向晶閘管VT在正、負(fù)半周分別在Ⅰ+、Ⅲ－觸發(fā)，負(fù)載RL上得到正、負(fù)兩個(gè)半周的電壓，因此位置“2”時(shí)電壓大。四、雙向晶閘管的觸發(fā)電路第18頁(yè)/共33頁(yè)19簡(jiǎn)易觸發(fā)電路（二）當(dāng)工作于大α值時(shí)，因RP阻值較大，使C1充電緩慢，到α角時(shí)電源電壓已經(jīng)過(guò)峰值并降得過(guò)低，則C1上充電電壓過(guò)小不足以擊穿雙向觸發(fā)二極管VD使其導(dǎo)通，則VT也不會(huì)導(dǎo)通。四、雙向晶閘管的觸發(fā)電路第19頁(yè)/共33頁(yè)20簡(jiǎn)易觸發(fā)電路（三）與（b）圖相比，增設(shè)了R1、R2、C2。當(dāng)工作于大α值時(shí)，在C2上可獲得滯后的電壓uc2，給電容C1增加一個(gè)充電電路，保證在大α?xí)rVT可靠觸發(fā)導(dǎo)通。四、雙向晶閘管的觸發(fā)電路單相交流調(diào)光臺(tái)燈電路第20頁(yè)/共33頁(yè)21簡(jiǎn)易觸發(fā)電路（五）電風(fēng)扇無(wú)級(jí)調(diào)速電路圖接通電源后，電容C1充電，當(dāng)電容C1兩端電壓的峰值達(dá)到氖管HL的阻斷電壓時(shí)，HL亮，雙向晶閘管VT被觸發(fā)導(dǎo)通，電扇轉(zhuǎn)動(dòng)。改變電位器RP的大小，即改變了C1的充電時(shí)間常數(shù)，使VT的導(dǎo)通角發(fā)生變化，也就改變了電動(dòng)機(jī)兩端的電壓，因此電扇的轉(zhuǎn)速改變。由于RP是無(wú)級(jí)變化的，因此電扇的轉(zhuǎn)速也是無(wú)級(jí)變化的。四、雙向晶閘管的觸發(fā)電路第21頁(yè)/共33頁(yè)22單結(jié)晶體管觸發(fā)單結(jié)晶體管觸發(fā)的交流調(diào)壓電路

調(diào)節(jié)RP阻值可改變負(fù)載RL上電壓的大小。四、雙向晶閘管的觸發(fā)電路第22頁(yè)/共33頁(yè)23集成觸發(fā)器KC06組成的雙向晶閘管移相交流調(diào)壓電路四、雙向晶閘管的觸發(fā)電路該電路主要適用于交流直接供電的雙向晶閘管或反并聯(lián)普通晶閘管的交流移相控制。RP1用于調(diào)節(jié)觸發(fā)電路鋸齒波斜率，R4、C3用于調(diào)節(jié)脈沖寬度，RP2為移相控制電位器，用于調(diào)節(jié)輸出電壓的大小。第23頁(yè)/共33頁(yè)五、項(xiàng)目任務(wù)

雙向晶閘管調(diào)光電路的裝調(diào)1、電路圖

元器件明細(xì)表序號(hào)符號(hào)名稱(chēng)型號(hào)1S開(kāi)關(guān)2R電阻47k/0.5w3RP電阻器470k/1w4C電容0.047μF5V1雙向觸發(fā)二極管SMDB36V雙向晶閘管MAC97A6第24頁(yè)/共33頁(yè)雙向晶閘管調(diào)光電路的裝調(diào)2、電路簡(jiǎn)單分析

當(dāng)開(kāi)關(guān)S在1位置時(shí)燈的狀態(tài)是什么？

雙向晶閘管電路在正負(fù)半周均導(dǎo)通。第25頁(yè)/共33頁(yè)2、電路簡(jiǎn)單分析

當(dāng)開(kāi)關(guān)S在2位置時(shí)燈的狀態(tài)是什么?

雙向晶閘管電路在正半周導(dǎo)通。雙向晶閘管調(diào)光電路的裝調(diào)第26頁(yè)/共33頁(yè)2、電路簡(jiǎn)單分析

當(dāng)開(kāi)關(guān)S在3位置時(shí)燈的狀態(tài)是什么？

雙向晶閘管電路在負(fù)半周導(dǎo)通。雙向晶閘管調(diào)光電路的裝調(diào)第27頁(yè)/共33頁(yè)雙向晶閘管調(diào)光電路的裝調(diào)3、完成電路裝調(diào)步驟（提問(wèn)）（1）布線(xiàn)（2）焊裝（3）調(diào)試第28頁(yè)/共33頁(yè)雙向晶閘管調(diào)光電路的裝調(diào)電路安裝步驟：1.根據(jù)明細(xì)表配齊元器件，并用萬(wàn)用表檢測(cè)元器件。2.在萬(wàn)能線(xiàn)路板上試放元器件，確定元器件的大約位置。3.根據(jù)元器件的造型工藝，將元器件造型，去氧化層、搪錫（已搪錫的不用），并插在萬(wàn)能線(xiàn)路板上，逐個(gè)元器件進(jìn)行。4.檢查元器件的安裝位置是否正確。5.按焊接工藝將所有元器件從左到右、從上到下的順序焊接好。6.按電氣原理圖連線(xiàn)。8.檢查安裝、焊接、連線(xiàn)的質(zhì)量，看是否有差錯(cuò)、虛焊、漏焊、錯(cuò)焊、錯(cuò)連的地方。第29頁(yè)/共33頁(yè)2、雙向晶閘管的導(dǎo)通關(guān)斷條件

導(dǎo)通條件：（兩個(gè)條件均需滿(mǎn)足）主電極與主電極之間加足夠正向或方向電壓門(mén)極與主電極之間加足夠正向或反向電壓關(guān)斷條件：（兩個(gè)條件需滿(mǎn)足其一即可）陽(yáng)極電流小于維持電流(Ia<IH)主電極與主電極之間電壓降到零

小結(jié)重點(diǎn)、難點(diǎn)T2T1G門(mén)極