晶闸管教材ppt课件

1、;.晶闸管教材晶闸管教材认识晶闸管的符号认识晶闸管的符号了解晶闸管的特性了解晶闸管的特性理解晶闸管的运用理解晶闸管的运用1;.二极管图形符号：箭头方向表示二极管正向导通时电流的方向文字符号：VD二极管二极管复习复习用逆止水阀门比喻二极管示意图（a）正向水流顶开阀门 （b）反向水流压紧阀门2;. 内部电路实物示意图电路组成框图看一看：调光灯电路看一看：调光灯电路任务导入任务导入3;.1.5 晶闸管（晶闸管（SCR） 晶体闸流管简称晶闸管，是一种能控制大电流通断能控制大电流通断的功率半导体器件。晶闸管的问世使半导体器件从弱电领域进入强电领域，在电力电子行业中得到了广泛地应用。由于晶闸管的通断可以控

2、制，因之被称为可控硅可控硅。晶闸管主要用途有整流、调压、逆变和开关等方面。下面是各类晶闸管产品外形图。1.5.1 晶闸管的结构组成4;.阳极阳极阴极阴极结构组成结构组成1.5.1 晶闸管的结构组成控制极控制极为更好地说明晶闸管的工作原理，可把其看做是：为更好地说明晶闸管的工作原理，可把其看做是：图符号图符号5;.1.5.1 晶闸管的结构组成小功率螺旋式晶闸管小功率螺旋式晶闸管 小功率螺旋式晶闸管带螺栓的一端是阳极，小功率螺旋式晶闸管带螺栓的一端是阳极，螺栓主要用于安装散热片，另一端较粗的一螺栓主要用于安装散热片，另一端较粗的一根是阴极引出线，另一根较细的是控制极引根是阴极引出线，另一根较细的是

3、控制极引出线；出线；平板式晶闸管平板式晶闸管 平板式晶闸管的中间金属环是控制平板式晶闸管的中间金属环是控制极，用一根导线引出，靠近控制极的极，用一根导线引出，靠近控制极的平面是阴极，另一面则为阳极。平面是阴极，另一面则为阳极。6;.1.5.2 晶闸管的工作原理 由此晶闸管导通和关断实验电路可知：由此晶闸管导通和关断实验电路可知：要使晶闸管导通，一是需在它的阳极要使晶闸管导通，一是需在它的阳极A A与阴极与阴极K K之之间外加正向电压，二是在它的控制极间外加正向电压，二是在它的控制极G G与阴极与阴极K K之间输入一个正向触发电压之间输入一个正向触发电压。晶闸管导通后，。晶闸管导通后，松开按钮开

4、关，去掉触发电压，仍然维持导通状态。松开按钮开关，去掉触发电压，仍然维持导通状态。灯不亮灯不亮7;.1.5.2 晶闸管的工作原理灯不亮灯不亮 由此晶闸管导通和关断实验电路可知：如果阳极或控制极外加的是反向电压，晶闸管就由此晶闸管导通和关断实验电路可知：如果阳极或控制极外加的是反向电压，晶闸管就不会导通。不会导通。 控制极的作用是通过外加正向触发脉冲使晶闸管导通，却不能使它关断。控制极的作用是通过外加正向触发脉冲使晶闸管导通，却不能使它关断。8;.观察单向晶闸管的工作特性观察单向晶闸管的工作特性9;.晶闸管的导通和关断条件 v1）晶闸管的导通条件：在晶闸管的阳极和阴极两端加正向电压，同时在它的门

5、极和阴极两端也加正向电压，两者缺一不可。v2)晶闸管一旦导通，门极即失去控制作用，因此门极所加的触发电压一般为脉冲电压。晶闸管从阻断变为导通的过程称为触发导通。门极触发电流一般只有几十毫安到几百毫安，而晶闸管导通后，可以通过几百、几千安的电流。v3)晶闸管的关断条件：使流过晶闸管的阳极电流小 于维持电流IH。10;. 晶闸管只有导通和关断两种状态，这种开关特性需要在一定条件转化，如下表所示：状状 态态条条 件件说说 明明 从关断从关断 到导通到导通 1、阳极电位高于阴极电位、阳极电位高于阴极电位 2、控制极有足够的正向电压和电流、控制极有足够的正向电压和电流 两者缺一不可两者缺一不可 维持维持

6、 导通导通 1、阳极电位高于阴极电位、阳极电位高于阴极电位 2、阳极电流大于维持电流、阳极电流大于维持电流 两者缺一不可两者缺一不可 从导通从导通 到关断到关断 1、阳极电位低于阴极电位、阳极电位低于阴极电位 2、阳极电流小于维持电流、阳极电流小于维持电流 任一条件都可任一条件都可11;.1.5.3 晶闸管的伏安特性临界转折电压临界转折电压UBO维持电流维持电流IH反向击穿电压反向击穿电压URSM12;.1.5.4 晶闸管的主要技术参数 1正向峰值电压（断态重复峰值电压）UDRM 在门控极断路、晶闸管处在正向阻断状态下，且管子结温为额定值时，允许“重复”加在晶闸管上的正向峰值电压。而所谓的“重

7、复”是指这个大小的电压重复施加时晶闸管不会损坏。此参数取正向转折电压的80，即UDRM0.8 UDSM。普通晶闸管的UDRM的规格从100V到3000V分多挡，其中100V1000V每100V一挡；1000V3000V每200V一挡。 2反向重复峰值电压URRM 指在门控极开路状态下，结温为额定值时，允许重复加在器件上的反向峰值电压。此参数通常取反向击穿电压的80，即URRM0.8 URSM。一般反向峰值电压URRM与正向峰值电压UDRM这两个参数是相等的。13;.1.5.4 晶闸管的主要技术参数 3通态峰值电压通态峰值电压UTM 指晶闸管通以某一规定倍数的额定通态平均电流时的瞬态峰值电压。通

8、常取晶闸管的指晶闸管通以某一规定倍数的额定通态平均电流时的瞬态峰值电压。通常取晶闸管的UDRM和和URRM中较小的标值作为晶闸管的额定电压。选用时，晶闸管的额定电压要留有一定中较小的标值作为晶闸管的额定电压。选用时，晶闸管的额定电压要留有一定的裕量，一般取额定电压为正常工作时晶闸管所承受峰值电压的裕量，一般取额定电压为正常工作时晶闸管所承受峰值电压23倍。倍。 4控制极触发电压控制极触发电压UG 指与控制极触发电流相对应的直流触发电压，指与控制极触发电流相对应的直流触发电压，UG的值一般为的值一般为15V。 5额定通态平均电流额定通态平均电流IT 额定通态平均电流额定通态平均电流IT是指晶闸管

9、在环境温度为是指晶闸管在环境温度为40和规定的冷却状态下，稳定结温不超和规定的冷却状态下，稳定结温不超过额定结温时所允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。使用时应按实际电流与通态过额定结温时所允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。使用时应按实际电流与通态平均电流有效值相等的原则来选取晶闸管，应留一定的裕量，一般取平均电流有效值相等的原则来选取晶闸管，应留一定的裕量，一般取1.52倍。普通晶闸倍。普通晶闸管的管的IT规格有规格有1、3、5、10、20、30、50、100、200、300、400、500、600、800、1000A。14;.1.5.4 晶闸管的主要技术参数 6维持电流维持电流I

10、H 维持电流维持电流IH指能使晶闸管维持导通状态时所必需的最小电流，一般为几十到几百毫安，指能使晶闸管维持导通状态时所必需的最小电流，一般为几十到几百毫安，与结温有关，结温越高，则与结温有关，结温越高，则IH值越小。额定通态平均电流值越小。额定通态平均电流IT越大，越大，IH越大。越大。 7控制极触发电流控制极触发电流IG IG指在规定的环境温度下，维持晶闸管从阻断状态转为完全导通状态时所需要的最小直指在规定的环境温度下，维持晶闸管从阻断状态转为完全导通状态时所需要的最小直流电流。流电流。IG的数值一般为几到几百毫安，额定通态平均电流的数值一般为几到几百毫安，额定通态平均电流IT越大，越大，I

11、G越大。越大。 晶闸管的参数很多，在选择晶闸管时，主要选择额定通态平均电流晶闸管的参数很多，在选择晶闸管时，主要选择额定通态平均电流IT和反向峰值电压和反向峰值电压URRM这两个参数。这两个参数。15;.1.5.5 晶闸管的使用注意事项 1、选用晶闸管的额定电压时，应参考实际工作条件下的峰值电压的大小，并留出一定的、选用晶闸管的额定电压时，应参考实际工作条件下的峰值电压的大小，并留出一定的余量。余量。 2、选用晶闸管的额定流时，除了考虑通过元件的平均电流外，还应注意正常工作时导通、选用晶闸管的额定流时，除了考虑通过元件的平均电流外，还应注意正常工作时导通角的大小、散热通风条件等因素。在工作中还

12、应注意管壳温度不超过相应电流下的允许值角的大小、散热通风条件等因素。在工作中还应注意管壳温度不超过相应电流下的允许值。 3、使用晶闸管之前，应该用万用表检查晶闸管是否良好。发现有短路或断路现象时，应、使用晶闸管之前，应该用万用表检查晶闸管是否良好。发现有短路或断路现象时，应立即更换。立即更换。 4、严禁用兆欧表即摇表检查元件的绝缘情况。、严禁用兆欧表即摇表检查元件的绝缘情况。 5、电流为、电流为5A以上的晶闸管要装散热器，并且保证所规定的冷却条件。为保证散热器与晶以上的晶闸管要装散热器，并且保证所规定的冷却条件。为保证散热器与晶闸管管心接触良好，它们之间应涂上一薄层有机硅油或硅脂。闸管管心接触

13、良好，它们之间应涂上一薄层有机硅油或硅脂。 6、按规定对主电路中的晶闸管采用过压及过流保护装置。、按规定对主电路中的晶闸管采用过压及过流保护装置。 7、要防止晶闸管门控极的正向过载和反向击穿。、要防止晶闸管门控极的正向过载和反向击穿。16;.选择晶闸管选择晶闸管时，主要选时，主要选择哪两个技择哪两个技术参数？术参数？何谓晶闸管的何谓晶闸管的“硬开通硬开通”？晶闸管正常工作时允许晶闸管正常工作时允许“硬硬开通开通”吗？为什么？吗？为什么？ 当正向阳极电压大到当正向阳极电压大到正向转折电压时，晶闸正向转折电压时，晶闸管能够正常导通吗？为管能够正常导通吗？为什么？什么？分析下列说法是否正确，对者打分

14、析下列说法是否正确，对者打“”错者打错者打“”。（1）晶闸管加上大于）晶闸管加上大于1V的正向阳极电压就能导通的正向阳极电压就能导通。（。（ ）（2）晶闸管导通后，控制极就失去了控制作用。）晶闸管导通后，控制极就失去了控制作用。 （ ）（3）晶闸管导能时，其阳极电流的大小由控制极电）晶闸管导能时，其阳极电流的大小由控制极电流决定。（流决定。（ ）（4）只要阳极电流小于维持电流，晶闸管就从导通）只要阳极电流小于维持电流，晶闸管就从导通转为阻断。（转为阻断。（ ）17;.单结晶体管的实物图单结晶体管的结构单结晶体管的外形图形符号认识单结晶体管认识单结晶体管补充学习一补充学习一18;. A、B1间的

15、电压为： 式中，称为分压比，其值一般在0.30.9之间。 单结晶体管的导通条件是：单结晶体管的导通条件是： UE UBB + UD (UD为PN结的正向压降)结论：结论：只要改变UE的大小，就可以控制单结晶体管的导通与截至。从而获得从RB1输出的脉冲电压。单结晶体管等效电路BBBBBBBAUURRRU211单结晶体管的基本特性单结晶体管的基本特性19;.单结晶体管触发电路单结晶体管触发电路工作原理：工作原理：电源接通后，通过可调电阻RP和电阻R3给电容C充电，当电容充电电压UE上升到大于UBB + UD时，单结晶体管导通，C迅速放电，在R2上形成一个很窄的正脉冲，放电后电容C两端的电压几乎为零，此时图中的单结晶体管截止。第一个周期过后，由于UCC继续通过RP和R3给电容C充电， 这样连续不断重复上述过程，从而获得晶闸管所需要的触发脉冲电压。补充学习二补充学习二20;.补充学习三补充学习三认识调光灯电路结构及工作过程认识调光灯电路结构及工作过程工作过程：工作过程：接通电源后