双向晶闸管及其应用

双向晶闸管及其应用第1页/共38页第一节

双向晶闸管一、双向晶闸管基本结构与伏安特性二、双向晶闸管的触发方式第2页/共38页一、双向晶闸管基本结构与伏安特性

双向晶闸管从外观上看，和普通晶闸管一样，有小功率塑封型、大功率螺栓型和特大功率平板型。一般调光台灯、吊扇无级调速等多采用塑封型。外部结构1.基本结构第3页/共38页图形符号图14-1第4页/共38页型号与系列值双向晶闸管的型号为KS□—□，例如KS100—8表示双向晶闸管，额定通态电流（有效值）100A，断态重复峰值电压为8级（800V）。双向晶闸管额定通态电流IT(RMS)的系列值为：1A、10A、20A、50A、100A、200A、400A、500A。额定电压的分级同普通晶闸管。第5页/共38页要将两只普通晶闸管反并联使用，代替一只双向晶闸管，数值上怎样计算？如IT(RMS)=100A，则IT(AV)

=45A，向上选50A，额定电压同级别的普通晶闸管，即两只KP50—7的普通晶闸管反向并联，两个门极并接作为公共门极，可代替KS100—7的双向晶闸管。首先将双向晶闸管的额定电流有效值折算成正弦半波的平均值：，再向上取系列值即可。第6页/共38页2.伏安特性14-2第7页/共38页二、双向晶闸管的触发方式（1）Ⅰ+触发方式

阳极电压为第一阳极T1为正，T2为负；门极电压是G为正，T2为负，特性曲线在第Ⅰ象限，为正触发。（2）Ⅰ－触发方式

阳极电压为第一阳极T1为正，T2为负；门极电压是G为负，T2为正，特性曲线在第Ⅰ象限，为负触发。第8页/共38页（3）Ⅲ+触发方式

阳极电压为第一阳极T1

为负，T2为正；门极电压是G为正，T2为负，特性曲线在第Ⅲ象限，为正触发。（4）Ⅲ－触发方式

阳极电压为第一阳极T1为负，T2为正；门极电压是G为负，T2为正，特性曲线在第Ⅲ象限，为负触发。四种触发方式中，Ⅲ+触发方式的触发灵敏度最低，因此实际应用中只采用（Ⅰ+、Ⅲ－）与（Ⅰ－、Ⅲ－）两组触发方式。二、双向晶闸管的触发方式第9页/共38页第二节单相交流调压电路一、双向触发二极管组成的触发电路二、单相交流调压电路

1.电阻性负载

2.电感性负载第10页/共38页双向触发二极管PPNOUIUBO内部结构符号伏安特性击穿电压30V图14-3第11页/共38页图14-4触发电路第12页/共38页二、单相交流调压电路1.电阻性负载14-5第13页/共38页公式输出交流电压有效值输出交流电流有效值第14页/共38页～220V图14-7实例1单相交流调光台灯电路第15页/共38页2.电感性负载图14-8电感性负载单相交流调压原理电路及波形第16页/共38页14-9第17页/共38页实例2吊扇的调速电路图14-10吊扇的调速原理图第18页/共38页2.电感性负载时，不能用窄脉冲触发。否则当＜时，会出现一个晶闸管无法导通，产生很大的直流分量，烧毁熔断器或晶闸管。单相交流调压的特点1.电阻性负载时，改变控制角，即可改变负载电压的有效值。移相范围电感性负载时，最小控制角,

移相范围第19页/共38页第三节晶闸管交流开关一、简单交流开关及应用二、过零触发与单相交流调功器三、固态开关第20页/共38页一、简单交流开关应用阳极电压为触发电压，强触发Ⅰ+、Ⅲ－触发方式14-11晶体管交流开关的基本形式第21页/共38页

软起动器电路电动机的软起动与直接全压起动或两级起动（如星/三角形）不同，软起动时电压沿斜坡上升，升至全压的时间可设定在0.5~60s之间。软起动器也有软停止功能，其可调节的斜坡时间在0.5~240s。14-12L1L2L3第22页/共38页软起动特性14-13第23页/共38页软起动器应用采用软起动器将降低起动电流，减少对电网的干扰。如软起动器在起动泵、风机、输送带等设备时，软起动器可分别解决水泵电动机起动与停止时管道内的水压波动；起动风机时传送带打滑及轴承应力过大、输送带起动或停止过程中由于颠簸而造成产品损坏等问题。

因此，软起动器可延长设备的寿命，减少维修。第24页/共38页二、过零触发与单相交流调功器

过零触发：当电压过零时给晶闸管以触发脉冲，使晶闸管工作在全导通或全阻断状态，这种触发方式称为过零触发。晶闸管触发电路的触发方式：其一是前面讲过的移相触发，即触发延迟角可调；其二是过零触发。第25页/共38页调功器在设定的周期内，将电路接通几个周，断开几个周，通过改变晶闸管在设定周期内通断时间的比例，达到调节负载两端电压即负载功率的目的，这种装置称为调功器。第26页/共38页全周过零触发输出电压波形14-14第27页/共38页设TC周期内导通的周数为n，每个周的周期为T，调功器输出电压有效值为式中,Pn

是设定周期TC

内全导通时装置的输出功率（kW）；Un是设定周期TC内全导通时装置的输出电压（V）。公式则调功器的输出功率为第28页/共38页图14-15过零触发电路电路分析波形过零触发电路第29页/共38页（1）锯齿波形成环节锯齿波的底宽对应着一定的时间间隔（TC）。调节电位器RP1即可改变锯齿波的斜率。波形如图14-16a所示。（2）信号综合环节控制电压UC与锯齿波电压叠加后合成电压为us，送至V2基极。当us＞0（0.7V）时，V2导通；us＜0时，V2截止，波形如图14-16b所示。（3）直流开关当V2基极电压Ube2＞0时，V2管导通，Ube3接近零电位，V3管截止，直流开关断开。当Ube2＜0，V2截止，由R8、R9和V6组成的分压电路使V3导通，直流开关导通，接通24V直流电压，V3通断时间如图14-16c所示。过零触发电路分析1电路图波形第30页/共38页控制电压UC，直流开关的导通时间随之，主控开关VT的导通周数，交流输出电压的平均功率。（4）同步电压形成和过零脉冲输出波形如图14-16d所示。本环节与直流开关输出电压（24V）共同控制V4和V5，只有当V3导通期间，V4、V5集电极和发射极之间才有电压，才可能工作。在这期间，同步电压每次过零时，V4截止，V5导通，经脉冲变压器输出脉冲电压，使晶闸管导通，波形如图14-16e所示。过零触发电路分析2电路图波形如何调节功率？第31页/共38页过零触发电路波形图14-16过零触发电路的电压波形分析电路第32页/共38页三、固态开关它是一种以双向晶闸管为主控元件而构成的无触点开关。固态开关（简称SSS）固态继电器（简称SSR）固态接触器（简称SSC）第33页/共38页固态开关——

零电压接通与零电流断开14-17第34页/共38页零电压接通原理1.无输入信号时，V2管饱和导通。

2.电压太高，既便有输入信号，也无法使V2管截止。

3.适当选取R2和R3的值,使交流电源电压在零值区域(±25V)且有输入信号时,V2截止。