第十章晶闸管及其基本电路
晶闸管的结构和工作原理课件

晶闸管的导通实验二
实验 顺序
实验时晶闸管条件
阳极电压 Ua
门极电压 Ua
பைடு நூலகம்
实验后灯 的情况
1
正向
反向
暗
结论
2
正向
零
晶闸管同时在正向阳极电压与正向门
暗
极电压作用下才能导通。
3
正向
正向
亮
电力电子技术
晶闸管的结构和工作原理课件
晶闸管导通后的实验(原来灯亮)
实验 顺序
实验时晶闸管条件
阳极电压 Ua
门极电压 Ua
晶闸管的导通关断条件
实 验 电 路 图
电力电子技术
晶闸管的结构和工作原理课件
点击进入仿真
晶闸管的导通实验一
实验 顺序
实验时晶闸管条件
阳极电压 Ua
门极电压 Ua
实验后灯 的情况
1
反向
反向
暗
结论
2
反向
零
晶闸管在反向阳极电压作用下,不论
暗
门极为何种电压,它都处于关断状态。
3
反向
正向
暗
电力电子技术
晶闸管的结构和工作原理课件
K
晶闸管的结构和工作原理课件
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。
实验后灯 的情况
1
正向
反向
晶闸管课件PPT

V2
K
(1)控制极不加电压 时IG=0,尽管这时晶闸 管的阳极和阴极之间 加有正向电压,由于 V1没有基极电流输入, 因此V1和V2中只有很 小的漏电流,晶闸管 处于阻断状态。
A β1 I G V2 β1 β2 IG + UG - K S G IG V1 RA + UA -
0
π
2π
3π
t 4π ω
输出电压的平均值:
1 Uo = 2π
∫ 2U 2 sin ωtd(ωt )
π α
2U 2 = (1 + cos α ) 2π 1 + cos α = 0.45U 2 2
输出电流的平均值:
Io = Uo U 1 + cos α = 0.45 2 RL RL 2
晶闸管承受的最高正向和反向电压:
VT + u2 - iD VD RL - io + uo
L
2. 单相半控桥式整流电路
uo ,io uo
+ u1 -
+ u2 -
VT 1 a
VT 2 + RL b
io
0 uVT1
io
ωt
uo -
VD 1
VD2
0 uVT2
u2的正半周VT1和VD2承受正 向电压。这时如对晶闸管 VT1引入触发信号,则VT1和 VD2导通,电流通路为: a→VT1→RL→VD2→b 这 时 VT2 和 VD1 都 因 承 受 反 向电压而截止。
10.1.3 晶闸管的工作特性与主要参数
1.正向特性 正向特性 UAK>0,IG=0时,晶 闸管正 向阻断,对应特性曲线的0A 段。此时晶闸管阳极和阴极 之间呈现很大的正向电阻, 只有很小的正向漏电流。当 UAK增加到正向转折电压UBO 时,PN结J2 被击穿,漏电流 突然增大,从A点迅速经B点 跳到C点,晶闸管转入导通 状态。晶闸管正向导通以后 工作在BC段,电流很大而管 压降只有1V左右,此时的伏 安特性和普通二极管的正向 特性相似。
《晶闸管整流电路》课件

电源
实验设备与测试方法
示波器 万用表
测试方法
实验设备与测试方法
使用示波器观察整流电路的输出波形
记录实验数据和波形,以便后续分析
使用万用表测量各点的电压和电流值
调试步骤与注意事项
调试步骤 1. 检查实验设备是否完好,确保电源、导线等正常工作。
2. 根据实验要求连接电路,确保连接正确无误。
启动条件
需要满足一定的电压和电 流条件,以确保晶闸管能 够正常启动。
正常工作过程
电流流向
工作状态
在正常工作状态下,电流从阳极流向 阴极,同时维持一定的电压和电流值 。
晶闸管整流电路处于稳态工作状态时 ,各参数保持恒定,系统稳定运行。
控制方式
通过调节触发信号的相位角,可以控 制输出电压和电流的大小,从而实现 整流功能。
2. 总结实验中的问题和不足之处,提出改进措施 。
THANKS.
电感器
总结词:特性
详细描述:电感器是一种储能元件,具有隔交通直的特 性。在整流电路中,它能够有效地将交流分量转化为磁 场能储存起来并在需要时释放出来。
03
晶闸管整流电路的
工作过程
启动过程
启动方式
通过在阳极和阴极之间施 加正向电压,使晶闸管从 截止状态进入导通状态。
触发信号
在启动过程中,需要施加 一个触发信号,使晶闸管 内部的电子发生跃迁,从 而导通电流。
设计原则与步骤
电路仿真
利用仿真软件对设计的电路进行模拟,验证其性能和可 靠性。
优化改进
根据仿真结果,对电路进行优化和改进,提高其性能和 可靠性。
元件选择与参数计算
1 2
元件选择
根据电路的工作环境和性能要求,选择合适的元 件型号和规格。
晶闸管及其基本电路概述

4) 反向阻断状态——阳极加反向电压时,反向漏电流
很小。当反向阳极电压增加到某一数值(shùzí)时,反向漏
电流 ,这时对应的电压值称为
(反向不重复峰值电
压)或 SM
U BR
注:晶闸管的反向伏安特性与二极管反向特性类似。
第十页,共38页。
4. 主要参数
向阻1断)时U,D可R(M以断(态kě重yǐ复)重峰复值加电在压晶)闸—管—两在端控的制正极向断峰路值和电晶压闸管,正它
第三十二页,共38页。
2. 单相全控桥式整流(zhěngliú)电路
第三十三页,共38页。
1) 它与半控桥的区别: l 四只全是晶闸管。 l 每半周期要求触发两只晶闸管。 l 电感性负载(无续流二极管)时,输出电压的瞬时值出现负
值。
U d
2
2
2U 2 sin td ( t) 0.9U 2 cos
2) 内部结构 ——它是PNPN四层三端元件(yuánjiàn)。
3) 符号(如图所示)
第四页,共38页。
2. 工作(gōngzuò)原理
l 实验情况
1)晶闸管承受正向电压,开关S(控制极) 断开,此时电灯不亮,晶闸管关断。
2)在控制极与阴极之间再加上正向电压(S 接通),电灯发亮,晶闸管导通。
3)晶闸管承受反向电压,不论S是否接通, 电灯均不亮,晶闸管关断(阻断)。
第三十页,共38页。
4) 反电势(diànshì)负载
第三十一页,共38页。
分析:
(a)导通条件:
l 电源电压大于反电势;
l 有触发脉冲。
(b)
比电阻性负载
大,U d
。
( c )当电大,流I d必的须幅U降d值R低与E(平ji均àn值gd之ī)比电相流
晶闸管的作用及其工作原理分析

变频调速
晶闸管可用于变频调速电路中,控制交流电动机 的转速。
保护电路
晶闸管可用于保护电路,如过流保护、过压保护。
晶闸管的工作原理
PN结
晶闸管由PN结组成,其中正向扫 描时,PN结将直接导通,产生一 个电流。
控制极
通过控制极控制PN结的电流,控 制晶闸管的导通和截止。
触发器
通过触发器向控制电极施加信号, 控制晶闸管的导通时间。
交通运输
发光二极管广泛应用于车灯、 交通信号灯等方面。
晶闸管的优缺点
优点
可控性强,导通电流大,占用空间小,有良好的 温度特性。
缺点
电磁干扰强,安全性能较差,半导体芯片易受静 电损伤。
发展趋势和展望
智能家居
晶闸管将在智能家居领域中继续 得到广泛应用。
可再生能源
随着可再生能源的广泛应用,晶 闸管在变频调速电路中将越来越 重要。
电动汽车
晶闸管在电动汽车控制电路中的 应用也将得到进一步扩展。
晶闸管的作用及其工作原 理分析
晶闸管是一种电子元器件,广泛应用于各种电子电路中。它具有特殊的开关 功能,可以控制电流的方向和大小。本次演讲将深入探讨晶闸管的工作原理 和应用场景。
晶闸管的作用
电流控制
晶闸管可以控制电流的方向和大小,常用于交流 电路的控制。
电压控制
晶闸管可用于电源电路控制,防止电压过高或过 低。
晶闸管符号
晶闸管的符号是两个箭头,表示 PN结是可控的,可通过控制电极 控制导通。
晶闸管的组成部分
1 PN结
由P型半导体和N型半导体组成,用于产生电 流。
2 控制电极
用于控制PN结的电流,控制晶闸管的导通和 截止。
3 触发器
电工电子技术基础第十章

第二节 晶体三极管
不同的晶体管, 值不同,即电流的放大能力不同,一般为 20 ~ 200。 ② 直流电流放大系数 I C IB 通常 晶体管的放大作用的意义: 基极电流的微小变化引起集电极电流的较大变化,当基极 电路中输入一个小的信号电流 ib ,就可以在集电极电路中得到 一个与输入信号规律相同的放大的电流信号ic。 可见,晶体管是一个电流控制元件。
操作:调节(或改变 E1 )以改变基极电流 IB 的大小,记录 每一次测得的数据。
次数
电流
IB/mA IC/mA
1
0 0.01
2
0.01 0.56
3
0.02 1.14
4
0.03 1.74
5
0.04 2.33
IE/mA
0.01
0.57
1.16
1.77
2.37
(1)直流电流分配关系:
IE IC IB
晶体三极管
一、晶体管的结构 二、晶体管的放大作用
三、晶体管的三种工作状态
四、晶体管的主要参数 五、晶体管的管型和管脚判断
第二节 晶体三极管
一、晶体管的结构
1.结构和符号
、发射区 三个区:集电区、基区 (1)结构: 两个PN 结:集电结、发射结 发射极:e 三个区对应引出三个极: 基极:b 集电极:c
第二节 晶体三极管
(2)放大状态 UBE 大于死区电压,IB > 0,集电极电流 IC 受 IB 控制,即
I C I B 或 ΔI C Δ I B
晶体管处于放大状态的条件是:发射结正偏,集电结反偏, 即VC > VB > VE (NPN管,PNP管正好相反) 。
第二节 晶体三极管
晶闸管及其触发电路简介

第一节
b2 Rb2 A Rb1 b1
单结晶体管触发电路
Ue
e
VD
UD
R U b 2 bb U U A bb R R b 1 b 2
P
B
V
ie U
e
b2 b1
Ubb
截止区 负阻区 饱和区
Ue
ie
饱 和 区
Ue达到UV 之后,单结晶体管处于饱和导通状态。
第一节
单结晶体管触发电路
二、单结晶体管自激振荡电路
7
8 7 6 5 4 3 2 1
5
J 0 4 K 0
J 0 4 K 0
C
1
R 10 C
8
8 7 6 5 4 3 2 1
R 11 C
9
8 7 6 5 4 3 2 1
J04 K 0
R
12
( 1~ 6 脚 为 6路 单 脉 冲 输 入 )
1
2
3
4
5
6
7 10
K J041
16 15 14 13 12 11
8
集电极
C集 电 极 a )
栅极
c )
发射极
绝缘栅双极晶体管(IGBT)
导通关断条件
C
驱动原理与电力MOSFET基 本相同,属于场控器件,通 断由栅射极电压uGE决定。
G
E
绝缘栅双极晶体管(IGBT)
导通关断条件
C
导通条件:在栅射极间加正 电压UGE。 UGE大于开启电压UGE(th) 时,MOSFET内形成沟道, G 为晶体管提供基极电流, IGBT导通。
V1 4 R2 1 V1 3 V1 5
V1 6 15
5 +15V R2 3
晶闸管的电路原理及其调压电路分析

晶闸管的电路原理及其调压电路分析作者:龚国俊来源:《硅谷》2014年第10期摘要主要介绍应用晶闸管设计出调光电路,实现以小功率信号控制大功率系统的功能,高效完成对电能的变换和控制。
关键词晶闸管控制电压中图分类号:TN342 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)10-0043-011 晶闸管调光电路原理图(图1)图1 晶闸管调光电路原理图2 主要电器元件2.1 晶闸管(图2)图2 晶闸管符号和结构晶闸管即硅晶体闸流管,俗称可控硅(SCR)。
特点是以小功率信号去控制大功率系统,可以作为强电与弱电的接口,高效地完成对电能的变换和控制。
必须同时具备两个条件才能导通晶闸管:一是正向电压加上晶闸管主电路。
二是合适的正向电压机上晶闸管控制电路。
晶闸管作为半控制器件,一旦导通晶闸管,门会随即失去控制作用。
因此只有通过使用阳极电压减小到零或者是通过反方向的方法将关断晶闸管。
晶闸管检测:①把万用表置于R X 1K挡,测量阳极与阴极之间、阳极与控制极之间的正、反向电阻,正常时阻值较大(几百千欧以上)。
②把万用表置于R X 1挡或R X 10挡,用红、黑两表笔分别测任意两引脚间正、反向电阻,当检测到阻值为几十欧的一次,此时控制极G作为黑表笔的引脚,阴极K作为红表笔的引脚,阳极A作为另一个引脚。
③把万用表置于R X 1挡或R X 10挡,A极接黑表笔,K极接红表笔,此时的阻止无穷大。
保持黑表笔与A及接触的同时,让黑表笔与G极相接触,这时万用表阻值明显变小,这说明晶闸管被触发导通,断开黑表笔与G极的接触仅保持黑表笔与A极的接触,如果此时晶闸管异常处于导通状态,基本说明晶闸管是好的。
注意:这种判断晶闸管能否触发的方法只对小功率管有效,当判断大功率晶闸管时,由于其需要较大的触发电流,万用表无法提供如此大的测试电流,因而可能无法判断。
2.2 单结晶体管(图3)图3 单结晶体管的符号和结构单结晶体管(简称UJT)又称双基极二极管,有一个PN结和两个电阻接触电极。
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• 半导体器件向两个方向发展:微电子和电力电子 • 1:微电子向微观发展---集成电路。主要实现信号的变换和传递。 • 2:电力电子向大功率发展---晶闸管。主要实现电功率的变换和
控制;既实现强电的传输,但用弱电控制。 • 晶闸管的优点: • 1)用弱电信号控制大功率的电能传输。 • 2)控制灵敏,反应快。既控制时导通及截止快(微秒级)。 • 3)损耗小,效率高(压降仅1V)。 • 4)体积小,重量轻。
• 晶闸管的缺点:
• 1)过载能力差。过电流,过电压时容易损坏,要采用保护措施, 使用的电压及电流要留余量。
• 2)抗干扰能力差,易受冲击电压的影响。
• 3)导致电网电压波形畸变,产生高次谐波分量,对电网产生干 扰。
• 4)控制电路复杂。
10.1 电力半导体器件
10.1.1 晶闸管(Silicon Contrilled Rectifier—SCR) 1.晶闸管的结构和符号:是可控制的硅整流元件----可控硅。
2.晶闸管的工作原理:
晶闸管具有可控的单向 导电性。
1)可控性:既当控制极 (G)加电压才导通。
2)单向导通:反向电压 时不导通。
晶闸管可以看成两支晶体管的组合:
晶闸管的特性:
1)起始时若控制极不加电压,则无论阳极加正向电压或反向电压, 晶闸管均不导通。
2)晶闸管的阳极和控制极同时加正向电压晶闸管才导通,晶闸管 导通同时具备的两个条件。
上的电压为电源的相电压。改变触发脉冲的相位可得到不同的直流 电压。
1.电阻性负载:相邻两相的 电压波形交点为自然换相点。 控制角α从自然换相点算起。
1)当α=0时:三相触发角相差2π/3。
2)当0≤α≤π/6时:三相触发角相差2π/3。
3)当π/6 ≤α≤5π/6时:三相触发角相差2π/3。
当α=5π/6时,Ud=0。 电阻负载时, α的移相范 围为0~5π/6
4.晶闸管的主要参数:
1)断态重复峰值电压UDRM:比正向转折电压UBO小100V。
2)反向重复峰值电压URRM:比反向击穿电压UBR小100V。
3)额定通态平均电流(额定通态平均电流)IT:即晶闸管的额定 电流。表示可以连续的工频正弦半波电流的平均值。
4)维持电流IH:在控制极断路的情况,维持元件继续导通的最小 电流 。
只要在GTO的控制极加不同极性的脉冲触发信号就可以控 制其导通与断开,但GTO所需的控制电流远较晶闸管大.例如, 额定电流相同的GTO与晶闸管相比较,如果晶闸管需要30μA 的控制触发电流.则GTO约需要20mA才能动作。
(2)GTO的动态特性较晶闸管要好。
3.功率晶体管:使用于高电压和高电流的晶体管。
2).电感性负载;
2).反电势负载; 电流是断续的
加平波电抗器后,负载的电流是连续的
2.单相全控桥式整流电路:
用两只晶闸管代替半控桥中的两只二极管即组成全控桥。带电阻 负载时电路的输出与半控桥相同。带电感负载且没有续流二极管,电 压波形会出现负值。
10.3 三相可控整流电路
10.3.1 三相半波可控整流电路 变压器的副边接成星形,有公共零点,也叫三相零式电路。负载
1.无源逆变的工作原理
2.单相无源逆变的电压控制: 变频控制中要电压协调,使U/f为定植,实现过载能力不变。
如何实现电压控制: 1)控制逆变器的直流输入电压:
当采用交-直-交时,调节交-直整流单元的触发角 当采用直-交时,直接调节直流电压的大小 2)在逆变器内部的电压控制:
A.脉宽控制:
B.脉冲宽度调制:
2.电感性负载:
由于电感的作用,电流的 变化落后于电压的变化.
当α=π/2时,Ud=0。三相半波整流电路带电 感负载时, α的移相范围为0~π/2.
当α=π/3时
三相半波整流电路只用三只晶闸 管.但晶闸管承受的反向电压高.
10.3.2 三相桥式全控整流电路
对于共阴极组的晶闸管而 言某一相电压较其他两相为 正,同时又有触发脉冲,该相 晶闸管触发导通.对于共阳 极组的晶闸管而言某一相电 压较其他两相为负,同时又 有触发脉冲,该相晶闸管触 发导通.
10.2 单相可控整流电路
可组成单相半波,单相桥式,三相零式和三相桥式整流电路。
10.2.1 单相半波可控整流电路 1.带电阻负载的可控整流电路:
2.带电感性负载的可控整流电路:
3.带电感性负载的可控整流电路(加续流二极管):
10.2.2 单相桥式可控整流电路 1.单相半控桥式整流电路;
1).电阻性负载;
5.晶闸管的型号及其含义:3CT50/500
6.如何判别管子的好坏:
10.1.2 其他电力半导体器件
1.双向晶闸管:用于交流电路。相当与两只普通的晶闸管的反 并联,或叫交流晶闸管。控制极对电源的两个半周均有触发控制 作用。
2.可关断晶闸管:可控制关断。
(1)GTO的控制极可以控制元件的导通和关断,而晶闸管控制极 只能控制元件的导通。
三相全控桥式整流电路是三相半波整流电路的两倍.
三相桥式全控整流电路输出 电压数值等于共阴极组与共阳 极组输出电压之和,即为 线电压
10.4 逆变器
10.4.1 有源逆变电路 整流是指电能有交流侧向直流侧传送;而逆变则是指电能有
直流侧向交流侧传送. 1.整流状态:
10.4.2 无源逆变电路 无源逆变电路是指把直流电变成交流电供向负载.
3)晶闸管导通后,控制极就失去了作用;要使晶闸管由导通变为 关断,就要将晶闸管的正向电压降到一定值(正向电压关断或正向 电压反向)。
晶闸管PN结间可通过几十A~几千A的电流。
3.晶闸管的伏安特性:
1) 晶闸管的正向转折电压UBO(断态不重复峰值电压 UDSM);随控制极电流的增大而减小。
2) 晶闸管的反向转折(击穿)电压UBR(反向不重复峰值电 压UDSM);随控制极电流的增大而减小。