可控硅整流装置工作原理及保护措施论文
可控硅整流电路分析
可控硅整流电路分析一、可控硅整流电路的基本原理可控硅是一种半导体开关器件，由四层PNPN结构组成。
其工作原理基于PN结、P型耗尽区和控制电压的作用。
在正半周中，当控制电极施加正向火电压时，控制电流通过可控硅的上一层，使得P1-N1结反偏，形成障碍层，此时即使主极间加上反向电压也无法导通，所谓双向封锁；当控制电极去掉电压时，障碍层消失，主极间再加上正向电压，即可导通。
在负半周中，主极间加上正向电压时，P1-N1结正常导通，但是当控制电极加上正向电压时，由于N2层和P2层之间存在空间电荷区，从而隔断主极电压，所谓单向封锁。
可控硅整流电路利用可控硅开关功能的特点，将交流输入电压转换为直流输出电压。
二、可控硅整流电路的工作模式1.单向导通模式在单向导通模式下，可控硅的控制电极与主极间保持正向电压，使得可控硅导通。
此时，整流电路将输入交流电转换为单向的脉动直流电。
2.单向封锁模式在单向封锁模式下，可控硅的控制电极断开电压，使得可控硅反向阻断。
此时，整流电路不导通，输入交流电被隔断。
3.双向导通模式在双向导通模式下，可控硅的控制电极与主极间交替加上正向电压和零电压，以周期性地使可控硅导通和阻断。
此时，整流电路可以实现无脉动的双向直流输出。
三、可控硅整流电路的性能分析1.效率可控硅整流电路的效率被定义为直流输出功率与交流输入功率的比值。
效率通常由两部分组成：导通时段的效率和封锁时段的效率。
导通时段的效率取决于主极间的导通电压和电流，而封锁时段的效率取决于可控硅的电压封锁和损耗。
2.波形畸变可控硅整流电路的输出波形通常具有一定的畸变，主要表现为谐波含量较高。
这是由于可控硅导通和封锁时存在过渡时间，以及可控硅的非线性特性所导致的。
为了减小波形畸变，可以采用增加可控硅数目、增加电感和电容滤波等方法。
3.动态响应总结：可控硅整流电路是一种常用的电力电子器件，通过可控硅的开关功能实现交流电转换为直流电。
可控硅整流电路的工作模式包括单向导通、单向封锁和双向导通。
可控硅整流器的原理、结构及用途
可控硅整流器的原理、结构及用途发布日期：2012-06-08 浏览次数：459核心提示：可控硅整流器，是一种以晶闸管(电力电子功率器件)为基础，以智能数字控制电路为核心的电源功率控制电器。
具有效率高、无机械可控硅整流器，是一种以晶闸管(电力电子功率器件)为基础，以智能数字控制电路为核心的电源功率控制电器。
具有效率高、无机械噪声和磨损、响应速度快、体积小、重量轻等诸多优点。
晶闸管(Thyristor)是晶体闸流管的简称，又称作可控硅整流器(Silicon Controll ed Rectifier——SCR)，以前被简称为可控硅。
由于其能承受的电压和电流容量仍然是目前电力电子器件中最高的，而且工作可靠，因此在大容量的应用场合仍然具有比较重要的地位。
自从20世纪50年代问世以来已经发展成了一个大的家族，它的主要成员有单向晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管、逆导晶闸管、可关断晶闸管、快速晶闸管，等等。
今天大家使用的是单向晶闸管，也就是人们常说的普通晶闸管，它是由四层半导体材料组成的，有三个PN结，对外有三个电极〔图2(a)〕：第一层P型半导体引出的电极叫阳极A，第三层P型半导体引出的电极叫控制极G，第四层N型半导体引出的电极叫阴极K。
从晶闸管的电路符号〔图2(b)〕可以看到，它和二极管一样是一种单方向导电的器件，关键是多了一个控制极G，这就使它具有与二极管完全不同的工作特性。
可控硅整流器的工作原理可控硅是P1N1P2N2四层三端结构元件，共有三个PN结，分析原理时，可以把它看作由一个PNP管和一个NPN管所组成当阳极A加上正向电压时，BG1和BG2管均处于放大状态。
此时，如果从控制极G输入一个正向触发信号，BG2便有基流ib2流过，经BG2放大，其集电极电流ic 2=β2ib2。
因为BG2的集电极直接与BG1的基极相连，所以ib1=ic2。
此时，电流ic2再经BG1放大，于是BG1的集电极电流ic1=β1ib1=β1β2ib2。
scr可控硅在整流电路上的应用
scr可控硅在整流电路上的应用1.引言1.1 概述在整流电路中，可控硅是一种重要的元件。
它具有可控性强、耐压能力高、效率高等优点，因此在电力领域中得到广泛应用。
本文将介绍可控硅的基本原理及其在整流电路中的应用。
可控硅是一种单向导电元件，通过控制其门极电压或电流，可以实现对其导通或截止状态的控制。
由于其具有双向可导电性，可以将交流电信号转换为直流电信号，因此在整流电路中起着重要的作用。
在整流电路中，可控硅通常被用作整流桥电路的主要元件。
整流桥电路主要用于将交流电转换为直流电，常用于电源供给等领域。
可控硅的特性使得它能够控制电流的流动方向，并能够将交流信号转换为单向的直流信号。
可控硅在整流电路中的应用具有很大的优势。
首先，可控硅具有较高的效率和稳定性，可以实现高效的能量转换。
其次，可控硅能够进行迅速的开关控制，可靠地实现交流信号到直流信号的转换。
此外，可控硅的耐压能力较高，能够满足电力系统中的高电压需求。
总之，可控硅在整流电路中具有重要的应用价值。
本文将深入探讨可控硅的基本原理以及其在整流电路中的应用。
同时，还将展望可控硅在电力领域的未来发展，为读者对该领域有一个全面的了解。
1.2 文章结构本文主要讨论了可控硅在整流电路上的应用。
为了更好地组织文章内容，本文将按照以下结构进行论述。
首先，在引言部分，我们会对文章进行概述，介绍可控硅的基本原理和整流电路的应用背景。
并阐明文章的结构和目的，确保读者能够清晰地理解文章的主题和篇章结构。
接下来，在正文部分，我们会详细介绍可控硅的基本原理。
首先，我们将解释可控硅是一种什么样的器件，以及它的工作原理。
然后，我们将重点探讨可控硅在整流电路中的应用。
我们将介绍可控硅在单相和三相整流电路中的作用，并说明它在电力系统中的重要性。
我们还将分析可控硅在整流电路中的优势和限制，并介绍相关的电路拓扑结构和控制策略。
最后，在结论部分，我们将总结可控硅在整流电路上的应用。
我们将回顾本文的主要内容，强调可控硅的优点和局限性，并对其在电力领域的未来发展进行展望。
浅谈可控硅整流装置的调试与维护
浅谈可控硅整流装置的调试与维护作者：李志强来源：《中国新技术新产品》2016年第17期摘要：可控硅的应用范围很广范。
它可用作硅整流，把交流电变成大小可调的直流电也可用作逆变，把直流成各种频率的交流电，还可用作直流电路或交流电路中的开关。
由于它具有体积小、重量轻、效率高、动作快、无噪声、操作维护方便等优点，在国防、航运、冶金、石油、机械制造等行业得到广泛应用。
可控硅技术已成为一项就用很广的电子新技术。
可控硅整流装置是指使用可控硅这种可控型的半导体器件进行整流的装置。
用处就是将交流变成直流，可用于直流电源、交直流电机控制控制等等。
关键词：可控硅；整流；调试；主回路保护；维修中图分类号：TD614 文献标识码：A一、可控硅整流装置的调试1.单相可控硅整流装置的调试（1）仔细检查主电路与控制电路的接线是否正确，特别要注意可控硅的控制极不要与其他部分发生短路，可控硅和散热器应拧紧。
（2）检查熔断器是否已装上。
（3）一般先调试控制电路，然后再调主电路。
（4）控制电路的调试步骤是：在控制电路接上电源后，先用示波器观察稳压管两端的电压波表，有无梯形波，再驼罕触发电路中电容两端的电压波形，有无锯齿波，最后调整触发电路中的电位器，看锯齿波的数目是否均匀变化。
否则要检查原因，排除冬天爷爷障后重新调试。
（5）电路的调试步骤如下：用调压器给主电路加一个低电压（10V～ 20V），用示波器观察阴阳极之间的电压波形，波形上有一部分是一条平线，它是可控硅的导通部分，调节触发电路时的电位器，波形是平线的长度跟随变化，表示可控硅导通角可调，电路工作正常，否则需检查原因，排除故障后重新调试。
待检查无误后，给主电路加上工作电压再复查一遍。
2.三相可控硅整流装置的调试单相可控硅整流装置的调试步骤对于三相可控硅装置同样适用，在三相装置中还应作如下的调试步骤：（1）检查三相电源的相序，按照要求的电源相序，接通主电路与控制电路。
（2）检查三相触发电路与主电路的相位一致性。
可控硅整流原理
可控硅整流原理可控硅（SCR）是一种半导体器件，具有单向导电性能，可用于整流电路。
可控硅整流器是一种常见的电力电子装置，广泛应用于交流电源的整流和调节。
本文将介绍可控硅整流原理及其工作原理。
可控硅整流器是一种电子器件，由可控硅和辅助电路组成。
可控硅是一种双向触发器件，只有在外部触发脉冲作用下才能导通，所以它能够实现对交流电压进行整流。
可控硅整流器的工作原理是利用可控硅的触发角控制来实现对交流电压的整流。
在正半周，当交流电压的极性为正时，可控硅的阳极和门极之间的电压为正，此时可控硅处于关断状态，不导通。
当触发脉冲到来时，可控硅的门极电压达到触发电压，可控硅导通，形成通路，电流开始流过可控硅。
在负半周，当交流电压的极性为负时，可控硅的阳极和门极之间的电压为负，同样处于关断状态。
当再次触发脉冲到来时，可控硅再次导通，形成通路，电流继续流过可控硅。
通过这样的方式，可控硅整流器能够将交流电压转换为直流电压输出。
可控硅整流器的触发角是指可控硅导通的相位角，它决定了整流电路的输出电压和电流的大小。
通过控制触发角，可以实现对输出电压的调节。
当触发角较小时，可控硅导通的时间较长，输出电压较大；当触发角较大时，可控硅导通的时间较短，输出电压较小。
因此，可控硅整流器能够实现对输出电压的调节，从而实现对电力系统的功率控制。
总之，可控硅整流器利用可控硅的触发角控制，实现对交流电压的整流和调节。
它具有结构简单、控制方便、效率高等优点，被广泛应用于电力系统中。
希望本文能够帮助读者更好地理解可控硅整流原理及其工作原理，为相关领域的研究和应用提供一定的参考价值。
可控硅整流原理
可控硅整流原理可控硅（SCR）是一种半导体器件，它具有双向导电性能，可以实现电流的控制和整流功能。
在电力系统中，可控硅整流器被广泛应用于交流电源的调节和控制，具有很高的效率和可靠性。
本文将介绍可控硅整流原理及其应用。
首先，我们来看一下可控硅的基本结构和工作原理。
可控硅由四层半导体材料组成，其中有一个控制端和两个电极端。
当控制端施加一个触发脉冲信号时，可控硅将导通并保持通态，直到电流下降到零。
这种特性使得可控硅可以实现交流电源的整流功能。
在实际应用中，可控硅整流器通常由可控硅、二极管和电感器组成。
当交流电源输入到整流器中时，可控硅将根据控制信号进行导通，将正半周的电流导通，而在负半周则处于关断状态。
通过这种方式，交流电源可以被转换为直流电源输出。
同时，二极管和电感器可以对电流进行滤波和稳压，确保输出电压的稳定性和纹波度。
除了整流功能，可控硅整流器还可以实现电流的调节和控制。
通过改变控制信号的触发角度，可以实现对输出电压和电流的调节，从而满足不同的电源需求。
这种灵活性使得可控硅整流器在工业控制和电力调节中得到广泛应用。
在电力系统中，可控硅整流器还可以实现功率因素的校正和谐波的抑制。
通过控制可控硅的导通角度和触发脉冲的宽度，可以实现对功率因素的调节，提高系统的功率因数。
同时，可控硅整流器还可以对谐波进行滤波和抑制，减少对电网的干扰。
总的来说，可控硅整流器具有高效、可靠和灵活的特点，可以实现对交流电源的整流、调节和控制。
在电力系统中，可控硅整流器发挥着重要的作用，提高了电能利用率和系统的稳定性。
随着电力电子技术的不断发展，可控硅整流器将会有更广泛的应用前景。
以上就是关于可控硅整流原理的介绍，希望能够对读者有所帮助。
可控硅整流器作为一种重要的电力电子器件，其原理和应用具有很高的实用价值，为电力系统的稳定运行和能源的高效利用提供了重要支持。
希望本文能够帮助读者更好地理解可控硅整流器的工作原理和应用特点，为相关领域的研究和工程实践提供参考。
可控硅整流装置的作用
可控硅整流装置的作用可控硅整流装置是一种电子器件，主要用于将交流电转换为直流电。
它的作用是实现电能的整流和控制，使得交流电能可以被直流设备所使用。
可控硅整流装置由可控硅元件、电源、电感、电容等组成。
可控硅元件是其中的关键部分，它可以通过控制电压信号来控制电流的通断。
电源提供所需的电能，电感和电容则用于滤波和稳压，以保证输出的直流电质量。
可控硅整流装置的作用主要体现在以下几个方面：1. 实现电能的整流转换：可控硅整流装置可以将交流电转换为直流电，使得交流电能可以被直流设备所使用。
这在许多领域都有广泛的应用，比如电力系统、工业控制、电动机驱动等。
2. 控制电流的大小和方向：可控硅整流装置通过控制可控硅元件的通断来实现对电流的控制。
它可以根据需要调整电流的大小和方向，以满足不同设备的工作要求。
这种灵活的控制方式使得可控硅整流装置在各种场合下都能发挥重要作用。
3. 提高电能利用率：可控硅整流装置可以实现精确控制电流的通断，避免了传统整流电路中的能量损耗。
它能够将电能转换为直流电并输出，提高了电能的利用率，降低了能源的浪费。
4. 实现电压的稳定输出：可控硅整流装置通过配合电感和电容等元件，可以实现对输出电压的稳定控制。
它能够消除电网中的谐波和噪声，保证输出电压的质量，使得直流设备能够稳定工作。
5. 实现电能的变换和传输：可控硅整流装置不仅可以将交流电转换为直流电，还可以通过逆变器等装置将直流电转换为交流电。
这样，可控硅整流装置可以实现电能的变换和传输，满足不同设备的需求。
可控硅整流装置是一种重要的电子器件，可以实现电能的整流和控制。
它在电力系统、工业控制、电动机驱动等领域都有广泛的应用。
通过灵活控制电流的大小和方向，提高电能利用率，实现电压的稳定输出，以及实现电能的变换和传输，可控硅整流装置为电能转换提供了一种可靠和有效的解决方案。
可控硅整流器工作原理
可控硅整流器工作原理可控硅是一种多层PN结的半导体器件，具有三个电极：主极（Anode）、控制极（Gate）和触发极（Cathode）。
可控硅器件具有两种工作状态：导通状态和截止状态。
在可控硅整流器中，交流电源的正半周与负半周分别作用于主极和触发极，其工作原理如下：1.导通状态：当交流电源的电压正半周作用于主极时，主极变为正极，触发极变为负极。
此时，若控制极施加一个正电压，就可以激发PN结，使之进入导通状态。
2.截止状态：当交流电源的电压负半周作用于主极时，主极变为负极，触发极变为正极。
此时，无论控制极施加什么电压，都不能激发PN结，使之进入截止状态。
通过对控制极施加不同电压，可实现可控硅整流器的工作状态切换，从而实现电流的控制。
1.整流过程：在交流电源正半周的导通状态中，如果可控硅器件导通，则交流电源的正半周通过可控硅器件，输出为直流电流。
此时，输出电流的大小与控制极施加的电压有关，通过控制极电压的调节，可以控制输出电流的大小。
2.关断过程：当交流电源的电压负半周的时候，可控硅器件处于截止状态，电流无法通过。
这个过程中，交流电源的负半周电压通过一个旁路二极管（反向偏置）绕过可控硅器件，输出为直流电流。
通过控制极施加不同的电压，可实现整流和关断状态的切换，从而实现了可控硅整流器对交流电的转换。
需要注意的是，可控硅整流器由于具有导通状态和截止状态的非线性特性，会产生较大的谐波失真和功率消耗。
因此，在实际应用中，通常需要搭配滤波电路对输出进行滤波处理，以提高整流器的效率和输出电流质量。
总结起来，可控硅整流器工作原理是通过对控制极施加不同电压，控制可控硅器件的导通和截止状态，实现对交流电的整流和输出电流的控制。
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可控硅整流装置的工作原理及保护措施
摘要：在整流装置过载或输出短路时，保护措施能起到安全保护功能，归结为限流保护和过电流保护。
这两种保护是否可靠，直接影响控硅整流装置的质量，代表着控硅整流装置的水平。
本文主要介绍了相控可控硅整流装置的控制原理，及限流、过电流保护在相控可控硅整流充电装置的应用。
关键词：可控硅整流装置开环控制闭环控制限流与过电流保护中图分类号： u264.3+71 文献标识码： a 文章编号：1 概述相控整流充电装置不论在电力系统还是在现代工业的各行各业中已得到广泛应用。
例如在电力系统中，即可作为系统控制、保护的工作电源，又可作为蓄电池的充电装置。
可控硅整流装置要安全运行，必须有可靠的保护措施。
在整流装置过载或输出短路时，保护措施能起到安全保护功能，归结为限流保护和过电流保护。
这两种保护是否可靠，直接影响控硅整流装置的质量，代表着控硅整流装置的水平。
2 可控硅整流装置的控制原理可控硅是可控硅整流元件的简称,是一种具有三个pn 结的四层结构的大功率半导体器件,一般由两晶闸管反向连接而成.它的功用不仅是整流，还可以用作无触点开关以快速接通或切断电路，实现将直流电变成交流电的逆变，将一种频率的交流电变成另一种频率的交流电等等。
可控硅和其它半导体器件一样，其有体积小、效率高、稳定性好、工作可靠等优点。
它的出现，使半导体技术从弱电领域进入了强电领域，成为工业、农业、交通运输、军事科研以至商业、民用电器等方面争相采用的
元件。
可控硅整流就是利用可控硅整流元件把交流电变换成大小可调的直流电。
以单相全桥为例，可控硅整流装置的输出电压ud与可控硅控制角α之间的关系如下式：
ud=0.9uz1cosα
ud：可控硅整流装置输出电压；
uz1：整流变压器二次侧线电压；
α：可控硅控制角由上式可以看出，可控硅整流装置的输出电压与可控硅控制角α有关。
α实际上由控制电压uy决定.即当uy
增加时，α增大，则ud减小；当uy减小时，α减小，ud增大。
所以调节uy的大小，可以控制整流装置的输出电压值。
这就是整流装置的开环控制（手动控制）。
整流装置的输出通过自动调节单元来控制uy这一过程便构成了可控硅整流装置的闭环控制（自动控制），调节单元为整个控制系统的核心，这个调节单元设计的如何，决定着整流装置能否正常工作。
调节单元的构成及原理如图2所示。
图中uvf、uif为装置输出电压或电流反馈信号。
当只有电压反馈uvf时，整流装置工作在恒压状态下；当只有电流反馈uif时，装置工作中恒流状态下。
r1、r3、r5、c、n构成了pi调节器。
pi调节器输出uy与电压反馈uvf之间的关系为：
由式中可以看出，uvf决定uy，从而决定整流装置的输出电压ud,这样就构成了一个自动调节系统。
由于加入了这一调节单元就使整流装置自动工作在恒压或恒流状态。
当电网波动或整流装置负载变
化而引起整流装置输出电压高于输出整定值时，电压反馈uvf升高，则控制角α增大。
由整流装置输出电压公式可以看出，ud相应减小，以达到整定值。
同理，当整流装置输出电压低于整定值时，其电压反馈uvf减小，uy减小，控制角α减小，使ud增大，以达到整定值。
通过这种自动调节，使整流装置达到稳压的目的。
整流装置处于恒流工作状态时，其调节过程与恒压状态的调节过程原理相同，这里不再赘述。
rp2为整流装置设定值调整电位器，通过rp2的调整，使装置输出保持一定的电压值。
3 限流保护限流保护是在整流装置工作在恒压状态下所加入的
一种保护措施。
当整流装置输出电流超过额定值时，这种保护能使整流装置输出电压降低，从而使装置输出电流降低，并使装置继续运行，如下图所示。
图中r1、r2、r4、n1构成反相运算放大器，r5、r6、r7、n2构成反相器；v1、v2组成自复式选通电路；r8、r9、r10、r12、c1、、n3构成pi调节器；rp1来完成限流值的设置；rp2来完成整流装置输出电压值的设定。
电流反馈信号uif经运算放大器放大，再经反相器倒相后，与电压反馈信号uvf通过选通电路迭加在一起，做为pi调节器的输入。
这里运算放大器n1与反相器n2完成电流反馈信号的放大作用。
电路应这样设计和调整，当整流装置输出电流超出输出电流额定值，即│uif│>│urp1│时，保证uif>uvf；当整流装置输出电流低于输出电流额定值，即│uif│>│urp1│时，
保证uifurp1，则比较器输出为“0”电平，使三极管v2截止，此时uk为“1”电平，使整流装置输出电压为0。
钳位二极管v1保证系统在出现过电流时，比较器输出电位为“0”电平，使整流装置可靠关断。
这种过电流保护电路的设计，确保了在整流装置输出正负极短路时，不致于损坏装置中的任何元件。
实践证明，这种电路工作极为可靠。
在整流装置中，限流保护为第一级保护，过流保护为第二级保护，只有在限流保护失灵时过流电保护才起作用。
5 结束语
可控硅整流器：是一种以晶闸管（电力电子功率器件）为基础，以智能数字控制电路为核心的电源功率控制电器。
具有效率高、无机械噪声和磨损、响应速度快、体积小、重量轻等诸多优点。
通过对电压、电流和功率的精确控制，从而实现精密控温。
并且凭借其先进的数字控制算法，优化了电能使用效率。
对节约电能起了重要作用。
限流过电流保护在可控硅整流装置中的完善，使整流装置运行起来更加安全可靠这种保护措施不仅适用于可控硅整流装置，而且同样适用于开关电源和其它直流稳压装置，在电力系统中，为无人职守、全自动整流装置的运行奠定了基础。
参考文献：
[1] 邱关源《电路》高等教育出版社 1982年
[2] 康华光《电子技术基础》高等教育出版社 1985年
作者简介：贾通均神华大雁公司热电总厂雁南热电厂厂长
王井泉神华大雁公司热电总厂雁北热电厂热工工段段长。