晶闸管的电路原理及其调压电路分析
[知识]晶闸管调压电路原理与制作
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晶闸管调压电路原理与制作
1、单相半控桥式整流电路
将单相半控桥式整流电路中两只整流二极管换成两只晶闸管便组成了单相半控（即半数为晶闸管）桥式整流电路。
工作原理
单相半控桥式整流电路的波形如图所示。
（1）u 2为正半周时，晶闸管V1和二极管V4承受正向电压，未加触发电压，晶闸管于正向阻断状态，输出电压U0 = 0。
（2）在t1刻（ωt =α）加入触发冲U G ，晶闸管V1触发导通。
（3）在ωt =α~π期间，触发冲U G 断开，晶闸管V1保持导通。
当u 2过零（ωt =π）时，晶闸管V1才截止，输出电压U0 =U2极性为上正下负。
（4）U2 为负半周时，V2和V3导通，有触发脉冲到来时V2导通，负载电压的极性为上正下负。
晶闸管承受正向电压而不导通的范围称为控制角α，导通的范围称为导通角θ。
控制角与导通角的关系是：θ=π-α 控制角α越小，导通角θ越大，负载电压平均值越大。
输出电压与输入电压的关系为：U 0 =0.9 U2 (1+COSα)/2
2、单结晶体管的触发电路
利用单结晶体管的负阻特性和RC电路的充放特性组成频率可调的振荡电路，产生触发脉冲触发晶闸管的G极。
电源接通后，V BB通过RP、Re向C充电，电容电压Uc上升。
当Uc上升到使U E≥U P 时，单结晶体管导通，电容C通过rb1、R1迅速放电，在R1上形成脉冲电压。
电容C放电，UE下降，当U E＜UV时单结晶体管截止，放电结束。
电容再次充电，重复上述过程。
改变RP的大小，可以调节电容充放电的快慢从而改变输出脉冲的频率。
3、晶闸管调光电路（如图所示）
4、元件表：。
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
晶闸管直流电机调速原理
晶闸管直流电机调速原理晶闸管直流电机调速是现代工业中的一种常见调速方式。
它利用晶闸管的导通和关断控制电机的电流大小，进而达到调速的目的。
本文将详细介绍晶闸管直流电机调速的原理和实现方法。
一、晶闸管的工作原理晶闸管是一种半导体器件，它具有控制电流的能力。
当晶闸管的控制端施加一个触发脉冲信号时，晶闸管会导通，电流就可以通过晶闸管流过。
反之，如果没有控制信号，晶闸管就不导通，电流就无法通过。
晶闸管的导通和关断是由控制信号控制的。
二、晶闸管直流电机调速原理晶闸管直流电机调速的原理就是利用晶闸管的导通和关断控制电机的电流大小，从而达到调速的目的。
具体实现方式如下：1.控制电压直流电机的转速和电压成正比，因此可以通过控制电压来实现调速。
晶闸管可以控制电压的大小，因此可以通过控制晶闸管的导通时间来调节电机的电压，进而实现调速。
2.控制电流直流电机的转矩和电流成正比，因此可以通过控制电流来实现调速。
晶闸管可以控制电流的大小，因此可以通过控制晶闸管的导通角度来调节电机的电流，进而实现调速。
3.控制电压和电流当需要更精确的调速时，可以同时控制电压和电流。
此时，需要根据电机的负载情况来调节电压和电流的大小，以达到最佳调速效果。
三、晶闸管直流电机调速的实现方法实现晶闸管直流电机调速需要使用一些辅助电路。
常用的辅助电路有触发电路、阻容电路和反电动势制动电路等。
这些电路可以实现对晶闸管的控制，从而实现对电机的调速。
触发电路是控制晶闸管导通和关断的核心电路。
它可以将控制信号转化为晶闸管能够识别的触发脉冲信号。
阻容电路和反电动势制动电路则可以保证晶闸管和电机的安全运行。
四、总结晶闸管直流电机调速可以实现对电机的精确控制，适用于许多工业领域。
它的实现方法较为复杂，需要使用多个辅助电路。
但是，由于晶闸管的优异特性和可靠性，晶闸管直流电机调速仍然是工业调速的重要方式之一。
晶闸管调光电路
晶闸管调光电路晶闸管调光电路一、概述晶闸管调光电路是一种常用的家庭照明调光方式，其原理是通过改变晶闸管的导通角度来控制电流大小，从而达到调节灯光亮度的效果。
本文将详细介绍晶闸管调光电路的工作原理、电路结构、设计方法和应用场景。
二、工作原理1. 晶闸管基本原理晶闸管是一种半导体器件，具有单向导通性和双向控制性。
当晶闸管的控制极（G极）接收到一个正脉冲信号时，会使得晶闸管中的PN 结发生反向击穿，形成一个低阻态通道，使得电流能够流过。
当控制极上没有信号时，PN结处于正向偏置状态，此时晶闸管处于高阻态。
2. 晶闸管调光原理在晶闸管调光电路中，将交流电源接入到负载（如灯泡）上，并通过一个变压器将交流电源降压。
然后将一个触发器产生的正脉冲信号输入到晶闸管控制极上。
由于触发器输出的脉冲宽度和频率可以控制，因此可以通过改变脉冲信号的宽度和频率来控制晶闸管的导通角度，从而调节负载电流大小，实现灯光亮度的调节。
三、电路结构晶闸管调光电路主要由以下几部分组成：1. 降压变压器降压变压器是将交流电源降压到适合负载使用的电压水平。
在晶闸管调光电路中，通常采用单相降压变压器或双相中心点降压变压器。
2. 晶闸管控制电路晶闸管控制电路包括触发器、计时器、比较器等模块。
触发器产生正脉冲信号，计时器控制脉冲宽度和频率，比较器将计时器输出的信号与一个参考信号进行比较，并将结果反馈给触发器。
3. 晶闸管驱动电路晶闸管驱动电路是将控制信号转换为适合晶闸管导通的信号。
通常采用放大、隔离、整形等技术来实现。
4. 负载负载是晶闸管调光电路中需要调节的对象，通常为灯泡、荧光灯等。
四、设计方法1. 计算变压器参数在设计晶闸管调光电路时，首先需要计算变压器的参数。
变压器的输入电压为220V，输出电压根据负载需求进行选择。
例如，如果负载为50W的灯泡，输出电压可以选择为12V。
此时变比为220:12=18.3:1。
2. 选择晶闸管型号在选择晶闸管型号时，需要考虑其额定电流和额定电压。
双向晶闸管交流调压电路分析
双向晶闸管交流调压电路分析双向晶闸管交流调压电路分析同学：老师，双向晶闸管看起来与单向晶闸管的外形差不多，也有三个电极（图2 ），它的主要工作特性是什么呢？教师：双向晶闸管相当于两个单向晶闸管的反向并联（图3 ）,但只有一个控制极。
这样，双向晶闸管在正、反两个方向上都能够控制导电，而单向晶闸管却是一种可控的单方向导电器件。
给双向晶闸管的控制极加正的或负的触发脉冲，都能使管子触发导通。
这样，触发电路的设计就具有很大的灵活性，可以采用多种不同的触发方式。
此外，双向晶闸管的两个主电极不再分为阳极和阴极，而是称为第一电极T1和第二电极T2。
双向晶闸管在电路中不能用作可控整流元件，主要用来进行交流调压、交流开关、可逆直流调速等等。
同学：双向晶闸管触发电路（图1 ）中，使用了双向触发二极管，我们过去没有听说过这种管子，这是一种什么样的器件呢？老师：双向触发二极管（图4 ）从结构上来说，是一种没有控制极的晶闸管，我们可以把它看成是两个二极管的反向并联。
这样，无论在双向触发二极管的两极之间外加什么极性的电压，只要电压的数值达到管子的转折电压值，就能使它导通。
值得注意的是，双向触发二极管的转折电压较高，一般在20〜40V范围。
同学：老师，您给我们讲讲双向触发二极管组成的双向晶闸管触发电路的工作原理吧。
老师：调压器电路主要由阻容移相电路和双向晶闸管两部分组成。
我们单独画出这两部分电路（图5 ）, R5、RP 和C5构成阻容移相电路。
合上电源开关S ,交流电源电压通过R5、RP向电容器C5充电，当电容器C5两端的电压上升到略高于双向触发二极管ST的转折电压时，ST和双向晶闸管VS相继导通，负载RL得电工作。
当交流电源电压过零瞬间，双向晶闸管自行关断，接着C5又被电源反向充电，重复上述过程。
分析电路时，大家应该意识到，触发电路是工作在交流电路中的，交流电压的正、负半周分别会发岀正、负触发脉冲送到双向晶闸管的控制极，使管子在正、负半周内对称地导通一次。
晶闸管的结构与工作原理
晶闸管的结构与工作原理在现代电子技术领域，晶闸管作为一种重要的半导体器件，发挥着不可或缺的作用。
它具有独特的结构和工作原理，使得其在电力控制、电子电路等方面得到了广泛的应用。
要理解晶闸管的工作原理，首先得从它的结构说起。
晶闸管通常由四层半导体材料组成，分别是 P 型半导体、N 型半导体、P 型半导体和N 型半导体，形成了三个 PN 结，分别为 J1、J2 和 J3。
从外部来看，它有三个电极，分别是阳极（A）、阴极（K）和门极（G）。
晶闸管的结构就像是一个具有特殊功能的“开关”。
阳极和阴极分别连接在电路的两端，而门极则像是这个开关的“控制按钮”。
接下来，咱们详细说说晶闸管的工作原理。
晶闸管的导通需要一定的条件。
在正常情况下，即没有门极电流注入时，晶闸管处于阻断状态。
这时候，J1 和 J3 是正向偏置，而 J2 是反向偏置，所以只有很小的漏电流通过，就好像开关处于断开状态。
但是，当给门极加上一个适当的正向触发电流时，情况就发生了巨大的变化。
这个触发电流就像一把钥匙，打开了晶闸管导通的大门。
它使得 J2 结的电位下降，从而打破了原来的平衡状态，导致晶闸管迅速导通，电流可以从阳极顺畅地流向阴极，就如同开关被闭合了一样。
一旦晶闸管导通，即使去掉门极触发电流，它也能依靠自身的正反馈机制保持导通状态。
这是因为导通后，阳极电流会在器件内部产生强烈的正反馈作用，使得晶闸管能够持续导通，直到阳极电流减小到维持电流以下，晶闸管才会重新回到阻断状态。
晶闸管的这种特性使得它在很多电路中都能大显身手。
比如说在交流调压电路中，通过控制晶闸管的导通角，可以调节输出电压的有效值。
在直流调速系统中，利用晶闸管可以实现对直流电机的调速控制。
在实际应用中，晶闸管的性能参数也非常重要。
例如，正向转折电压、反向转折电压、通态平均电流、维持电流等。
这些参数决定了晶闸管在不同电路中的适用范围和工作可靠性。
另外，晶闸管也有一些局限性。
它的开关速度相对较慢，不能像一些新型的半导体器件那样实现高频开关操作。
晶闸管开关电路原理
晶闸管开关电路原理
晶闸管开关电路的原理是利用晶闸管的特性实现开关功能。
晶闸管是一种具有双向导电性的电子器件，通常由四个层状结构组成。
在正常工作状态下，晶闸管处于关断状态，两个 PN 结之间的
耗尽层阻止电流流动。
当接入一个适当的阳极电压时，晶闸管的 PN 结会极化，进入导通状态。
要使晶闸管导通，需要满足以下条件：
1. 阳极电压（Vak）达到导通电压（Vgt）：晶闸管的导通电
压是指当晶闸管处于关断状态时，需要施加在阳极和阴极之间的电压，使其开始导通。
2. 电压施加在晶闸管的正向极性：当阳极电压施加在阴极上时，使得结 J2-J3 处于正向偏置状态，从而形成导电通道。
3. 施加一个触发脉冲：晶闸管的触发是通过施加一个电压脉冲在门极（G）和阴极（K）之间实现的。
触发脉冲可以是一个
正脉冲或者是从阴极向门极施加一个负脉冲。
当晶闸管导通后，只要阳极电流处于正常工作区间，晶闸管将一直保持导通状态。
要使晶闸管停止导通，需通过强制断开电路或者降低阳极电流到零来实现。
晶闸管开关电路可以用于控制高功率负载的开关，如大功率马达、发电机等。
其主要优点是控制简单、可靠性高，缺点则是开关速度较慢，导通电压较高，仅适用于交流电源。
单相晶闸管的工作原理及其保护电路的介绍
单相晶闸管的工作原理及其保护电路的介绍下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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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）10-0043-01
1 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。
单结晶体管的一个重要特性：负阻特性，利用这个特性可组成张驰振荡电路、多谐振荡电路、定时器等多种脉冲单元电路。
单结晶体管的检测：
判断单结晶体管发射极E方法：把万用表置于R X 100挡或R X 1K挡，红、黑表笔接单结晶体管任意两管脚，若正、反向两次测得电阻值都一样，大约在2～10 kΩ，那么，这两管脚就是b1、b2极，另一个管脚为e极。
b1与b2的区别方法是：发射极用黑表笔连接，另外两级红红表笔连接，把万用表至于R X 00挡或R X 1K挡，分别测量e对b1和e对b2的正向电阻。
通过两次测量，其中电阻值大的一次是红表笔接触的是b1极。
通过电阻档判断b1和b2极性时并非每次都准确，因为有个别管子的e-b1间正向电阻值较小。
在现实使用中，如果b1和b2端判断错误，只会对脉冲的输出幅度有影响（脉冲发生器多选用单晶体管），不会损坏管子，当发现输出的脉冲幅度偏小时，只要将b1和b2对调使用即可。
检测中任意两脚正、反向阻值为0或无穷大，均表示该管已损坏。
3 电路原理分析
电容C上的电压在接通电源之前为零；电源被接通后，R4、RP对电容器实施充电后逐渐提升电压UC。
e-b1在电容器两端电压UC达到顶峰时导通，通过e-b1使电容器电压想电阻R3放电，此时R3上会输出一个脉冲电压。
随着C的放电，UC很快下降，放电电流也迅速衰减。
当UC降到谷点电压后，管子恢复阻断。
R4、RP的电阻值比较大，因此当电容器上的电压底到谷点电压时，电流会小于谷点电流，达不到导通电流，因此单结晶体汇到阻断状态。
此时电容器回复充电，重复此过程，最终电容器上的电压成锯齿状态，在R3上形成脉冲电压Ug （图4）。
单结晶体管在交流电压的每半个周期内都会输出一组脉冲，VT的控制极被第一个起作用的脉冲触发，从而导通晶闸管使灯泡发光。
电容器充电的快慢以及锯齿波的频率在RP电阻值发生改变是而发生改变，晶闸管VT导通角大小也会发生改变，最终控制整流电路的电流能够平均输出电压，控制灯泡的亮度。
图4 电压波形图
参考文献
[1]丁德渝.电子技术基础[M].北京：中国电力出版社，2010.
[2]刘建军.电工基础[M].武汉：武汉理工大学出版社，2009.。