131-晶閘管及其工作原理解析課件

1、1.3 半控型器件晶閘管1.3.1 晶閘管及其工作原理1.3.2 晶閘管的特性。1.3.3 晶閘管的主要參數(shù)11.3 半控型器件晶閘管1.3.1 晶閘管及其工作原理1.3.1 晶閘管及其工作原理 晶閘管(Thyristor)俗稱可控硅(Silicon Controlled RectifierSCR) 包括：KP（普通型）、KK（快速） KG（可關(guān)斷型）、 KS（雙向型）、 KN（逆導(dǎo)型：KP加反并聯(lián)整流二極管）及光控型。1) 外型： 螺栓式安裝方便，散熱效果差（100A以下） 平板式安裝麻煩，散熱效果好（200A以上） 塑封式小電流1. 外型符號概述21.3.1 晶閘管及其工作原理 晶閘管(T

2、hyristor螺栓型和平板型封裝引出陽極A、陰極K和門極（控制端）G三個聯(lián)接端螺栓型封裝：通常螺栓為陽極，能與散熱器緊密聯(lián)接且安裝方便平板型封裝：晶閘管可由兩個散熱器將其夾在中間晶閘管的外形3螺栓型和平板型封裝晶閘管的外形3晶閘管的外形小電流塑封式小電流螺旋式大電流螺旋式大電流平板式圖形符號4晶閘管的外形小電流塑封式小電流螺旋式大電流螺旋式大電流平板式晶閘管的外形KP螺旋式5晶閘管的外形KP螺旋式5晶閘管的外形平板式6晶閘管的外形平板式6晶閘管模塊7晶閘管模塊7晶閘管的散熱方式自冷式風(fēng)冷式水冷式8晶閘管的散熱方式自冷式風(fēng)冷式水冷式8晶閘管的散熱方式水冷式風(fēng)冷式自冷式9晶閘管的散熱方式水冷式風(fēng)

3、冷式自冷式93) 散熱方式 自冷20A以下 風(fēng)冷30A-1000A，風(fēng)速6m/s 水冷500A-1000A，水質(zhì)電阻率20k/cm,PH值6-8，流量400ml/min，進水溫度35cA陽極K陰極G（門極）2) 符號103) 散熱方式 自冷20A以下AKG（門極）2) 導(dǎo)通的晶閘管電流總是從陽極到陰極。2. 簡單的晶閘管整流電路 陽極電壓UAK=Ua 陽極電流IAK=Ia 門極電壓UGK=Ug 門極電流IGK=IgAKGUaIaIg112. 簡單的晶閘管整流電路 陽極電壓UAKP1 N1 P2 N21) 內(nèi)部結(jié)構(gòu)四層三端器件 三個PN結(jié) J1,J2,J32) 工作原理 條件:G 懸空（或加反壓

4、）UAK0時， J1,J3正偏 ,J2反偏A、K間無電流 正向阻斷狀態(tài)UAK0時， J1,J3反偏 ,J2正偏A、K間無電流 反向阻斷狀態(tài)(1) 阻斷狀態(tài)3. 內(nèi)部機理AKGJ1J2J3GJ1J2J3P2N2KP1N1AP2N1AGKP1N1P2N1P2N2 等效電路12P1 N1 P2 N21) 內(nèi)部結(jié)構(gòu)四層三端器件 三個PN條件：AK正偏，GK正偏.加Ig電流正反饋，晶閘管迅速導(dǎo)通。(2) 導(dǎo)通狀態(tài)IA的大小由外電路負載決定(3) 關(guān)斷關(guān)斷條件: Ia減小至維持電流IH以下。實現(xiàn)方法: UAK減小到零或加反壓Ic1Ic2IgIkIAIb2GKAUgEAIb1導(dǎo)通過程： Ig Ib2 Ic2

5、 (Ib1) Ic1正反饋過程IA13條件：AK正偏，GK正偏.(2) 導(dǎo)通狀態(tài)IA的大小由外電 Ic1=1 IA + ICBO1 （1-1） Ic2=2 IK + ICBO2 （1-2） IK=IA+IG （1-3） IA=Ic1+Ic2 （1-4）(4) 數(shù)量關(guān)系說明:線性條件下成立式中1和2分別是晶體管V1和V2的共基極電流增益 ICBO1和ICBO2分別是V1和V2的共基極漏電流 由式（1-1）（1-4）可得 （1-5）Ic1Ic2IgIkIAIb2GKAUgEAIb1V1V214 Ic1=1 IA + ICBO1 （1-1關(guān)斷方法 交流電路利用電壓反向自動關(guān)斷晶閘管 直流電路設(shè)置關(guān)斷

6、電路加反壓關(guān)斷晶閘管 小 結(jié) 承受反向電壓時，不論門極是否有觸發(fā)電流，晶閘管都不會導(dǎo)通。 承受正向電壓時，僅在門極有觸發(fā)電流的情況下晶閘管才能開通導(dǎo)通條件。 晶閘管導(dǎo)通后相當(dāng)于二極管單向?qū)щ娦?一旦導(dǎo)通，門極就失去控制作用半控性門極常采用正向脈沖信號驅(qū)動觸發(fā) 導(dǎo)通后陽極電流Ia小于維持電流I H才會關(guān)斷關(guān)斷條件15關(guān)斷方法 小 結(jié) 承受反向電壓時，不論門極是有關(guān)晶閘管的幾個名詞觸發(fā)：當(dāng)晶閘管加上正向陽極電壓后，門極加上適當(dāng)?shù)恼蜷T極電壓，使晶閘管導(dǎo)通的過程稱為觸發(fā)。維持電流IH：維持晶閘管導(dǎo)通所需的最小陽極電流。正向阻斷：晶閘管加正向電壓未超過其額定電壓，門極未加電壓的情況下，晶閘管關(guān)斷。硬開通：給晶閘管加足夠的正向陽極電壓，即使晶閘管未加門極電壓也會導(dǎo)通的現(xiàn)象叫硬開通。反向阻斷：當(dāng)晶閘管加反向陽極電壓時，晶閘管不會導(dǎo)通。16有關(guān)晶閘管的幾個名詞觸發(fā)：當(dāng)晶閘管加上正向陽極電壓后，門極加有關(guān)晶閘管的幾個特性 晶閘管具有可控性。 晶閘管具有單向?qū)щ娦浴?晶閘管一旦導(dǎo)通，門極將失去控制作用。導(dǎo)通后流過晶閘管的電流由主電路電源和負載來決定。17有關(guān)晶閘管的幾個特性 晶閘管具有可控性。17例題如圖，陽