電工技術(shù)電子技術(shù)-37-課件

第37講第17章可控硅及其應(yīng)用17.1晶閘管工作原理17.2晶閘管特性與參數(shù)17.3可控整流電路17.4觸發(fā)電路17.5單結(jié)管觸發(fā)的可控整流電路17.6晶閘管的其它應(yīng)用17.7晶閘管的保護(hù)及其它類型12/24/20221課件第37講第17章可控硅及其應(yīng)用17.1晶閘管工作原理12別名：可控硅（SCR)（SiliconControlledRectifier）是一種大功率半導(dǎo)體器件，出現(xiàn)于70年代。它的出現(xiàn)使半導(dǎo)體器件由弱電領(lǐng)域擴(kuò)展到強(qiáng)電領(lǐng)域。

特點(diǎn)：體積小、重量輕、無噪聲、壽命長、容量大（正向平均電流達(dá)千安、正向耐壓達(dá)數(shù)千伏）。應(yīng)用領(lǐng)域：整流（交流直流）逆變（直流交流）變頻（交流交流）斬波（直流直流）此外還可作無觸點(diǎn)開關(guān)等。晶閘管（Thyristor）12/24/20222課件別名：可控硅（SCR)（SiliconControlle17.1工作原理1.結(jié)構(gòu)P1P2N1N2四層半導(dǎo)體K（陰極）G（控制極）A（陽極）PNPN四層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)三個(gè)

PN結(jié)12/24/20223課件17.1工作原理1.結(jié)構(gòu)P1P2N1N2四層半符號(hào)AKGGKP1P2N1N2APPNNNPAGK2.工作原理陽極陰極控制極12/24/20224課件符號(hào)AKGGKP1P2N1N2APPNNNPAGK2.工APPNNNPGKig?ig??igKAGT1T2等效為由二個(gè)三極管組成UGKUAKT1、T2都導(dǎo)通后，即使去掉UGK，T1、T2仍然導(dǎo)通RL12/24/20225課件APPNNNPGKig?ig??igKAGT1T2等效為由二(1)陽極A加反向電壓，或不加觸發(fā)信號(hào)（即UGK=0）。可控硅導(dǎo)通的條件：（1）陽極A加正電壓（2）控制極G加正的觸發(fā)電壓可控硅截止的條件：(2)可控硅正向?qū)ê螅袅钇潢P(guān)斷，必須減小UAK（或使UAK反向），使可控硅中電流小于某一最小電流IH（IH稱為維持電流）Aig?ig??igKGT1T2UAKRLUGKAKG12/24/20226課件(1)陽極A加反向電壓，或不加觸發(fā)信號(hào)（即UGK=0）。（1）晶閘管具有單向?qū)щ娦浴Ｈ羰蛊潢P(guān)斷，必須降低UAK或加大回路電阻，把陽極電流減小到維持電流以下。正向?qū)l件：A、K間加正向電壓，G、K間加正的觸發(fā)信號(hào)。晶閘管的工作原理小結(jié)（2）晶閘管一旦導(dǎo)通，控制極便失去作用。12/24/20227課件（1）晶閘管具有單向?qū)щ娦浴Ｈ羰蛊潢P(guān)斷，必須降低UAK或17.2特性與參數(shù)1.特性UIIHIFIG=0時(shí)有IG時(shí)正向反向U--陽極、陰極間的電壓

I--陽極電流UDSM正向轉(zhuǎn)折電壓截止導(dǎo)通導(dǎo)通后管壓降約1V額定正向平均電流維持電流URSM反向擊穿電壓12/24/20228課件17.2特性與參數(shù)1.特性UIIHIFIG=0時(shí)有I正向特性：控制極開路時(shí)，隨UAK的加大，陽極電流逐漸增加。當(dāng)U=UDSM（正向轉(zhuǎn)折電壓）時(shí)，晶閘管自動(dòng)導(dǎo)通。正常工作時(shí)，UAK應(yīng)小于UDSM

。反向特性：隨反向電壓的增加，反向漏電流稍有增加，當(dāng)U=URSM

（反向擊穿電壓）時(shí)，反向擊穿。正常工作時(shí)，反向電壓必須小于URSM。12/24/20229課件正向特性：控制極開路時(shí)，隨UAK的加大，陽極電流逐漸增加。(1)UDRM：正向阻斷電壓晶閘管耐壓值。一般取UDRM

=80%UDSM（正向轉(zhuǎn)折電壓）。普通晶閘管UDRM為100V---3000V2.主要參數(shù)UIIHIF額定正向平均電流UDSM正向轉(zhuǎn)折電壓URSM反向擊穿電壓UDRM12/24/202210課件(1)UDRM：正向阻斷電壓晶閘管耐壓值。一般取UDR控制極斷路時(shí)，可以重復(fù)作用在晶閘管上的反向重復(fù)電壓。一般取URRM=80%URSM（反向擊穿電壓）。普通晶閘管URRM為100V--3000V）(2)URRM：反向峰值電壓UIIHIF額定正向平均電流UDSM正向轉(zhuǎn)折電壓URSM反向擊穿電壓UDRMURRM12/24/202211課件控制極斷路時(shí)，可以重復(fù)作用在晶閘管上的反向重復(fù)電壓。一般取U(3)IF：額定正向平均電流：通用系列為：1、5、10、 20、30、50、100、200、300、400500、600、800、1000A等14種規(guī)格。UIIHIF額定正向平均電流UDSM正向轉(zhuǎn)折電壓URSM反向擊穿電壓UDRMURRM12/24/202212課件(3)IF：額定正向平均電流：通用系列為：1、5、10、17.3可控整流電路1.單相半波可控整流電路(1)電路及工作原理u1u2uTuLAGKRLuG12/24/202213課件17.3可控整流電路1.單相半波可控整流電路(1)電(2)工作波形(設(shè)u1為正弦波)tu2tuGtuLtuT：控制角：導(dǎo)通角u2>0時(shí)，加上觸發(fā)電壓uG

，晶閘管導(dǎo)通。且uL的大小隨uG加入的早晚而變化；u2<0時(shí)，晶閘管不通，uL=0。故稱可控整流。u1u2uTuLAGKRLuG12/24/202214課件(2)工作波形(設(shè)u1為正弦波)tu2tuGtuLtuT(3)輸出電壓及電流的平均值pò=awptduULL21ò=pawwpttdUsin2212LLLRUI=tuL212/24/202215課件(3)輸出電壓及電流的平均值pò=awptduULL21UDRM=22U承受的最高反向電壓:tuT12/24/202216課件UDRM=22U承受的最高反向電壓:tuT12/18/2電感性負(fù)載（如直流電動(dòng)機(jī)的激磁線圈）電路及工作原理D由于電感反電動(dòng)勢(shì)的存在，晶閘管在一定時(shí)間內(nèi)仍維持導(dǎo)通，失去單向?qū)щ娮饔?。解決辦法：加續(xù)流二極管D,加入D的目的就是消除反電動(dòng)勢(shì)的影響，使晶閘管在u2過零時(shí)關(guān)斷GAuLu1u2uTRKL+–u2正半周時(shí)晶閘管導(dǎo)通，u2過零后，電感產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)。12/24/202217課件電感性負(fù)載（如直流電動(dòng)機(jī)的激磁線圈）電路及工作原理D由于電感2.單相全波可控整流電路一、電阻性負(fù)載橋式可控整流電路(1)電路及工作原理

u2>0的導(dǎo)通路徑：u2

(A)T1RLD2u2

(B)T1、T2--晶閘管D1、D2--二極管T1T2D1D2RLuLu2AB+-T1、D2導(dǎo)通，T2、D1截止uG12/24/202218課件2.單相全波可控整流電路一、電阻性負(fù)載橋式可控整流電路(T2RLD1u2(A)u2(B)u2<0的導(dǎo)通路徑：T1、T2--晶閘管D1、D2--晶體管T1T2D1D2RLuLu2AB+-uGT2、D1導(dǎo)通，T1、D2截止12/24/202219課件T2RLD1u2(A)u2(B)u2<0的導(dǎo)通(2)工作波形tu2tuGtuLtuT1T1T2D1D2RLuLu2AB+-12/24/202220課件(2)工作波形tu2tuGtuLtuT1T1T2D1D2(3)輸出電壓及電流的平均值ò=pawp)(1LtduULò=pawwp)(sin212ttdULLLRUI=tuL212/24/202221課件(3)輸出電壓及電流的平均值ò=pawp)(1LtduU例：橋式可控整流電路中，U2=220V，RL=3,可控硅控制角=15~180，求輸出電壓平均值Uo的調(diào)節(jié)范圍，以及可控硅（包括二極管）的電流平均值的最大值和承受的最大反向電壓。T1T2D1D2RLuLu2AB+-UL=191V，=15=0V，=180LLLRUI==191/3=64AUDRM=22U承受的最高反向電壓:=311V12/24/202222課件例：橋式可控整流電路中，U2=220V，RL=3,可控硅控二、電感性負(fù)載橋式可控整流電路該電路加續(xù)流二極管后電路工作情況以及負(fù)載上的電流、電壓和電阻性負(fù)載類似。u2T1T2D1D2DuLRL12/24/202223課件二、電感性負(fù)載橋式可控整流電路該電路加續(xù)流二極管后電路工作情兩種常用可控整流電路的特點(diǎn)電路特點(diǎn)1.該電路只用一只晶閘管，且其上無反向電壓。2.晶閘管和負(fù)載上的電流相同。電路一：u2TD2D1D4uLRLD312/24/202224課件兩種常用可控整流電路的特點(diǎn)電路1.該電路只用一只晶閘管，T1T2D1D2u2uLRL電路特點(diǎn)1.該電路接入電感性負(fù)載時(shí)，D1、D2便起續(xù)流二極管作用。2.由于T1的陽極和T2的陰極相連，兩管控制極必須加獨(dú)立的觸發(fā)信號(hào)。電路二：12/24/202225課件T1T2D1D2u2uLRL電路1.該電路接入電感性負(fù)載時(shí)17.4觸發(fā)電路1.單結(jié)晶體管工作原理結(jié)構(gòu)等效電路E（發(fā)射極）B2（第二基極）B1（第一基極）NPEB2B1RB2RB1管內(nèi)基極體電阻PN結(jié)12/24/202226課件17.4觸發(fā)電路1.單結(jié)晶體管工作原理結(jié)構(gòu)等效電路E工作原理：當(dāng)uE<UP=UA+UF時(shí)PN結(jié)反偏，iE很小；當(dāng)uE

UP時(shí)PN結(jié)正向?qū)?iE迅速增加。--分壓比(0.35~0.75)UP--峰點(diǎn)電壓UF--PN結(jié)正向?qū)▔航礏2ERB1RB2B1AUBBiEuE12/24/202227課件工作原理：當(dāng)uE<UP=UA+UF時(shí)PN結(jié)反偏，2.單結(jié)晶體管的特性和參數(shù)iEuEUVUPIVUV、IV--谷點(diǎn)電壓、電流（維持單結(jié)管導(dǎo)通的最小電壓、電流。）UP--峰點(diǎn)電壓（單結(jié)管由截止變導(dǎo)通所需發(fā)射極電壓。）B2ERB1RB2B1AUBBiEuE

uE<UV時(shí)單結(jié)管截止uE>UP時(shí)單結(jié)管導(dǎo)通12/24/202228課件2.單結(jié)晶體管的特性和參數(shù)iEuEUVUPIVUV、IVEB2B1NP單結(jié)晶體管符號(hào)單結(jié)晶體管符號(hào)12/24/202229課件EB2B1NP單結(jié)晶體管符號(hào)單結(jié)晶體管符號(hào)12/18/2023.單結(jié)晶體管振蕩電路uCttuouvuP振蕩波形RR2R1CUuCuOEB1B2(1)電路組成12/24/202230課件3.單結(jié)晶體管振蕩電路uCttuouvuP振蕩波形RR2(a)uE=uC<UP

時(shí)，單結(jié)管不導(dǎo)通，uo

0。(2)振蕩過程分析IR1R1、R2是外加的，不同于內(nèi)部的RB1、RB2。前者一般取幾十歐~幾百歐；RB1+RB2一般為2~15千歐。此時(shí)R1上的電流很小，其值為：RR2R1CUuCuOEB1B212/24/202231課件(a)uE=uC<UP時(shí)，單結(jié)管不導(dǎo)通，uo(b)隨電容的充電，uC逐漸升高。當(dāng)

uC

UP

時(shí)，單結(jié)管導(dǎo)通。然后電容放電，R1上便得到一個(gè)脈沖電壓。R2起溫度補(bǔ)償作用UPUVUP、UV--

峰點(diǎn)、谷點(diǎn)電壓ER2R1RCUuCuOuCtuot(c)電容放電至uc

uv時(shí)，單結(jié)管重新關(guān)斷，使

uo0。12/24/202232課件(b)隨電容的充電，uC逐漸升高。當(dāng)uCUP17.5單結(jié)管觸發(fā)的可控整流電路一、電路u1R2R1aRPCucu2RbcdeDZT1T2D1D2uLRLu3觸發(fā)電路主電路12/24/202233課件17.5單結(jié)管觸發(fā)的可控整流電路一、電路u1R2R1aR二、波形關(guān)系u2uabUZucb削波整流UZau2RbcDZUZ整流穩(wěn)壓電路部分12/24/202234課件二、波形關(guān)系u2uabUZucb削波整UZ削波ucbudbUPUVueb電容充、放電UP-UD觸發(fā)脈沖UZR1R2RPCuccdeDZb單結(jié)晶體管電路部分12/24/202235課件UZ削波ucbudbUPUVueb電容充、放u3uL輸出電壓ueb觸發(fā)脈沖可控硅橋式整流電路部分u3T1T2D1D2uLRLbeueb12/24/202236課件u3uL輸出電壓ueb觸發(fā)脈沖可控硅橋式整流電路部分1.單結(jié)管觸發(fā)的可控整流電路中，主電路和觸發(fā)電路為什么接在同一個(gè)變壓器上？問題討論u1R2R1aRPCucu2RbcdeDZT1T2D1D2uLRLu312/24/202237課件1.單結(jié)管觸發(fā)的可控整流電路中，主電路和觸發(fā)電路為什么接2.觸發(fā)電路中，整流后為什么加穩(wěn)壓管？u1R2R1aRPCucu2RbcdeDZT1T2D1D2uLRLu312/24/202238課件2.觸發(fā)電路中，整流后為什么加穩(wěn)壓管？u1R2R1aRP3.一系列觸發(fā)脈沖中，為什么只有第一個(gè)起作用？其移相范圍（即控制角的變化范圍）有多大？ueb觸發(fā)脈沖212/24/202239課件3.一系列觸發(fā)脈沖中，為什么只有第一個(gè)起作用？其移相范圍4.輸出電壓如何調(diào)節(jié)，其大小如何計(jì)算？u1R2R1aRPCucu2RbcdeDZT1T2D1D2uLRLu312/24/202240課件4.輸出電壓如何調(diào)節(jié)，其大小如何計(jì)算？u1R2R1aRP1.單結(jié)管觸發(fā)的可控整流電路中，主電路和觸發(fā)電路為什么接在同一個(gè)變壓器上？保證主電路和觸發(fā)電路的電源電壓同時(shí)過零（即兩者同步），使電容在每半個(gè)周期均從零開始充電，從而保證每半個(gè)周期的第一個(gè)觸發(fā)脈沖出現(xiàn)的時(shí)刻相同（即角一樣），以使輸出平均電壓不變。u2uab整流ucb削波UZudbu3uebuL12/24/202241課件1.單結(jié)管觸發(fā)的可控整流電路中，主電路和觸發(fā)電路為什么接2.觸發(fā)電路中，整流后為什么加穩(wěn)壓管？穩(wěn)壓管的作用是：將整流后的電壓變成梯形（即削波），使單結(jié)管兩端電壓穩(wěn)定在穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值上，從而保證單結(jié)管產(chǎn)生的脈沖幅度和每半個(gè)周期產(chǎn)生第一脈沖的時(shí)間，不受交流電源電壓變化的影響。UZR1R2RPCuccdeDZbudbUPUVueb12/24/202242課件2.觸發(fā)電路中，整流后為什么加穩(wěn)壓管？穩(wěn)壓管的作用是：將3.一系列觸發(fā)脈沖中，為什么只有第一個(gè)起作用？其移相范圍（即控制角的變化范圍）有多大？根據(jù)單結(jié)管的特性，它一旦觸發(fā)導(dǎo)通，在陽極電壓足夠大的條件下，即使去掉觸發(fā)信號(hào)，仍能維持導(dǎo)通狀態(tài)。因此，每半個(gè)周期中只有一個(gè)觸發(fā)脈沖起作用。12/24/202243課件3.一系列觸發(fā)脈沖中，為什么只有第一個(gè)起作用？其移相范圍觸發(fā)脈沖移相范圍的計(jì)算f—電源電壓的頻率R2R1aRPCucu2RbcdeDZudet12/24/202244課件觸發(fā)脈沖移相范圍的計(jì)算f—電源電壓的頻率R2R1aRPCuc4.輸出電壓如何調(diào)節(jié)，其大小如何計(jì)算？RP

電容充電速度變慢uL電壓的調(diào)節(jié)電壓的計(jì)算UL12/24/202245課件4.輸出電壓如何調(diào)節(jié)，其大小如何計(jì)算？RP電容充電速度變17.6晶閘管的其他應(yīng)用撥盤式密碼鎖控制電路123456789101112撥盤開鎖繼電器按鈕UCCJT3T2T1SD1D2R12/24/202246課件17.6晶閘管的其他應(yīng)用撥盤式密碼鎖控制電路123456工作原理根據(jù)晶閘管的特性分析可知，開鎖時(shí)三個(gè)晶閘管的工作順序應(yīng)該是：T1–T2–T3。否則T3或T2將因陽極和陰極間加不上電壓而不導(dǎo)通，繼電器線圈不通電，鎖打不開。1.開鎖時(shí)晶閘管工作情況UCCT3T2T1JD1D2T1導(dǎo)通時(shí)的路徑T1導(dǎo)通時(shí)的路徑如圖中虛線，此時(shí)發(fā)光管D2導(dǎo)通，給出指示信號(hào)。12/24/202247課件工作原理根據(jù)晶閘管的特性分析可知，開鎖時(shí)三個(gè)晶閘管的工作順序鎖打開2.開鎖過程根據(jù)開鎖時(shí)三只晶閘管導(dǎo)通順序的要求以及圖中連線，可知開鎖過程如下：撥盤撥至10T2導(dǎo)通按下ST3導(dǎo)通撥盤撥至2按下S撥盤撥至7按下ST1導(dǎo)通123456789101112UCCJT3T2T1SD1D2R12/24/202248課件鎖2.開鎖過程根據(jù)開鎖時(shí)三只晶閘管導(dǎo)通順序的要求以及圖中此密碼鎖的開鎖密碼是：7--10--2結(jié)論改換密碼號(hào)的辦法：變更撥盤和晶閘管控制極的連線。12/24/202249課件此密碼鎖的開鎖密碼是：7--10--2結(jié)論改換密碼號(hào)的辦防止長期按下按鈕以撥動(dòng)撥盤而自動(dòng)開鎖的辦法：將撥盤中的某幾個(gè)點(diǎn)接地。使撥盤轉(zhuǎn)到該點(diǎn)時(shí)，按鈕按下后通過電阻（R）支路產(chǎn)生較大分流，使晶閘管中的電流降低到最小維持電流以下，迫使其關(guān)斷。從而防止瑣被打開。123456789101112UCCJT3T2T1SD1D2R12/24/202250課件防止長期按下按鈕以撥動(dòng)撥盤而自動(dòng)開鎖的辦法：將撥盤中的某幾17.7晶閘管的保護(hù)及其它類型1.晶閘管的保護(hù)晶閘管承受過電壓的能力極差，電壓超過其反向擊穿電壓時(shí)，即使時(shí)間極短，也容易損壞。正向電壓超過轉(zhuǎn)折電壓時(shí)，會(huì)產(chǎn)生誤導(dǎo)通，導(dǎo)通后的電流較大，使器件受損。晶閘管的主要缺點(diǎn)：過流、過壓能力很差。晶閘管的熱容量很小，一旦過流，溫度急劇上升，器件被燒壞。例如：一只100A的晶閘管過電流為400A時(shí)，僅允許持續(xù)0.02秒，否則將被燒壞；12/24/202251課件17.7晶閘管的保護(hù)及其它類型1.晶閘管的保護(hù)晶閘管一、過流保護(hù)措施快速熔斷器：電路中加快速熔斷器。過流繼電器：在輸出端裝直流過電流繼電器。過流截止電路：利用電流反饋減小晶閘管的導(dǎo)通角或停止觸發(fā)，從而切斷過流電路。接在輸出端接在輸入端和晶閘管串聯(lián)~12/24/202252課件一、過流保護(hù)措施快速熔斷器：電路中加快速熔斷器。過流繼電器：阻容吸收硒整流堆二、過壓保護(hù)：利用電容吸收過壓。即將過電壓的能量變成電場(chǎng)能量儲(chǔ)存到電容中，然后由電阻消耗掉。：硒堆為非線性元件，過壓后迅速擊穿，其電阻減小，抑制過壓沖擊。硒堆~RCRRCC12/24/202253課件阻容吸收硒整流堆二、過壓保護(hù)：利用電容吸收過壓。即將過電壓的第37講第17章可控硅及其應(yīng)用17.1晶閘管工作原理17.2晶閘管特性與參數(shù)17.3可控整流電路17.4觸發(fā)電路17.5單結(jié)管觸發(fā)的可控整流電路17.6晶閘管的其它應(yīng)用17.7晶閘管的保護(hù)及其它類型12/24/202254課件第37講第17章可控硅及其應(yīng)用17.1晶閘管工作原理12別名：可控硅（SCR)（SiliconControlledRectifier）是一種大功率半導(dǎo)體器件，出現(xiàn)于70年代。它的出現(xiàn)使半導(dǎo)體器件由弱電領(lǐng)域擴(kuò)展到強(qiáng)電領(lǐng)域。

特點(diǎn)：體積小、重量輕、無噪聲、壽命長、容量大（正向平均電流達(dá)千安、正向耐壓達(dá)數(shù)千伏）。應(yīng)用領(lǐng)域：整流（交流直流）逆變（直流交流）變頻（交流交流）斬波（直流直流）此外還可作無觸點(diǎn)開關(guān)等。晶閘管（Thyristor）12/24/202255課件別名：可控硅（SCR)（SiliconControlle17.1工作原理1.結(jié)構(gòu)P1P2N1N2四層半導(dǎo)體K（陰極）G（控制極）A（陽極）PNPN四層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)三個(gè)

PN結(jié)12/24/202256課件17.1工作原理1.結(jié)構(gòu)P1P2N1N2四層半符號(hào)AKGGKP1P2N1N2APPNNNPAGK2.工作原理陽極陰極控制極12/24/202257課件符號(hào)AKGGKP1P2N1N2APPNNNPAGK2.工APPNNNPGKig?ig??igKAGT1T2等效為由二個(gè)三極管組成UGKUAKT1、T2都導(dǎo)通后，即使去掉UGK，T1、T2仍然導(dǎo)通RL12/24/202258課件APPNNNPGKig?ig??igKAGT1T2等效為由二(1)陽極A加反向電壓，或不加觸發(fā)信號(hào)（即UGK=0）?？煽毓鑼?dǎo)通的條件：（1）陽極A加正電壓（2）控制極G加正的觸發(fā)電壓可控硅截止的條件：(2)可控硅正向?qū)ê螅袅钇潢P(guān)斷，必須減小UAK（或使UAK反向），使可控硅中電流小于某一最小電流IH（IH稱為維持電流）Aig?ig??igKGT1T2UAKRLUGKAKG12/24/202259課件(1)陽極A加反向電壓，或不加觸發(fā)信號(hào)（即UGK=0）。（1）晶閘管具有單向?qū)щ娦?。若使其關(guān)斷，必須降低UAK或加大回路電阻，把陽極電流減小到維持電流以下。正向?qū)l件：A、K間加正向電壓，G、K間加正的觸發(fā)信號(hào)。晶閘管的工作原理小結(jié)（2）晶閘管一旦導(dǎo)通，控制極便失去作用。12/24/202260課件（1）晶閘管具有單向?qū)щ娦?。若使其關(guān)斷，必須降低UAK或17.2特性與參數(shù)1.特性UIIHIFIG=0時(shí)有IG時(shí)正向反向U--陽極、陰極間的電壓

I--陽極電流UDSM正向轉(zhuǎn)折電壓截止導(dǎo)通導(dǎo)通后管壓降約1V額定正向平均電流維持電流URSM反向擊穿電壓12/24/202261課件17.2特性與參數(shù)1.特性UIIHIFIG=0時(shí)有I正向特性：控制極開路時(shí)，隨UAK的加大，陽極電流逐漸增加。當(dāng)U=UDSM（正向轉(zhuǎn)折電壓）時(shí)，晶閘管自動(dòng)導(dǎo)通。正常工作時(shí)，UAK應(yīng)小于UDSM

。反向特性：隨反向電壓的增加，反向漏電流稍有增加，當(dāng)U=URSM

（反向擊穿電壓）時(shí)，反向擊穿。正常工作時(shí)，反向電壓必須小于URSM。12/24/202262課件正向特性：控制極開路時(shí)，隨UAK的加大，陽極電流逐漸增加。(1)UDRM：正向阻斷電壓晶閘管耐壓值。一般取UDRM

=80%UDSM（正向轉(zhuǎn)折電壓）。普通晶閘管UDRM為100V---3000V2.主要參數(shù)UIIHIF額定正向平均電流UDSM正向轉(zhuǎn)折電壓URSM反向擊穿電壓UDRM12/24/202263課件(1)UDRM：正向阻斷電壓晶閘管耐壓值。一般取UDR控制極斷路時(shí)，可以重復(fù)作用在晶閘管上的反向重復(fù)電壓。一般取URRM=80%URSM（反向擊穿電壓）。普通晶閘管URRM為100V--3000V）(2)URRM：反向峰值電壓UIIHIF額定正向平均電流UDSM正向轉(zhuǎn)折電壓URSM反向擊穿電壓UDRMURRM12/24/202264課件控制極斷路時(shí)，可以重復(fù)作用在晶閘管上的反向重復(fù)電壓。一般取U(3)IF：額定正向平均電流：通用系列為：1、5、10、 20、30、50、100、200、300、400500、600、800、1000A等14種規(guī)格。UIIHIF額定正向平均電流UDSM正向轉(zhuǎn)折電壓URSM反向擊穿電壓UDRMURRM12/24/202265課件(3)IF：額定正向平均電流：通用系列為：1、5、10、17.3可控整流電路1.單相半波可控整流電路(1)電路及工作原理u1u2uTuLAGKRLuG12/24/202266課件17.3可控整流電路1.單相半波可控整流電路(1)電(2)工作波形(設(shè)u1為正弦波)tu2tuGtuLtuT：控制角：導(dǎo)通角u2>0時(shí)，加上觸發(fā)電壓uG

，晶閘管導(dǎo)通。且uL的大小隨uG加入的早晚而變化；u2<0時(shí)，晶閘管不通，uL=0。故稱可控整流。u1u2uTuLAGKRLuG12/24/202267課件(2)工作波形(設(shè)u1為正弦波)tu2tuGtuLtuT(3)輸出電壓及電流的平均值pò=awptduULL21ò=pawwpttdUsin2212LLLRUI=tuL212/24/202268課件(3)輸出電壓及電流的平均值pò=awptduULL21UDRM=22U承受的最高反向電壓:tuT12/24/202269課件UDRM=22U承受的最高反向電壓:tuT12/18/2電感性負(fù)載（如直流電動(dòng)機(jī)的激磁線圈）電路及工作原理D由于電感反電動(dòng)勢(shì)的存在，晶閘管在一定時(shí)間內(nèi)仍維持導(dǎo)通，失去單向?qū)щ娮饔?。解決辦法：加續(xù)流二極管D,加入D的目的就是消除反電動(dòng)勢(shì)的影響，使晶閘管在u2過零時(shí)關(guān)斷GAuLu1u2uTRKL+–u2正半周時(shí)晶閘管導(dǎo)通，u2過零后，電感產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)。12/24/202270課件電感性負(fù)載（如直流電動(dòng)機(jī)的激磁線圈）電路及工作原理D由于電感2.單相全波可控整流電路一、電阻性負(fù)載橋式可控整流電路(1)電路及工作原理

u2>0的導(dǎo)通路徑：u2

(A)T1RLD2u2

(B)T1、T2--晶閘管D1、D2--二極管T1T2D1D2RLuLu2AB+-T1、D2導(dǎo)通，T2、D1截止uG12/24/202271課件2.單相全波可控整流電路一、電阻性負(fù)載橋式可控整流電路(T2RLD1u2(A)u2(B)u2<0的導(dǎo)通路徑：T1、T2--晶閘管D1、D2--晶體管T1T2D1D2RLuLu2AB+-uGT2、D1導(dǎo)通，T1、D2截止12/24/202272課件T2RLD1u2(A)u2(B)u2<0的導(dǎo)通(2)工作波形tu2tuGtuLtuT1T1T2D1D2RLuLu2AB+-12/24/202273課件(2)工作波形tu2tuGtuLtuT1T1T2D1D2(3)輸出電壓及電流的平均值ò=pawp)(1LtduULò=pawwp)(sin212ttdULLLRUI=tuL212/24/202274課件(3)輸出電壓及電流的平均值ò=pawp)(1LtduU例：橋式可控整流電路中，U2=220V，RL=3,可控硅控制角=15~180，求輸出電壓平均值Uo的調(diào)節(jié)范圍，以及可控硅（包括二極管）的電流平均值的最大值和承受的最大反向電壓。T1T2D1D2RLuLu2AB+-UL=191V，=15=0V，=180LLLRUI==191/3=64AUDRM=22U承受的最高反向電壓:=311V12/24/202275課件例：橋式可控整流電路中，U2=220V，RL=3,可控硅控二、電感性負(fù)載橋式可控整流電路該電路加續(xù)流二極管后電路工作情況以及負(fù)載上的電流、電壓和電阻性負(fù)載類似。u2T1T2D1D2DuLRL12/24/202276課件二、電感性負(fù)載橋式可控整流電路該電路加續(xù)流二極管后電路工作情兩種常用可控整流電路的特點(diǎn)電路特點(diǎn)1.該電路只用一只晶閘管，且其上無反向電壓。2.晶閘管和負(fù)載上的電流相同。電路一：u2TD2D1D4uLRLD312/24/202277課件兩種常用可控整流電路的特點(diǎn)電路1.該電路只用一只晶閘管，T1T2D1D2u2uLRL電路特點(diǎn)1.該電路接入電感性負(fù)載時(shí)，D1、D2便起續(xù)流二極管作用。2.由于T1的陽極和T2的陰極相連，兩管控制極必須加獨(dú)立的觸發(fā)信號(hào)。電路二：12/24/202278課件T1T2D1D2u2uLRL電路1.該電路接入電感性負(fù)載時(shí)17.4觸發(fā)電路1.單結(jié)晶體管工作原理結(jié)構(gòu)等效電路E（發(fā)射極）B2（第二基極）B1（第一基極）NPEB2B1RB2RB1管內(nèi)基極體電阻PN結(jié)12/24/202279課件17.4觸發(fā)電路1.單結(jié)晶體管工作原理結(jié)構(gòu)等效電路E工作原理：當(dāng)uE<UP=UA+UF時(shí)PN結(jié)反偏，iE很?。划?dāng)uE

UP時(shí)PN結(jié)正向?qū)?iE迅速增加。--分壓比(0.35~0.75)UP--峰點(diǎn)電壓UF--PN結(jié)正向?qū)▔航礏2ERB1RB2B1AUBBiEuE12/24/202280課件工作原理：當(dāng)uE<UP=UA+UF時(shí)PN結(jié)反偏，2.單結(jié)晶體管的特性和參數(shù)iEuEUVUPIVUV、IV--谷點(diǎn)電壓、電流（維持單結(jié)管導(dǎo)通的最小電壓、電流。）UP--峰點(diǎn)電壓（單結(jié)管由截止變導(dǎo)通所需發(fā)射極電壓。）B2ERB1RB2B1AUBBiEuE

uE<UV時(shí)單結(jié)管截止uE>UP時(shí)單結(jié)管導(dǎo)通12/24/202281課件2.單結(jié)晶體管的特性和參數(shù)iEuEUVUPIVUV、IVEB2B1NP單結(jié)晶體管符號(hào)單結(jié)晶體管符號(hào)12/24/202282課件EB2B1NP單結(jié)晶體管符號(hào)單結(jié)晶體管符號(hào)12/18/2023.單結(jié)晶體管振蕩電路uCttuouvuP振蕩波形RR2R1CUuCuOEB1B2(1)電路組成12/24/202283課件3.單結(jié)晶體管振蕩電路uCttuouvuP振蕩波形RR2(a)uE=uC<UP

時(shí)，單結(jié)管不導(dǎo)通，uo

0。(2)振蕩過程分析IR1R1、R2是外加的，不同于內(nèi)部的RB1、RB2。前者一般取幾十歐~幾百歐；RB1+RB2一般為2~15千歐。此時(shí)R1上的電流很小，其值為：RR2R1CUuCuOEB1B212/24/202284課件(a)uE=uC<UP時(shí)，單結(jié)管不導(dǎo)通，uo(b)隨電容的充電，uC逐漸升高。當(dāng)

uC

UP

時(shí)，單結(jié)管導(dǎo)通。然后電容放電，R1上便得到一個(gè)脈沖電壓。R2起溫度補(bǔ)償作用UPUVUP、UV--

峰點(diǎn)、谷點(diǎn)電壓ER2R1RCUuCuOuCtuot(c)電容放電至uc

uv時(shí)，單結(jié)管重新關(guān)斷，使

uo0。12/24/202285課件(b)隨電容的充電，uC逐漸升高。當(dāng)uCUP17.5單結(jié)管觸發(fā)的可控整流電路一、電路u1R2R1aRPCucu2RbcdeDZT1T2D1D2uLRLu3觸發(fā)電路主電路12/24/202286課件17.5單結(jié)管觸發(fā)的可控整流電路一、電路u1R2R1aR二、波形關(guān)系u2uabUZucb削波整流UZau2RbcDZUZ整流穩(wěn)壓電路部分12/24/202287課件二、波形關(guān)系u2uabUZucb削波整UZ削波ucbudbUPUVueb電容充、放電UP-UD觸發(fā)脈沖UZR1R2RPCuccdeDZb單結(jié)晶體管電路部分12/24/202288課件UZ削波ucbudbUPUVueb電容充、放u3uL輸出電壓ueb觸發(fā)脈沖可控硅橋式整流電路部分u3T1T2D1D2uLRLbeueb12/24/202289課件u3uL輸出電壓ueb觸發(fā)脈沖可控硅橋式整流電路部分1.單結(jié)管觸發(fā)的可控整流電路中，主電路和觸發(fā)電路為什么接在同一個(gè)變壓器上？問題討論u1R2R1aRPCucu2RbcdeDZT1T2D1D2uLRLu312/24/202290課件1.單結(jié)管觸發(fā)的可控整流電路中，主電路和觸發(fā)電路為什么接2.觸發(fā)電路中，整流后為什么加穩(wěn)壓管？u1R2R1aRPCucu2RbcdeDZT1T2D1D2uLRLu312/24/202291課件2.觸發(fā)電路中，整流后為什么加穩(wěn)壓管？u1R2R1aRP3.一系列觸發(fā)脈沖中，為什么只有第一個(gè)起作用？其移相范圍（即控制角的變化范圍）有多大？ueb觸發(fā)脈沖212/24/202292課件3.一系列觸發(fā)脈沖中，為什么只有第一個(gè)起作用？其移相范圍4.輸出電壓如何調(diào)節(jié)，其大小如何計(jì)算？u1R2R1aRPCucu2RbcdeDZT1T2D1D2uLRLu312/24/202293課件4.輸出電壓如何調(diào)節(jié)，其大小如何計(jì)算？u1R2R1aRP1.單結(jié)管觸發(fā)的可控整流電路中，主電路和觸發(fā)電路為什么接在同一個(gè)變壓器上？保證主電路和觸發(fā)電路的電源電壓同時(shí)過零（即兩者同步），使電容在每半個(gè)周期均從零開始充電，從而保證每半個(gè)周期的第一個(gè)觸發(fā)脈沖出現(xiàn)的時(shí)刻相同（即角一樣），以使輸出平均電壓不變。u2uab整流ucb削波UZudbu3uebuL12/24/202294課件1.單結(jié)管觸發(fā)的可控整流電路中，主電路和觸發(fā)電路為什么接2.觸發(fā)電路中，整流后為什么加穩(wěn)壓管？穩(wěn)壓管的作用是：將整流后的電壓變成梯形（即削波），使單結(jié)管兩端電壓穩(wěn)定在穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值上，從而保證單結(jié)管產(chǎn)生的脈沖幅度和每半個(gè)周期產(chǎn)生第一脈沖的時(shí)間，不受交流電源電壓變化的影響。UZR1R2RPCuccdeDZbudbUPUVueb12/24/202295課件2.觸發(fā)電路中，整流后為什么加穩(wěn)壓管？穩(wěn)