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1、晶闸管晶闸管1.认识晶闸管的符号认识晶闸管的符号2.了解晶闸管的特性了解晶闸管的特性3.理解晶闸管的运用理解晶闸管的运用二极管图形符号：箭头方向表示二极管正向导通时电流的方向文字符号：VD二极管二极管复习复习用逆止水阀门比喻二极管示意图（a）正向水流顶开阀门 （b）反向水流压紧阀门 内部电路实物示意图电路组成框图看一看：调光灯电路看一看：调光灯电路任务导入任务导入1.5 晶闸管（晶闸管（SCR） 晶体闸流管简称晶闸管，是一种能能控控制制大大电电流流通通断断的功率半导体器件。晶闸管的问世使半导体器件从弱电领域进入强电领域，在电力电子行业中得到了广泛地应用。由于晶闸管的通断可以控制，因之被称为可可
2、控控硅硅。晶闸管主要用途有整流、调压、逆变和开关等方面。下面是各类晶闸管产品外形图。1.5.1 晶闸管的结构组成阳极阳极 阴极阴极 结构组成结构组成 1.5.1 晶闸管的结构组成控制极控制极 为为更更好好地地说说明明晶晶闸闸管管的的工工作作原原理理，可可把把其看做是：其看做是： 图符号图符号 1.5.1 晶闸管的结构组成小功率螺旋式晶闸管小功率螺旋式晶闸管 小小功功率率螺螺旋旋式式晶晶闸闸管管带带螺螺栓栓的的一一端端是是阳阳极极，螺螺栓栓主主要要用用于于安安装装散散热热片片，另另一一端端较较粗粗的的一一根根是是阴阴极极引引出出线线，另另一一根根较较细细的是控制极引出线；的是控制极引出线； 平板
3、式晶闸管平板式晶闸管 平平板板式式晶晶闸闸管管的的中中间间金金属属环环是是控控制制极极，用用一一根根导导线线引引出出，靠靠近近控控制制极极的的平平面面是是阴阴极极，另另一一面面则则为为阳阳极。极。 1.5.2 晶闸管的工作原理 由由此此晶晶闸闸管管导导通通和和关关断断实实验验电电路路可可知知：要要使使晶晶闸闸管管导导通通，一一是是需需在在它它的的阳阳极极A A与与阴阴极极K K之之间间外外加加正正向向电电压压，二二是是在在它它的的控控制制极极G G与与阴阴极极K K之之间间输输入入一一个个正正向向触触发发电电压压。晶晶闸闸管管导导通通后后，松开按钮开关，去掉触发电压，仍然维持导通状态。松开按钮
4、开关，去掉触发电压，仍然维持导通状态。 灯不亮灯不亮1.5.2 晶闸管的工作原理灯不亮灯不亮 由由此此晶晶闸闸管管导导通通和和关关断断实实验验电电路路可可知知：如如果果阳阳极极或或控控制制极极外加的是反向电压，晶闸管就不会导通。外加的是反向电压，晶闸管就不会导通。 控控制制极极的的作作用用是是通通过过外外加加正正向向触触发发脉脉冲冲使使晶晶闸闸管管导导通通，却却不能使它关断。不能使它关断。 观察单向晶闸管的工作特性观察单向晶闸管的工作特性晶闸管的导通和关断条件 实验结论实验结论 1）晶闸管的导通条件：在晶闸管的阳极和阴极两端加正向电压，同时在它的门极和阴极两端也加正向电压，两者缺一不可。2)晶
5、闸管一旦导通，门极即失去控制作用，因此门极所加的触发电压一般为脉冲电压。晶闸管从阻断变为导通的过程称为触发导通。门极触发电流一般只有几十毫安到几百毫安，而晶闸管导通后，可以通过几百、几千安的电流。3)晶闸管的关断条件：使流过晶闸管的阳极电流小 于维持电流IH。 晶闸管只有导通和关断两种状态，这种开关特性需要在一定条件转化，如下表所示：状状 态态条条 件件说说 明明 从关断从关断 到导通到导通 1、阳极电位高于阴极电位、阳极电位高于阴极电位 2、控制极有足够的正向电压和电流、控制极有足够的正向电压和电流 两者缺一不可两者缺一不可 维持维持 导通导通 1、阳极电位高于阴极电位、阳极电位高于阴极电位
6、 2、阳极电流大于维持电流、阳极电流大于维持电流 两者缺一不可两者缺一不可 从导通从导通 到关断到关断 1、阳极电位低于阴极电位、阳极电位低于阴极电位 2、阳极电流小于维持电流、阳极电流小于维持电流 任一条件都可任一条件都可1.5.3 晶闸管的伏安特性临界转折电压临界转折电压UBO维持电流维持电流IH反向击穿电压反向击穿电压URSM1.5.4 晶闸管的主要技术参数 1正向峰值电压（断态重复峰值电压）UDRM 在门控极断路、晶闸管处在正向阻断状态下，且管子结温为额定值时，允许“重复”加在晶闸管上的正向峰值电压。而所谓的“重复”是指这个大小的电压重复施加时晶闸管不会损坏。此参数取正向转折电压的80
7、，即UDRM0.8 UDSM。普通晶闸管的UDRM的规格从100V到3000V分 多 挡 ， 其 中 100V1000V每 100V一 挡 ；1000V3000V每200V一挡。 2反向重复峰值电压URRM 指在门控极开路状态下，结温为额定值时，允许重复加在器件上的反向峰值电压。此参数通常取反向击穿电压的80，即URRM0.8 URSM。一般反向峰值电压URRM与正向峰值电压UDRM这两个参数是相等的。 1.5.4 晶闸管的主要技术参数 3通态峰值电压通态峰值电压UTM 指指晶晶闸闸管管通通以以某某一一规规定定倍倍数数的的额额定定通通态态平平均均电电流流时时的的瞬瞬态态峰峰值值电电压压。通通常
8、常取取晶晶闸闸管管的的UDRM和和URRM中中较较小小的的标标值值作作为为晶晶闸闸管管的的额额定定电电压压。选选用用时时，晶晶闸闸管管的的额额定定电电压压要要留留有有一一定定的的裕裕量量，一一般般取取额额定定电压为正常工作时晶闸管所承受峰值电压电压为正常工作时晶闸管所承受峰值电压23倍。倍。 4控制极触发电压控制极触发电压UG 指指与与控控制制极极触触发发电电流流相相对对应应的的直直流流触触发发电电压压，UG的的值值一一般般为为15V。 5额定通态平均电流额定通态平均电流IT 额额定定通通态态平平均均电电流流IT是是指指晶晶闸闸管管在在环环境境温温度度为为40和和规规定定的的冷冷却却状状态态下
9、下，稳稳定定结结温温不不超超过过额额定定结结温温时时所所允允许许流流过过的的最最大大工工频频正正弦弦半半波波电电流流的的平平均均值值。使使用用时时应应按按实实际际电电流流与与通通态态平平均均电电流流有有效效值值相相等等的的原原则则来来选选取取晶晶闸闸管管，应应留留一一定定的的裕裕量量，一一般般取取1.52倍倍。普普通通晶晶闸闸管管的的IT规规格格有有1、3、5、10、20、30、50、100、200、300、400、500、600、800、1000A。1.5.4 晶闸管的主要技术参数 6维持电流维持电流IH 维维持持电电流流IH指指能能使使晶晶闸闸管管维维持持导导通通状状态态时时所所必必需需的
10、的最最小小电电流流，一一般般为为几几十十到到几几百百毫毫安安，与与结结温温有有关关，结结温温越越高高，则则IH值越小。额定通态平均电流值越小。额定通态平均电流IT越大，越大，IH越大。越大。 7控制极触发电流控制极触发电流IG IG指指在在规规定定的的环环境境温温度度下下，维维持持晶晶闸闸管管从从阻阻断断状状态态转转为为完完全全导导通通状状态态时时所所需需要要的的最最小小直直流流电电流流。IG的的数数值值一一般般为为几几到到几百毫安，额定通态平均电流几百毫安，额定通态平均电流IT越大，越大，IG越大。越大。 晶晶闸闸管管的的参参数数很很多多，在在选选择择晶晶闸闸管管时时，主主要要选选择择额额定
11、定通通态态平均电流平均电流IT和反向峰值电压和反向峰值电压URRM这两个参数。这两个参数。1.5.5 晶闸管的使用注意事项 1、选用晶闸管的额定电压时，应参考实际工作条件下的峰值电、选用晶闸管的额定电压时，应参考实际工作条件下的峰值电压的大小，并留出一定的余量。压的大小，并留出一定的余量。 2、选用晶闸管的额定流时，除了考虑通过元件的平均电流外，、选用晶闸管的额定流时，除了考虑通过元件的平均电流外，还应注意正常工作时导通角的大小、散热通风条件等因素。在工作还应注意正常工作时导通角的大小、散热通风条件等因素。在工作中还应注意管壳温度不超过相应电流下的允许值。中还应注意管壳温度不超过相应电流下的允
12、许值。 3、使用晶闸管之前，应该用万用表检查晶闸管是否良好。发现、使用晶闸管之前，应该用万用表检查晶闸管是否良好。发现有短路或断路现象时，应立即更换。有短路或断路现象时，应立即更换。 4、严禁用兆欧表即摇表检查元件的绝缘情况。、严禁用兆欧表即摇表检查元件的绝缘情况。 5、电流为、电流为5A以上的晶闸管要装散热器，并且保证所规定的冷却以上的晶闸管要装散热器，并且保证所规定的冷却条件。为保证散热器与晶闸管管心接触良好，它们之间应涂上一薄条件。为保证散热器与晶闸管管心接触良好，它们之间应涂上一薄层有机硅油或硅脂。层有机硅油或硅脂。 6、按规定对主电路中的晶闸管采用过压及过流保护装置。、按规定对主电路
13、中的晶闸管采用过压及过流保护装置。 7、要防止晶闸管门控极的正向过载和反向击穿。、要防止晶闸管门控极的正向过载和反向击穿。选择晶闸管选择晶闸管时，主要选时，主要选择哪两个技择哪两个技术参数？术参数？ 你会做吗？何谓晶闸管的何谓晶闸管的“硬开通硬开通”？晶闸管正常工作时？晶闸管正常工作时允许允许“硬开通硬开通”吗？为吗？为什么？什么？ 当正向阳极电压大当正向阳极电压大到正向转折电压时，到正向转折电压时，晶闸管能够正常导通晶闸管能够正常导通吗？为什么？吗？为什么？ 分析下列说法是否正确，对者打分析下列说法是否正确，对者打“”错者打错者打“”。（1）晶闸管加上大于）晶闸管加上大于1V的正向阳极电压就
14、能的正向阳极电压就能导通。（导通。（ ）（2）晶闸管导通后，控制极就失去了控制作）晶闸管导通后，控制极就失去了控制作用。用。 （ ）（3）晶闸管导能时，其阳极电流的大小由控）晶闸管导能时，其阳极电流的大小由控制极电流决定。（制极电流决定。（ ）（4）只要阳极电流小于维持电流，晶闸管就）只要阳极电流小于维持电流，晶闸管就从导通转为阻断。（从导通转为阻断。（ ）单结晶体管的实物图单结晶体管的结构单结晶体管的外形图形符号认识单结晶体管认识单结晶体管补充学习一补充学习一 A、B1间的电压为： 式中，称为分压比，其值一般在0.30.9之间。 单结晶体管的导通条件是：单结晶体管的导通条件是： UE UBB
15、 + UD (UD为PN结的正向压降)结论：结论：只要改变UE的大小，就可以控制单结晶体管的导通与截至。从而获得从RB1输出的脉冲电压。单结晶体管等效电路单结晶体管的基本特性单结晶体管的基本特性单结晶体管触发电路单结晶体管触发电路工作原理：工作原理：电源接通后，通过可调电阻RP和电阻R3给电容C充电，当电容充电电压UE上升到大于UBB + UD时，单结晶体管导通，C迅速放电，在R2上形成一个很窄的正脉冲，放电后电容C两端的电压几乎为零，此时图中的单结晶体管截止。第一个周期过后，由于UCC继续通过RP和R3给电容C充电， 这样连续不断重复上述过程，从而获得晶闸管所需要的触发脉冲电压。补充学习二补充学习二补充学习三补充学习三认识调光灯电路结构及工作过程认识调光灯电路结构及工作过程工作过程：工作过程：接通电源后，交流电经桥式整流后给单向晶闸管阳极提供正向电压，并经过R2、R3加在单结晶体管的基极上，同时经过电阻R1、RP和R4给电容器C充电，当C两端的电压大于单结晶体管的导通电压时，单结晶体管导通，给晶闸管提供一个触发脉冲信号，调节电位器RP，就可以改变单向晶闸管的触发延迟角的大小，改变单结晶体管触发电路输出的触发脉冲的周期，从而即改变输出电压的大小，这样就可以改变灯泡的亮暗。a）变压器二次侧电压b）触发脉冲 c）输出波形单相桥式可控整流电路单相桥式可控整流电路
