电力电子晶闸管(精)

习题习题1、2问题综合晶闸管导通的条件是什么，导通后流过晶闸管的电流由什么决定，负载上的电压由什么决定？晶闸管关断的条件是什么，如何实现/晶闸管处于阻断状态时，其两端的电压由什么决定？分析解答：晶闸管的导通条件是对晶闸管加上正向阳极电压的同时加以适量的正向门极电压。

导通后，流过晶闸管的电流决定于电源电压，回路阻抗和电路的 接线形式。

晶闸管导通后相当于开关已接通，负载上的电压等于电源电压。

晶闸管的关断条件是阳极电流小于维持电流，实现的方法有：1）增加主回路阻抗或减小电源电压；2）使晶闸管承受反压。

处于阻断状态的晶闸管承受电压的大小亦取决于电源电压和电路的形式。

习题3、4问题综合图中阴影部分表示晶闸管导电区间。

波形的电流最大值为Im ，试计算波形的电流平均值Id ，电流有效值I T 和它的波形系数Kf 。

如果不考虑安全裕量，问100安的晶闸管能送出平均电流为多少？这时，相应的电流最大值为多少？分析解答：根据定义 ⎰=21)(1θθωt d i T Id d⎰=212)(1θθωt d i T I d T 式中T ——周期，1θ和2θ分别为开始导通角和终止导通角。

第1问：m m 3m I 48.0I 23)(sin I 22===⎰πωωπππt td Id m m T I t d t I I 63.0)()sin (2232==⎰ππωωπ31.1I 48.0I 63.0mm ===d Tf I I K 第2问：I=100安的晶闸管，其允许的电流有效值为I T ＝1.57×100＝157安根据发热容量相等即在不同波形系数下，其有效值只有一个即1，故8.11931.1157===f T d K I I 安。

说明：1.57为允许流过晶闸管电流的有效值与允许流过晶闸管的最大工频正弦半波电流的平均值的比值，从第1问已解出有效值与最大值之间的关系，可直接求出电流最大值。

由于I=I T =0.63Im即实际电流有效值＝额定电流有效值 所以2.24915763.01I m =⨯=安结论：根据晶闸管流过电流不同波形分析，从第1问可知：导通角愈小，波形系数就愈大；从第2问可知：同一元件，流过电流的波形不同，导通角不同，允许通过的电流平均值及其峰值均不同。

一、概述二、课程设计方案本次课程设计的要紧内容是利用晶闸管整流来设计直流电机操纵系统，要紧设计内容有1、电路功能：〔1〕、用晶闸管缺角整流实现直流调压，操纵直流电动机的转速。

〔2〕、电路由主电路与操纵电路组成，主电路要紧环节：整流电路及保卫电路。

操纵电路要紧环节：触发电路、电压电流检测单元、驱动电路、检测与故障保卫电路。

〔3〕、主电路电力电子开关器件采纳晶闸管、IGBT或MOSFET。

〔4〕、系统具有完善的保卫2、系统总体方案确定3、主电路设计与分析〔1〕、确定主电路方案〔2〕、主电路元器件的计算及选型〔3〕、主电路保卫环节设计4、操纵电路设计与分析〔1〕、检测电路设计〔2〕、功能单元电路设计〔3〕、触发电路设计〔4〕、操纵电路参数确定设计要求有一下四点：1、设计思路清晰，给出整体设计框图；2、单元电路设计，给出具体设计思路和电路；3、分析所有单元电路与总电路的工作原理，并给出必要的波形分析。

4、绘制总电路图5、写出设计报告；要紧的设计条件有：1、设计依据要紧参数〔1〕、输进输出电压：〔AC〕220〔1+15%〕、〔2〕、最大输出电压、电流依据电机功率予以选择〔3〕、要求电机能实现单向无级调速〔4〕、电机型号布置任务时给定2、可提供实验与仿真条件三、系统电路设计1、主电路的设计〔1〕、主电路设计方案主电路的要紧功能是实现整流，将三相交流电变为直流电。

要紧通过整流变压器和三相桥式全控整流来实现。

整流变压器是整流设备的电源变压器。

整流设备的特点是原方输进电流，而副方通过整流原件后输出直流。

变流是整流、逆流和变频三种工作方式的总称，整流是其中应用最广泛的一种。

作为整流装置电源用的变压器称为整流变压器。

工业用的整流直流电源大局部根基上由交流电网通过整流变压器与整流设备而得到的。

整流变压器是专供整流系统的变压器。

整流变压器的功能：1.是提供整流系统适当的电压，2.是减小因整流系统造成的波形畸变对电网的污染。

晶闸管工作原理晶闸管（Thyristor）是一种半导体器件，也被称为双向可控硅。

它具有单向导通和双向控制的特性，广泛应用于电力电子领域。

晶闸管工作原理是通过控制其门极电压来实现对电流的控制。

晶闸管由四个半导体层构成，分别是P型半导体层（阳极）、N型半导体层（阴极）、P型半导体层（门极）和N型半导体层（阴极）。

当晶闸管的阳极电压大于阴极电压时，晶闸管处于正向偏置状态，即晶闸管导通。

反之，当阳极电压小于阴极电压时，晶闸管处于反向偏置状态，即晶闸管截止。

晶闸管的控制是通过控制门极电压来实现的。

当门极施加正向电压时，晶闸管处于导通状态。

此时，即使去掉门极电压，晶闸管仍然保持导通，直到电流降至零点或者施加反向电压。

而当门极施加反向电压时，晶闸管处于截止状态，无法导通。

晶闸管的导通和截止状态是通过控制门极电压的施加和去除来实现的。

当门极电压施加时，晶闸管进入导通状态；当去掉门极电压时，晶闸管进入截止状态。

这种控制方式使得晶闸管具有了单向导通和双向控制的特性。

晶闸管的主要应用是在交流电路中，用于控制交流电的导通时间。

晶闸管在交流电路中的工作原理是通过施加一个触发脉冲来控制晶闸管的导通。

当晶闸管导通后，只有当交流电通过零点时，晶闸管才会自动截止。

这样就实现了对交流电的控制。

晶闸管还可以用于直流电路中的开关控制。

在直流电路中，晶闸管的工作原理是通过施加一个触发脉冲来控制晶闸管的导通，使其在需要的时间内导通，从而实现对直流电的控制。

总结一下，晶闸管的工作原理是通过控制门极电压来实现对电流的控制。

它具有单向导通和双向控制的特性，广泛应用于电力电子领域。

在交流电路中，晶闸管通过施加触发脉冲来控制导通时间；在直流电路中，晶闸管通过施加触发脉冲来控制导通时间，实现对直流电的控制。

晶闸管的工作原理为电力电子的应用提供了重要的基础。

晶闸管主要产品类型分析 (一)晶闸管是一种高性能的电子器件，主要用于变频控制、电磁启动、直流调速、电能贮存等领域，因其高效、高稳定性、高可靠性等特点被广泛应用。

晶闸管主要产品类型有以下几种：1.单相晶闸管：单相晶闸管是一种晶闸管，通常由一个晶体管和一个控制电极组成。

单相晶闸管可以实现电源的单相变频控制，广泛应用于家庭电器、交通信号灯等领域。

2. 三相晶闸管：三相晶闸管是一种高性能电子器件，主要用于高功率变频控制系统。

三相晶闸管可实现三相电源的电压变换，有较高的性能和可靠性，被广泛应用于电力电子行业中。

3. GTO晶闸管：GTO晶闸管是一种先进的高功率晶闸管，具有高效、快速、可靠等特点。

GTO晶闸管能够实现高功率电源的变频调速、电流控制等功能，成为现代高科技领域的重要器件之一。

4. IGBT晶闸管：IGBT晶闸管是一种晶闸管，具有高效、快速、可靠等特点。

IGBT晶闸管可以实现电源的高效变频控制，被广泛应用于变频调速、电力传动、电动机控制等领域。

5. 反向导通晶闸管：反向导通晶闸管是一种高性能电子器件，主要用于变频控制、电动机控制、电力驱动等领域。

反向导通晶闸管由一个晶体管和一个反向两极管组成，具有高电流密度、高速度、高功率等特点。

6. 模块化晶闸管：模块化晶闸管是一种晶闸管模块，由多个晶闸管、二极管、散热器等组成，具有高效、快速、可靠等特点。

模块化晶闸管广泛应用于电力电子行业中，能够实现高功率电源的变频调速、电流控制等功能。

以上就是晶闸管的主要产品类型分析，不同类型的晶闸管有着不同的应用场景和优缺点，选用时需要根据具体的需求及领域来进行选择。

晶闸管工作原理晶闸管（Thyristor）是一种半导体器件，具有开关功能。

它广泛应用于电力电子领域，如变频器、交流调压器、交流电动机启动器等。

晶闸管的工作原理是通过控制其门极电压来实现导通和关断。

晶闸管由四个层级的PN结组成，分别是P型、N型、P型和N型。

其中，P型区域称为阳极（A），N型区域称为阴极（K），P型区域称为门极（G），N型区域称为触发极（T）。

晶闸管的结构类似于二极管，但多了一个门极。

当晶闸管处于关断状态时，阴极和阳极之间没有导通，晶闸管相当于一个开路。

此时，门极电压低于晶闸管的触发电压，晶闸管处于阻断状态。

当晶闸管需要导通时，需要施加一个正向的触发脉冲信号到门极。

当触发脉冲信号的幅值大于晶闸管的触发电压时，晶闸管开始导通。

一旦晶闸管导通，它将保持导通状态，即使触发脉冲信号消失。

晶闸管导通后，阴极和阳极之间形成一个低电阻通路，晶闸管相当于一个闭合的开关。

晶闸管的导通状态只能通过控制门极电压来关断。

当需要关断晶闸管时，可以通过控制门极电压降低到一个较低的水平来实现。

当门极电压低于晶闸管的保持电流（也称为保持电流）时，晶闸管将关断。

晶闸管的导通和关断过程可以用电流-电压特性曲线来描述。

在导通状态下，晶闸管的电流与电压呈正比，即呈线性关系。

而在关断状态下，晶闸管的电流非常小，可以忽略不计。

晶闸管的工作原理使其具有很多优点。

首先，晶闸管具有很高的电压和电流承受能力，可以在高功率应用中使用。

其次，晶闸管的导通和关断速度非常快，可以实现高频率的开关操作。

此外，晶闸管的控制电路相对简单，易于实现。

最后，晶闸管的可靠性高，寿命长。

总结一下，晶闸管是一种半导体器件，通过控制门极电压来实现导通和关断。

它具有高电压和电流承受能力，快速的开关速度，简单的控制电路和高可靠性。

晶闸管的工作原理对于电力电子领域的应用具有重要意义。

一文读懂晶闸管的原理及工作特性晶闸管（Thyristor）是开发最早的电力电子器件。

晶闸管全称为晶体闸流管，是半控型电力电子器件，晶闸管可以被控制导通而不能用门极控制关断，具有耐高压、电流大、抗冲击能力强等特点。

晶闸管相当于一个可以被控制接通的导电开关，由PNPN四层半导体结构组成，它有三个极：阳极、阴极、控制极。

一、晶闸管的伏安特性晶闸管是由PNPN四层单导体组成，有三个PN结。

晶闸管有三个引线端子：阳极A、阴极K、和门极G。

晶闸管阳极与阴极间电压和它的阳极电流之间的关系，称为晶闸管的伏安特性。

当IG=0时，如果在晶闸管两端施加正向电压，则J2结处于反偏，晶闸管处于正向阻断状态，只流过很小的漏电流，如果正向电压超过临界极限值（正向转折电压Ub0）时，则漏电流急剧增大，正向转折电压降低。

导通后晶闸管的特性跟二极管的正向特性相似，即使通过很大的阳极电流，晶闸管本身的压降确很小。

导通时如果门极电流为零，并且阳极电流降到维持电流IH以下，则晶闸管又回到正向阻断状态。

当在晶闸管上施加反向电压时，晶闸管的J1、J3结处于反偏状态，这时伏安特性类似二极管的反向特性。

晶闸管处于反向阻断状态，只有很小的漏电流流过，当反向电压超过反向击穿电压后，反向漏电流急剧增大，晶闸管反向击穿。

二、晶闸管的门极伏安特性在给晶闸管施加正向阳极电压的情况下，若再给门极加入适当的控制信号，可使晶闸管由阻断变为导通。

晶闸管的门极和阴极之间是一个PN结J3，它的伏安特性称为门极伏安特性。

当给门极施加一定电压后门极附近会发热，当电压过大时，会使晶闸管整个结温度上升，直接影响晶闸管的正常工作，甚至使门极烧坏。

所以门极上施加的电压、电流、功率是有一定限制的。

三、晶闸管的动态特性晶闸管在电路中起开关作用。

由于器件的开通和关断时间很短，当开关频率较低时，可以假定晶闸管是瞬时开通和关断的，可以忽略其动态特性和损耗。

当工作频率较高时，因工作周期缩短，晶闸管的开通和关断时间就不能忽略，动态损耗占比相对增大，成为引起晶闸管发热的主要原因。