第六章晶闸管及其应用

第6章晶闸管及其应用
6.2 可控整流电路6.2.1单相半波可控整流
1.电阻性负载
(1) 电路
(2)工作原理
(3)工作波形
接电阻负载时
单相半波可控整流电路电压、电流波形
(4)整流输出电压及电流的平均值
2.电感性负载与续流二极管
(1)电路
在电感性负载中,当晶闸管刚触发导通时，电感元件上产生阻碍电流变化的感应电势(极性如
图)，电流不能跃变，将由零逐渐上升(见波形)。

当电压u过零后，由于电感反电动势的存在，晶闸管在一段时间内仍维持导通，失去单向导电作用。

2)工作波形(未加续流二极管)
3.电感性负载(加续流二极管)
(1)电路
u>0时：
????D反向截止，不影响整流电路工作。

u<0时：
D正向导通,晶闸管承受反向电压关断,电感元件L释放能量形成的电流经D构成回路(续流),负载电压u o波形与电阻性负载相同(见波形图)。

(2)工作波形(加续流二极管)
6.2.2单相半控桥式整流电路
3.工作波形
4.输出电压及电流的平均值
6.2.3三相半波可控整流电路。

晶闸管的原理及应用1. 晶闸管的原理晶闸管是一种半导体器件，其工作原理基于PN结的导通与截止特性。

晶闸管由四层PNPN结构组成，其中的P1-N1和N2-P2结称为控制结，而P2-N2结称为工作结。

晶闸管的工作原理可以分为两个状态：触发和导通。

1.1 触发状态在触发状态下，当控制结接受到一个正向脉冲电压时，会导致控制结内的正电荷的积累，从而降低控制结内的屏蔽电压。

一旦屏蔽电压降低到一定程度，晶闸管会进入导通状态。

1.2 导通状态在导通状态下，晶闸管的P2-N2结中的准电子可以移动到N2区域，将晶闸管的内部转变为一个低阻抗通路。

此时，只要存在足够的电流注入，晶闸管就能保持导通状态。

2. 晶闸管的应用晶闸管作为一种重要的半导体器件，广泛应用于各种电子电路中。

以下是晶闸管应用的一些常见场景：•电能调节：晶闸管可用于控制大功率电流，实现电力传输的调节，例如在工厂中用于控制电机的启停和速度调节。

•直流电动机驱动：晶闸管可以作为直流电动机的电流控制装置，通过控制晶闸管的导通时间和关断时间，可以调节直流电动机的转速。

•交流电源控制：晶闸管可用于交流电源的控制，例如用于电子变压器的调节。

•逆变器：晶闸管逆变器是将直流电压转换为交流电压的关键组成部分，广泛应用于太阳能和风能发电等领域。

•发光器件驱动：晶闸管可以用于驱动各种发光器件，如LED等。

•温度控制：通过控制晶闸管的导通时间和关断时间，可以实现温度控制，例如烤箱和电熨斗等家电产品中的温度控制。

3. 总结晶闸管是一种重要的半导体器件，其工作原理基于PN结的导通与截止特性。

它在电力调节、直流电机驱动、交流电源控制、逆变器、发光器件驱动和温度控制等领域都有重要的应用。

通过掌握晶闸管的原理及应用，可以更好地理解和应用该器件，实现各种电子电路的设计与控制。

以上就是晶闸管的原理及应用的介绍。

希望对你有所帮助！。

晶闸管的工作原理及应用晶闸管是一种半导体器件，它可以控制和放大电流。

晶闸管具有以下几个主要部分：PN结、栅极、阳极和触发极。

晶闸管的工作原理是由PN结的导通和截止状态之间的转换来完成的。

晶闸管的工作原理如下：1. PN结导通：当晶闸管的栅极电压为零时，PN结处于正向偏置状态，导通状态。

电流可以从阳极流向触发极，并且电流可以在晶闸管上形成一个低阻态。

2. PN结截止：当晶闸管的栅极电压大于阈值电压（通常为0.6V）时，PN结处于反向偏置状态，截止状态。

此时电流无法流过晶闸管，晶闸管上的电压为源电压（通常为几十伏）。

3. 触发控制：当需要导通晶闸管时，可以通过一个脉冲信号或电流输入到触发极，使晶闸管从截止状态转换为导通状态。

当晶闸管被触发后，它将保持导通状态直到重新施加反向电压或将栅极电压降至零。

晶闸管的应用非常广泛，主要有以下几个方面：1. 电力调节：晶闸管可以通过控制导通时间和截止时间来改变电流的大小，从而实现对电力的调节。

它广泛应用于变频调速、电机启动控制、磁控管发射脉冲控制等领域。

2. 电能控制：晶闸管可以用于电能的控制和转换。

例如，晶闸管可以实现电能的变换和分配，用于电力系统的能量调度和优化。

3. 交流电压调节：晶闸管可以用于控制交流电压的大小和频率。

通过控制晶闸管的导通角度，可以实现对交流电压的变压和调节。

4. 光、声、热控制：晶闸管可以用于控制光、声和热能的输出。

例如，晶闸管可用于控制光的强弱和频率，用于光通信和光电子设备。

5. 电源开关：晶闸管可以用作高压、高电流的开关，用于开关电源和电能传输系统。

总之，晶闸管是一种非常重要的半导体器件，具有广泛的应用领域。

通过控制晶闸管的导通和截止状态，可以实现对电流的控制和调节，从而满足不同领域的需求。

晶闸管工作的原理及应用1. 晶闸管的基本原理晶闸管是一种半导体器件，通过控制晶闸管的阀值电压和触发电流，可以实现对电流的控制。

它具有双向导电性和开关特性，广泛应用于电力控制、调速、变频等领域。

1.1 结构晶闸管由四个半导体材料P-N-P-N组成，形成三个P-N结。

其中，P-N结1和P-N结3称为大型P-N结，P-N结2称为小型P-N结。

晶闸管的主要结构包括P 型层、N型层、门极、触发极和阳极。

1.2 工作原理晶闸管的工作原理可以概括为以下几个过程：1.断态：当晶闸管的阳极电压低于阀值电压时，晶闸管处于断态，没有电流通过。

此时，晶闸管相当于两个二极管反向串联。

2.导通态：当晶闸管的阳极电压高于阀值电压，并且在控制极上施加了足够的正向触发电流时，晶闸管会进入导通态。

此时，晶闸管相当于一个低阻抗导通通道，允许电流从阳极流向阴极。

3.关断态：当晶闸管进入导通态，在没有外部触发信号的情况下，晶闸管会一直保持导通。

要将晶闸管从导通态转变为断态，需要在控制极上施加一个负向脉冲，称为关断触发。

1.3 特性晶闸管具有以下特点：•双向导电性：晶闸管可以实现正向和反向的导通，电流可以在两个方向上流动。

•可控性：通过调整控制极上的触发电流和门极电压，可以实现对晶闸管的导通和关断进行精确控制。

•耐压能力：晶闸管可以承受较高电压，适用于高压、大功率的电力控制系统。

2. 晶闸管的应用领域晶闸管由于其独特的工作原理和特性，在许多领域具有广泛的应用。

2.1 电力控制晶闸管被广泛应用于电力传输和分配系统中。

通过控制晶闸管的导通和关断，可以实现对电力的调控和分配，提高电网的稳定性和效率。

在电力系统中，晶闸管常用于交流调光、电炉控制、电力变换和电压调节等方面。

2.2 调速和变频晶闸管可以用于电机的调速和变频控制。

通过控制晶闸管的导通时间和关断时间，可以实现对电机转速的调节。

这种调速方式简单可靠，可以满足不同负载下的转速要求。

2.3 电子制冷晶闸管在电子制冷领域也得到了广泛应用。

晶闸管及其应用课程目标1 了解晶闸管结构，掌握晶闸管导通、关断条件2 掌握可控整流电路的工作原理及分析3 理解晶闸管的过压、过流保护4 掌握晶闸管的测量、可控整流电路的调试和测量课程内容1 晶闸管的结构及特性2 单相半波可控整流电路3 单相半控桥式整流电路4 晶闸管的保护5 晶闸管的应用实例6 晶闸管的测量、可控整流电路的调试和测量学习方法从了解晶闸管的结构、特性出发，掌握晶闸管的可控整流应用，掌握晶闸管的过压和过流保护方式，结合实物和实训掌握晶闸管管脚及好坏的判断，通过应用实例，了解晶闸管的典型应用。

课后思考1晶闸管导通的条件是什么？导通时，其中电流的大小由什么决定？晶闸管阻断时，承受电压的大小由什么决定？2为什么接电感性负载的可控整流电路的负载上会出现负电压？而接续流二极管后负载上就不出现负电压了，又是为什么？3 如何用万用表判断晶闸管的好坏、管脚？4 如何选用晶闸管？晶闸管的结构及特性一、晶闸管外形与符号：图5.1.1 符号图5.1.2 晶闸管导通实验电路图为了说明晶闸管的导电原理，可按图5.1.2所示的电路做一个简单的实验。

（1）晶闸管阳极接直流电源的正端，阴极经灯泡接电源的负端，此时晶闸管承受正向电压。

控制极电路中开关S断开(不加电压)，如图5.1.2(a)所示，这时灯不亮，说明晶闸管不导通。

（2）晶闸管的阳极和阴极间加正向电压，控制极相对于阴极也加正向电压，如图5.1.2(b)所示.这时灯亮，说明晶闸管导通。

（3）晶闸管导通后，如果去掉控制极上的电压，即将图5.1.2(b)中的开关S断开，灯仍然亮，这表明晶闸管继续导通，即晶闸管一旦导通后，控制极就失去了控制作用。

（4）晶闸管的阳极和阴极间加反向电压如图5.1.2(C)，无论控制极加不加电压，灯都不亮，晶闸管截止。

（5）如果控制极加反向电压，晶闸管阳极回路无论加正向电压还是反向电压，晶闸管都不导通。

从上述实验可以看出，晶闸管导通必须同时具备两个条件：(1) 晶闸管阳极电路加正向电压；(2) 控制极电路加适当的正向电压(实际工作中,控制极加正触发脉冲信号)。

第6章晶闸管及其应用
6.5 应用举例
1.电瓶充电机电路
该电瓶充电机电路使用元件较少，线路简单，
具有过充电保护、短路保护和电瓶短接保护。

工作原理
R2、R P、C、T1、R3、R4构成了单结晶体管触发电路。

当待充电电瓶接入电路后，触发电路获得所需电源电压开始工作。

当电瓶电压充到一定数值时，使得单结晶体管的峰点电压U P大于稳压管D Z的稳定电压，单结晶体管不能导通，触发电路不再产生触发脉冲，充电机停止充电。

触发电路和可控整流电路的同步是由二极管D和电阻R1来完成的。

交流电压过零变负后，电容通过D和R1迅速放电。

交流电压过零变正后D截止，电瓶电压通过R2、
R P向C充电。

改变R P之值，可设定电瓶的初始充电电流。

2.双向晶闸管
特点：
相当于两个晶闸管反向并联，两者共用一个控制极。

符号：
通过控制电压的控制可实现双向导通。

工作原理
U
>U A2时，控制极相对于A2加正脉冲，
A1
晶闸管正向导通，电流从A1流向A2
U A2>U A1时，控制极相对于A2加负脉冲，晶闸管反向导通，电流从A2流向A1。

双向二极管：只要在其两端加上一定数值的正或负电压即可使其导通。