第一章 晶闸管及其可控整流电路2008
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第六节晶闸管及其整流电路晶闸管又称可控硅,是目前半导体器件从弱电进入强电领域,制造技术最成熟、应用最广泛的器件之一。
晶闸管分普通晶闸管和特种晶闸管,特种晶闸管有快速晶闸管、双向晶闸管、可关断晶闸管等,人们所说的晶闸管是指普通型晶闸管。
一、晶闸管的外形、结构和符号晶闸管由三个PN结和四层半导体材料组成。
晶闸管的三个电极分别为阳极(A)、阴极(K)、控制极(G)。
三个PN结分别为J1、J2和J3。
晶闸管的符号与二极管相似,只是在其阴极处增加一个控制极,表明其导通的条件除了和二极管一样需要正向偏置的电压外,还需另外增加一个条件,那就是要有控制信号。
二、晶闸管的工作原理晶闸管可以理解为一个受控制的二极管,它也具有单向导电性,不同之处是除了应具有阳极与阴极之间的正向偏置电压外,还必须给控制极加一个足够大的控制电压,在这个控制电压作用下,晶闸管就会像二极管一样导通了,一旦晶闸管导通,控制电压即使取消,也不会影响其正向导通的工作状态。
晶闸管工作原理可用如图所示的实验电路验证。
图(a)所示为晶闸管反向偏置情况,无论是否给控制极加电压,都无法使晶闸管导通,灯泡不发光。
图(b )所示为晶闸管加正向偏置电压,阳极A 接高电位,阴极K 接低电位,但控制极G 没有接任何电压,晶闸管仍然处于关断状态,串联的灯泡不发光。
图(c )所示为晶闸管加正向偏置电压的基础上,给控制极G 加一个幅度和一个宽度都足够大的正电压,此时晶闸管导通,串联的灯泡发光。
图(d )所示为晶闸管导通后,若去掉控制极的电压,晶闸管仍然能保持导通状态,灯泡仍然发光。
综上所述,要使晶闸管由阻断状态变为导通状态,必须在晶闸管上加正向电压的同时,在控制极上加适当的正向触发电压,这样才能使晶闸管导通,一旦晶闸管导通,控制极就失去了控制作用。
要注意的是,晶闸管导通后若阳极电流小于某一个很小的电流I H (称为维持电流)时,晶闸管也会由导通变为截止,一旦晶闸管截止,必须重新触发才能再次导通。
实验晶闸管可控整流电路实验要求:测出点I,W.E,B1,的电压,并绘出波形。
实验晶闸管可控整流电路实验要求:测出点I,W.E,B1,的电压,并绘出波形。
实验晶闸管可控整流电路实验要求:测出点I,W.E,B1,的电压,并绘出波形可控硅触发电路的组成及各元件的作用电路主要有三部分组成1.整流电路:将交流电转变成直流电,为触发电路和主电路提供直流电源,由4只二极管V1~V4组成2.触发电路:为可控硅提供触发脉冲BT33 单结晶体管控制输出脉冲的有无,起开关作用。
C 电容为单结晶体管提供导通电压D W稳压管与R1组成稳压电路,将脉动电流转变成平坦的电流。
R1限流电阻起限流和调压作用R2 (2K) 限流电阻防止R p损坏时,电流直通单结晶体管而损坏。
R3温度补偿电阻取200 — 600欧姆R4输出电阻其大小影响输出脉动电压的幅度与宽度。
R L限流电阻起限流和调压作用R W电位器移相作用,改变R W的大小,可以改变C充电的速度,也就改变了第一个脉冲出现的时间,从而达到移相的目的。
注意:R W过大,单结晶体管达不到峰值电压,不能导通;R W过小,单结晶体管电压大于谷点电压,不能截止。
所以R W过大或过小时,电路均不振荡,无脉冲电压输出。
3.可控硅电路:为主电路,R L、T1、组成,R L起限流作用(三)工作原理交流电压经过桥式整流得到全波脉动电压,再经过稳压管削波得到梯形波电压。
梯形波电压通过R W、R2(2K)对C充电,当U C↑→U P(峰点)→T2导通,电容C → e → b →R4放电。
放电电流在电阻R4上产生一组尖顶脉冲电压,由R4输出一组触发脉冲。
其中第一个脉冲使晶体管触发导通,后面的脉冲对晶体管的工作没有影响。
随着C的放电,当U c↓→U v(谷点)→T2截止,电容C又重新充电,重复上述过程。
当梯形电压过零点时,U C也为零,因此电容每次连续冲放电的起点,就是电源电压过零点,这样就保证输出脉冲电压的频率与电源电压频率的同步。