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晶闸管相关练习题
晶闸管是一种常用的电子器件，广泛应用于电力电子控制领域。
为了帮助大家更好地掌握晶闸管的操作和特性，以下是一些晶闸管相关练习题，供大家练习和巩固知识。
题目一：晶闸管的基本特性
1. 什么是晶闸管？它的主要结构是什么？
2. 晶闸管的工作原理是什么？
3. 晶闸管的常见用途有哪些？
题目二：晶闸管的控制
1. 晶闸管的触发方式有哪些？请分别介绍。
2. 画出晶闸管的典型触发电路，并解释其工作原理。
3. 晶闸管的关断方式有哪些？请分别介绍。
题目三：晶闸管的保护和应用
1. 晶闸管的过电流保护方法有哪些？
2. 晶闸管的过压保护方法有哪些？
3. 晶闸管在电机控制中的应用有哪些？请举例说明。
题目四：晶闸管的特性参数
1. 什么是晶闸管的导通压降和关断压降？它们分别有什么特点？
2. 什么是晶闸管的阻断能力？
3. 什么是晶闸管的恢复时间和导通延迟时间？它们对晶闸管性能有何影响？
题目五：晶闸管的常见故障和排除方法
1. 晶闸管的常见故障有哪些？请分别介绍。
2. 当晶闸管出现故障时，我们应该如何判断和排除问题？
3. 晶闸管故障的预防措施有哪些？
题目六：晶闸管的逆变电路
1. 什么是逆变电路？它有什么常见的应用？
2. 画出晶闸管逆变电路的典型示意图，并解释其工作原理。
3. 晶闸管逆变电路的控制方法有哪些？
以上是一些晶闸管相关的练习题，希望能够帮助大家更好地理解和掌握晶闸管的知识。
通过不断练习和学习，我们可以在电力电子控制领域中更加熟练地应用晶闸管，为实际工程带来更多的便利与效益。
祝大家在晶闸管的学习中取得好成绩！。
第五节 晶闸管简介晶闸管是一种大功率半导体器件，又称可控硅，常用SCR 表示。
其优点是体积小、耐压高、容量大、使用维护简单。
晶闸管的种类很多，有单向型、双向型、可关断型以及快速型等。
一、晶闸管的结构外形、结构常用的晶闸管有塑封式、螺栓式和平板式三种，它有三个引出极，即阳极A 、阴极K 和控制极（门极）G 。
由于大功率晶闸管工作时发热量较大，因此正常工作时必须安装散热器。
晶闸管的符号及其内部结构如图1-5-1所示。
由图可见，晶闸管的阳极和阴极之间为PNPN 四层结构，它们形成三个PN 结J1、J2和J3。
A 阳极(c) 结构(b) KGA符号(a) 外形二、晶闸管的工作状态如图1-5-2（a）所示电路中，当晶闸管阳极和阴极之间加反向电压时，无论控制极与阴极之间施加何种电压，灯泡均不亮，晶闸管不导通，即晶闸管处于反向阻断状态。
当阳极和阴极之间加正向电压时，若控制极与阴极之间施加的电压为零或反向电压时，灯泡也不亮，说明晶闸管仍然不导通，处于正向阻断状态，如图1-5-2（b）所示。
在晶闸管阳极加正向电压，控制极也加上适当正向电压后，灯泡点亮，晶闸管导通。
此时，若去掉控制极电压，灯泡仍然发光，即晶闸管维持导通，控制极失去控制作用，如图1-5-2（c）（d）所示。
UA UUA UUAUGAUGUA可见，要使晶闸管从导通状态变为阻断状态，可以通过两个途径：①在阳极和阴极之间加反向电压或将阳极与电源断开，这种阻断称为反向阻断；②使阳极电流减少到一定数值（约几十~几百毫安）后晶闸管将自行关断，称为正向阻断。
三、晶闸管的型号和主要参数1．晶闸管的型号按照国家规定，普通晶闸管的型号及含义如下：例如，KP200-8D表示普通晶闸管，额定电流为200A，额定电压为800V，管压降0.6~0.7V。
2．晶闸管的主要参数（1）额定正向平均电流I F 指在规定环境温度及标准散热条件下，允许连续通过晶闸管阳极的最大工频正弦半波电流的平均值。
晶闸管的工作条件概述及解释说明1. 引言1.1 概述:晶闸管作为一种重要的电子器件，在电力控制和电能转换领域发挥着关键的作用。
它具有可靠性高、功率损耗小、体积小等优点，被广泛应用于各个行业。
了解晶闸管的工作条件对于正确使用和设计相关电路至关重要。
1.2 文章结构:本文将首先介绍晶闸管的工作原理，包括其结构和PN结与工作条件之间的关系。
接下来，将详细讨论晶闸管的主要工作条件，包括阻抗匹配与负载电流、触发电压与触发电流以及关断特性及其影响因素。
然后，将探讨晶闸管的保护措施和需注意事项，包括过电流保护与故障检测、温度保护与散热设计要点以及隔离和绝缘性能要求。
最后，通过总结晶闸管的工作条件概述，并说明晶闸管在实际应用中的重要性和未来技术与应用展望，来结束整篇文章。
1.3 目的:本文旨在全面介绍晶闸管的工作条件，帮助读者深入了解晶闸管的原理和使用要点。
通过本文的阐述，读者可以掌握正确选择晶闸管和应用技巧，并能够设计合适的保护措施，确保晶闸管工作稳定可靠。
2. 晶闸管的工作原理:2.1 简介晶闸管:晶闸管是一种半导体器件，具有控制电流流动的特性。
它由四个半导体层构成，并带有三个接线端，即阳极、阴极和门极。
晶闸管可以实现自锁状态，在一定触发条件下将保持开启状态，直到触发信号停止或施加反向电压为止。
2.2 PN结与工作条件:在晶闸管中，两个PN结扮演重要角色。
当施加正向电压时，P区被加上正电压（阳极）而N区被加上负电压（阴极），形成一个正偏性结。
此时穿越PN结的少数载流子会被注入N区，并形成导电通道，使得晶闸管处于导通状态。
然而，在不适当的工作条件下，PN结可能会出现击穿现象，进而使整个晶闸管失效。
因此，在工作过程中需要注意：控制正向电流并维持适当的功耗、避免超过材料的最大额定电压、保持适当温度等。
2.3 准双向导通特性与工作条件:晶闸管具有准双向导通特性，即不论施加的电压是正向还是反向，只要触发条件满足，晶闸管都能够导通。
晶闸管的过电流保护方案及电流上升率的限制方法田素娟【摘要】本文主要通过对晶闸管的过电流产生的原因进行分析，并提出过电流的保护方案；另外晶闸管的通态电流上升率过高时，会引起晶闸管的门极附近过热，使晶闸管损坏，所以本文又提出了限制晶闸管通态电流上升率的几种方法。
【期刊名称】《电子世界》【年(卷),期】2016(000)008【总页数】1页(P85-85)【关键词】晶闸管;过电流保护【作者】田素娟【作者单位】包头职业技术学院电气工程系【正文语种】中文随着电力电子技术的发展，电力电子器件得以研发并广泛应用，其中半控型器件晶闸管在交-直变换中得到了广泛的应用，由晶闸管构成的可控整流电路在直流电动机的控制等很多方面都有应用，为了保证装置的可靠平稳运行，对器件的保护必不可少，由于晶闸管是半导体器件，所以对流过的电流有一定的要求。
1.1 晶闸管产生过电流的原因晶闸管的过电流是指晶闸管上流过的电流远远超过了其额定电流的现象。
产生晶闸管过电流的原因一般有：直流侧出现短路现象；生产机械的过载；晶闸管可逆调速系统中产生环流或逆变颠覆；电路中晶闸管误导通及管子击穿短路等。
1.2 常用的晶闸管过电流保护方式电路中有过电流产生时，如果没有保护措施，晶闸管中的PN结会因过热而损坏。
因此需要采取过电流保护，把过电流消除掉，保护晶闸管，使晶闸管不会损坏。
常用的过电流保护方案有以下几种，可根据实际需要选择其中的一种或几种。
(1)无整流变压器时，在交流进线中串联电抗器或采用漏电抗比较大的变压器，这种保护方法是限制短路电流、保护晶闸管的有效措施，但是它在负载上有电压降落。
(2)在交流侧增设电流检测装置，利用检测回来的过电流信号去控制触发电路，使触发脉冲快速右移，使控制角α增大或瞬时停止，从而使晶闸管关断，限制了电路中的电流。
但在晶闸管构成的可逆系统中，停发触发脉冲会造成逆变颠覆，因此多采用脉冲快速右移的方法。
(3)交流侧经交流电流互感器接入过电流继电器或直流侧接入过电流继电器，可以在过电流时动作，自动切断电源。
晶闸管的过电压和过电流保护在电力电子电路中，为确保变流电路正常工作，除了适当选择电力电子器件参数、设计良好的驱动电路外，还要采用必要的保护措施，即过电压保护、过电流保护、du/dt及di/dt的限制。
晶闸管的过电压保护晶闸管的过电压能力极差，当元件承受的反向电压超过其反向击穿电压时，即使时间很短，也会造成元器件反向击穿损坏。
如果正向电压超过晶闸管的正向转折电压，会引起晶闸管硬开通，它不仅使电路工作失常，且多次硬开通后元器件正向转折电压要降低，甚至失去正向阻断能力而损坏。
因此必须抑制晶闸管上可能出现的过电压，采取过电压保护措施。
1.晶闸管关断过电压及其保护晶闸管从导通到阻断时，和开关电路一样，因线路电感（主要是变压器漏感）释放能量会产生过电压。
由于晶闸管在导通期间，载流子充满元件内部，所以元器件在关断过程中，正向电流下降到零时，元器件内部仍残存着载流子。
这些积蓄载流子在反向电压作用下瞬时出现较大的反向电流，使积蓄载流子迅速消失，这时反向电流减小的速度极快，即di/dt极大。
晶闸管关断过程中电流与管压降的变化如图1所示。
因此，即使和元器件串联的线路电感L很小，电感产生的感应电势L（di/dt）值仍很大，这个电势与电源电压串联，反向加在已恢复阻断的元器件上，可能导致晶闸管的反向击穿。
这种由于晶闸管关断引起的过电压，称为关断过电压，其数值可达工作电压峰值的5～6倍，所以必须采取抑制措施。
如图2（a）所示，晶闸管两端的电压波形在管子关断的瞬时出现反向电压尖峰（毛刺）即为关断过电压。
当整流器输出端接续流二极管时，续流二极管由导通转为截止的瞬间，也是立即承受反向电压的，所以同样会产生关断过电压，故对续流二极管也应采取过电压保护措施。
图1 晶闸管关断过程中电流与管压降的变化图2 晶闸管关断过电压波形对于这种呈尖峰状的瞬时过电压，最常用的保护方法是在晶闸管两端并联电容，利用电容两端电压瞬时不能突变的特性，吸收尖峰过电压，把电压限制在管子允许的范围。
晶闸管基础知识单选题100道及答案解析1. 晶闸管导通的条件是（）A. 阳极加正向电压，门极加正向电压B. 阳极加反向电压，门极加反向电压C. 阳极加正向电压，门极加反向电压D. 阳极加反向电压，门极加正向电压答案：A解析：晶闸管导通需要阳极加正向电压，门极加正向电压。
2. 晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用，这种特性称为（）A. 可控性B. 不可控性C. 半控性D. 全控性答案：C解析：晶闸管一旦导通，门极失去控制作用，是其半控特性。
3. 晶闸管的关断条件是（）A. 阳极电流小于维持电流B. 阳极电流大于维持电流C. 阳极电压小于反向击穿电压D. 阳极电压大于反向击穿电压答案：A解析：当阳极电流小于维持电流时，晶闸管关断。
4. 以下哪种不是晶闸管的主要参数（）A. 正向重复峰值电压B. 反向重复峰值电压C. 通态平均电流D. 开通时间答案：D解析：开通时间不是晶闸管的主要参数，晶闸管主要参数通常包括正向重复峰值电压、反向重复峰值电压、通态平均电流等。
5. 晶闸管的伏安特性是指（）A. 阳极电压与阳极电流的关系B. 门极电压与门极电流的关系C. 阳极电压与门极电流的关系D. 门极电压与阳极电流的关系答案：A解析：晶闸管的伏安特性是指阳极电压与阳极电流的关系。
6. 晶闸管在电路中主要用于（）A. 放大信号B. 滤波C. 整流D. 产生高频信号答案：C解析：晶闸管常用于整流电路。
7. 要使晶闸管可靠导通，触发脉冲的宽度应（）A. 尽量窄B. 等于晶闸管的开通时间C. 远大于晶闸管的开通时间D. 小于晶闸管的开通时间答案：C解析：触发脉冲宽度应远大于晶闸管的开通时间，以确保可靠导通。
8. 晶闸管的擎住电流比维持电流（）A. 大B. 小C. 相等D. 不确定答案：A解析：擎住电流比维持电流大。
9. 当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极加何种极性触发电压，管子都将工作在（）A. 导通状态B. 关断状态C. 饱和状态D. 不定状态答案：B解析：承受反向阳极电压时，管子处于关断状态。
1.闭环控制系统一般有哪几部分组成？有哪些作用量和被控制量？答：闭环控制系统一般由给定元件、比较元件、放大校正元件、执行元件、被控对象、检测反馈元件等组成。
系统有给定量（输入量）、反馈量、控制量、扰动量、被空量（输出量）。
2.试述加速度调节器的作用？答：龙门刨床在换向过程中，加速度调节器将串入CⅢ回路，用以调节换向过程中CⅢ回路的电流，供操作者根据实际运行情况折中调节机械冲击和换向越位距离。
3.为了使扩电机能稳定运行，补偿绕组应调节到什么程度？答案：应该调节到欠补偿程度，使其在额定电流下，电机扩大机端电压与空载电压之差为额定电压的30%。
4.变频调速系统一般分为那几类？答案：变频调速系统一般可分为交流——交流变频和交流——直流——交流变频两大类，一般常用的都是交流——直流——交流变频器。
在这类变频器中，又可按输出电压调节方法的不同分为PAM与PWM两类；按中间回路对无功能量处理方式的不同分为电压型和电流型两类；按控制方式的不同分为U/f比例控制、转差率控制及矢量控制等三类.5.变频器所采用的制动方式有哪几种？答案：变频器所采用的制动方式一般有三种：能耗制动、回馈制动和直流制动。
能耗制动是在中间直流回路并接一个制动电阻，当制动时将电动机的能量消耗在制动电阻上变为热量；回馈制动是将电动机中能量通过回馈电路反馈到供电网上；直流制动则是运用变频器输出的直流电压加在电动机绕组中产生直流电流而形成制动转矩。
6.何谓单极性调制和双极性调制？答案：在脉宽调制方式中，若载波信号与基准信号在调制过程中，两者的极性关系始终保持不变，则为单极性调制。
若载波信号极性随时间变化而不断正、负变化，即为极型调制。
7.接触器与中间继电器有何不同？答案：接触器主要用于控制主回路，触头容量大，具有很强的灭弧能力，操作频率高，寿命长。
而中间继电器触头容量小，没有灭弧室，不能用于控制主回路，只能作为控制回路的控制信号。
只有当容量低于5A以下的主回路，可用中间继电器代替。
晶闸管的过电压保护
引起过电压的主要缘由是电路中含有电感元件（如变压器、电抗器线圈等）。
例如，当变压器原边电路的拉闸、整流装置直流侧的开关切断，快速熔断器熔丝的熔断、晶闸管由正向导通转变为反向阻断时消失的自感电动势以及雷电等都可能引起过电压。
晶闸管承受过电压的力量极差，当电路中电压超过其反向击穿电压时，即使时间极短，也简单反向击穿而损坏。
假如正向电压超过其额定电压，还可能引起晶闸管误导通。
这种误导通次数频繁时，如导通电流较大，也可能使器件特性变坏，甚至损坏。
因此，除选用管子时，必需考虑肯定的电压平安系数外，还必需实行措施消退晶闸管上可能消失的过电压。
消退过电压现象通常可以采纳阻容汲取电路。
晶闸管过电压阻容爱护电路是利用电容来汲取过电压，其实质是将引起过电压的磁场能量变成电场能量储存在电容器之中，然后电容器通过电阻放电，把能量渐渐消耗在电阻中，这就是过电压爱护的基本方法。
阻容汲取装置的接入方式有三种，阻容汲取电路可以并联在晶闸管电路的沟通侧、直流侧或器件侧，如图1所示。
图1 阻容汲取电路在可控整流电路中的安装位置
阻容汲取爱护应用广泛，性能牢靠，但是对于能量较大、持续时间较长的过电压则不能完全抑制。
在这种状况下，可采纳硒堆爱护，或同时使用阻容元件和硒。
晶闸管基础知识一可控硅是硅可控整流元件的简称，亦称为晶闸管。
具有体积小、结构相对简单、功能强等特点，是比较常用的半导体器件之一。
该器件被广泛应用于各种电子设备和电子产品中，多用来作可控整流、逆变、变频、调压、无触点开关等。
家用电器中的调光灯、调速风扇、空调机、电视机、电冰箱、洗衣机、照相机、组合音响、声光电路、定时控制器、玩具装置、无线电遥控、摄像机及工业控制等都大量使用了可控硅器件。
二、可控硅的用途可控硅被广泛应用于各种电子设备和电子产品中，多用来作可控整流、逆变、变频、调压、无触点开关等。
家用电器中的调光灯、调速风扇、空调机、电视机、电冰箱、洗衣机、照相机、组合音响、声光电路、定时控制器、玩具装置、无线电遥控、摄像机及工业控制等都大量使用了可控硅器件。
三、可控硅的优点可控硅具有耐压高、容量大、效率高、可控制等优点。
四、可控硅的分类按其工作特性，可控硅（THYRISTOR)可分为普通可控硅（SCR）即单向可控硅、双向可控硅（TRIAC)和其它特殊可控硅。
五、主要参数可控硅的主要参数:1 额定通态电流（IT)即最大稳定工作电流，俗称电流。
常用可控硅的IT一般为一安到几十安。
2 反向重复峰值电压（VRRM)或断态重复峰值电压（VDRM），俗称耐压。
常用可控硅的VRRM/VDRM一般为几百伏到一千伏。
3 控制极触发电流（IGT)，俗称触发电流。
常用可控硅的IGT一般为几十微安到几十毫安。
六、封装形式常用可控硅的封装形式有TO-92、TO-126、TO-202AB、TO-220、TO-220AB、TO-3P、SOT-89、TO-251、TO-252等。
七、主要厂家主要厂家：ST、PHILIPS 、MOTOROLA、NEC、MITSUBISHI、TOSHIBA、TECCOR、SANKEN 等。
§1.整流元件（晶闸管）简单地说：整流器是把单相或三相正弦交流电流通过整流元件变成平稳的可调的单方向的直流电流。
晶闸管过电流的保护措施
晶闸管过电流的爱护措施有下列几种：
1．快速熔断器
一般熔断丝由于熔断时间长，用来爱护晶闸管很可能在晶闸管烧坏之后熔断器还没有熔断，这样就起不了爱护作用。
因此必需采纳专用于爱护晶闸管的快速熔断器。
快速熔断器用的是银质熔丝，在同样的过电流倍数之下，它可以在晶闸管损坏之前熔断，这是晶闸管过电流爱护的主要措施。
快速熔断器的接入方式有三种，如图1所示。
其一是快速熔断器接在输出（负载）端，这种接法对输出回路的过载或短路起爱护作用，但对元件本身故障引起的过电流不起爱护作用。
其二是快速熔断器与元件串联，可以对元件本身的故障进行爱护。
以上两种接法一般需要同时采纳。
第三种接法是快速熔断器接在输入端，这样可以同时对输出端短路和元件短路实现爱护，但是熔断器熔断之后，不能马上推断是什么故障。
熔断器的电流定额应当尽量接近实际工作电流的有效值，而不是按所爱护的元件的电流定额（平均值）选取。
图1 快速熔断器的接入方式
2．过电流继电器
在输出端（直流侧）装直流过电流继电器，或在输入端（沟通侧）经电流互感器接入灵敏的过电流断电器，都可在发生过电流故障时动
作，使输入端的开关跳闸。
这种爱护措施对过载是有效的，但是在发生短路故障时，由于过电流电器的动作及自动开关的跳闸都需要肯定时间，假如短路电流比较大，这种爱护方法不很有效。
3．过流截止爱护
利用过电流的信号将晶闸管的触发脉冲移后，使晶闸管的导通角减小或者停止触发。
晶闸管的基本保护措施
晶闸管是一种电子器件，常用于控制大功率电流的开关。
为了确保晶闸管的正常工作和延长其寿命，需要采取一系列的基本保护措施。
本文将详细介绍晶闸管的基本保护措施，包括过电流保护、过压保护、过温保护和防射频干扰等方面。
1. 过电流保护
过电流是指晶闸管工作时电流超过其额定值的情况。
过电流可能导致晶闸管损坏甚至烧毁。
为了保护晶闸管免受过电流的损害，可以采用以下措施：
•使用电流保险丝或电流限制电阻：在电路中串联一个电流保险丝或电流限制电阻，当电流超过额定值时，保险丝会熔断或电流限制电阻会限制电流，从
而保护晶闸管。
•使用过电流保护电路：设计一个过电流保护电路，当电流超过设定值时，保护电路会迅速切断电源，保护晶闸管不受损害。
2. 过压保护
过压是指晶闸管工作时电压超过其额定值的情况。
过压可能导致晶闸管击穿或损坏。
为了保护晶闸管免受过压的损害，可以采用以下措施：
•使用过压保护二极管：在晶闸管的控制端口并联一个过压保护二极管，当电压超过晶闸管的额定值时，过压保护二极管会导通，将过压电流引到地，保
护晶闸管。
•使用过压保护电路：设计一个过压保护电路，当电压超过设定值时，保护电路会迅速切断电源，保护晶闸管不受损害。
3. 过温保护
过温是指晶闸管工作时温度超过其额定值的情况。
过温可能导致晶闸管烧毁。
为了保护晶闸管免受过温的损害，可以采用以下措施：
•安装散热器：在晶闸管上安装散热器，增加散热面积，提高散热效果，减少晶闸管的工作温度。
•使用温度传感器：在晶闸管上安装温度传感器，监测晶闸管的温度，当温度超过设定值时，触发过温保护电路，切断电源，保护晶闸管。
4. 防射频干扰
晶闸管在工作时会产生射频干扰，可能影响到其他电子设备的正常工作。
为了防止射频干扰，可以采取以下措施：
•使用抗干扰滤波器：在晶闸管的输入和输出端口安装抗干扰滤波器，滤除射频干扰信号，减少对其他设备的干扰。
•使用屏蔽壳体：将晶闸管放入屏蔽壳体中，阻挡射频干扰信号的辐射，减少对其他设备的干扰。
综上所述，晶闸管的基本保护措施包括过电流保护、过压保护、过温保护和防射频干扰等方面。
通过采取相应的保护措施，可以确保晶闸管的正常工作和延长其寿命。
在实际应用中，还应根据具体情况选择适当的保护措施，并进行合理的设计和安装，以提高晶闸管的可靠性和稳定性。
参考文献：
1.张某某. 晶闸管的保护措施[J]. 科技导报, 2018(10): 88-89.
2.李某某, 王某某. 晶闸管的过电流保护设计[J]. 电子技术与软件工程,
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