晶闸管的构造和工作原理ppt课件.ppt

普通高中课程标准实验教科书通用技术选修 第四章电子控制系统的执行部件 第三节晶闸管的构造和工作原理 第三节晶闸管的构造和工作原理 一 晶闸管的构造及电路符号 晶闸管 Thyristor 晶体闸流管别名 可控硅整流器 SiliconControlledRectifierSCR 1956年美国贝尔实验室发明了晶闸管 1957年美国通用电气公司开发出第一只晶闸管产品 1958年商业化 开辟了电力电子技术迅速发展和广泛应用的崭新时代 使半导体器件的应用由弱电领域扩展到强电领域 外形 第三节晶闸管的构造和工作原理 K阴极 A阳极 第三节晶闸管的构造和工作原理 a k g 符号 第三节晶闸管的构造和工作原理 试验探究 现象 开关S断开 灯泡不亮 开关S闭合 灯泡不亮 反向阻断 第三节晶闸管的构造和工作原理 二 晶闸管的工作原理 试验探究 现象 开关S断开 灯泡不亮 正向阻断 第三节晶闸管的构造和工作原理 试验探究 现象 开关S闭合 灯泡亮 触发导通 第三节晶闸管的构造和工作原理 试验探究 现象 开关S断开 灯泡亮 导通后控制极失控 第三节晶闸管的构造和工作原理 原理分析 第三节晶闸管的构造和工作原理 第三节晶闸管的构造和工作原理 UAK 0 UGK 0时 T1导通 ib1 ig iC1 ig ib2 ic2 ib2 ig ib1 T2导通 形成正反馈 晶闸管迅速导通 T1进一步导通 晶闸管导通后 去掉触发电压 依靠正反馈 晶闸管仍维持导通状态 控制极失去作用 第三节晶闸管的构造和工作原理 探究 第三节晶闸管的构造和工作原理 观察下面的电路 当控制极失控 如何使灯泡灭掉 第三节晶闸管的构造和工作原理 方法1 在输出电路中增加开关S 当断开开关时 灯泡灭掉 第三节晶闸管的构造和工作原理 方法2 在输出电路中增加开关滑变电阻 当电路中电流减小到一定程度时 晶闸管截止 小结1 1 晶闸管具有单向导电性 2 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触发电压 以小控大 3 晶闸管截止必须具备下列条件之一即可 1 在阳极和阴极间加反向电压 2 降低正向电压 减小流经晶闸管的电流 第三节晶闸管的构造和工作原理 比较晶闸管和二极管的工作状态 器件 是 是 是 否 控制极触发导通 是 控制极关断 继续导通 否 马上行动 第三节晶闸管的构造和工作原理 1 电压参数 1 正向阻断峰值电压UDRM 正向阻断峰值电压UDRM 指控制极断开时 允许重复加在晶闸管两端的正向峰值电压 2 反向阻断峰值电压UDRM 反向阻断峰值电压UDRM 指允许重复加在晶闸管上的反向峰值电压 3 额定电压UD 通常把UDRM和URRM中较小的一个值称作晶闸管的额定电压 4 通态平均电压UT AV 习惯上称为导通时的管压降 这个电压当然越小越好 一般为0 4V 1 2V 第三节晶闸管的构造和工作原理 三 晶闸管的特性参数 2 电流参数 1 通态平均电流IT AV 通态平均电流IT AV 简称正向电流 指在标准散热条件和规定环境温度下 不超过40oC 允许通过工频 50Hz 正弦半波电流在一个周期内的最大平均值 2 维持电流IH 维持电流IH 指在规定的环境温度和控制极断路的情况下 维持晶闸管继续导通时需要的最小阳极电流 第三节晶闸管的构造和工作原理 晶闸管型号 通态平均电压 UTAV 额定电压级别 UDRM 额定通态平均电流 ITAV 晶闸管类型P 普通晶闸管K 快速晶闸管S 双向晶闸管 晶闸管 第三节晶闸管的构造和工作原理 第三节晶闸管的构造和工作原理 1 无触点静态开关 利用晶闸管元件组成的固态开关 具有无触点 无噪声 无火花 功率大 开关频率高等优点 在工业上可代替接触器 继电器等器件 思考 第三节晶闸管的构造和工作原理 四 晶闸管的应用 观察右边的电路 分析其如何实现开关功能 触发晶闸管VS1 使其导通 负载RL有电流流过 电容C经R及VS1充电 若要关断VS1 可触发VS2使其导通 此时电容C两端的电压经VS2加在VS1的A K两端 由于电压极性对VS1来说是反向的 VS1被关断 电路中 只要使用两个弱信号去触发VS1及VS2就可以控制大电流在负载RL中的流通与关断 实现无触点开关的作用 第三节晶闸管的构造和工作原理 解析 2 交流调压 利用晶闸管的开关特性可以对交流电压的大小进行无级调节 从而实现灯光亮度 设备温度 功率大小的连续控制 试验 设计如图电路 调节RP观察灯泡E变化情况 第三节晶闸管的构造和工作原理 试验记录 随着RP的大小变化 灯泡E也将出现明暗的连续变化 原理分析 RP大小变化会影响晶闸管G极的电流大小 改变了晶闸管的导通电压的大小 从而实现灯光亮度的调节 RP便是调节按钮 第三节晶闸管的构造和工作原理 3 可控整流 由晶闸管组成的整流器可以在交流输入电压不变的情况下 方便且连续地改变直流输出电压的大小 满足我们对多种直流电压的需求 4 逆变与变频 利用晶闸管构成的装置 可方便地将直流电变换成交流电 实现电路能量形式的变换 还能把交流电网50Hz的交流电变换成频率与大小可调的交流电 从而实现变频调速 感应加热 及组成应急电源等 5 直流斩波调压 利用晶闸管作直流开关 控制晶闸管的通断比 从而实现直流能量输出的控制 第三节晶闸管的构造和工作原理 1 晶闸管是一种大功率可控整流器件 其主要特点是具有正反向阻断特性和触发导通特性等 广泛用于交流调压 交流开关 直流逆变 直流开关 等场合 2 晶闸管导通与关断的条