任务3晶闸管及其应用.ppt
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1、晶闸管又称可控硅,是硅晶体闸流管的简称。晶闸管又称可控硅,是硅晶体闸流管的简称。晶闸管又称可控硅,是硅晶体闸流管的简称。晶闸管又称可控硅,是硅晶体闸流管的简称。是是是是一种大功率半导体器件,出现于一种大功率半导体器件,出现于一种大功率半导体器件,出现于一种大功率半导体器件,出现于7070年代。它的出年代。它的出年代。它的出年代。它的出现使半导体器件由弱电领域扩展到强电领域。利用现使半导体器件由弱电领域扩展到强电领域。利用现使半导体器件由弱电领域扩展到强电领域。利用现使半导体器件由弱电领域扩展到强电领域。利用其整流可控特性可方便地对大功率电源进行控制和其整流可控特性可方便地对大功率电源进行控制和
2、其整流可控特性可方便地对大功率电源进行控制和其整流可控特性可方便地对大功率电源进行控制和变换。它具有体积小、重量轻、耐压高、容量大、变换。它具有体积小、重量轻、耐压高、容量大、变换。它具有体积小、重量轻、耐压高、容量大、变换。它具有体积小、重量轻、耐压高、容量大、无噪声、寿命长、容量大(正向平均电流达千安、无噪声、寿命长、容量大(正向平均电流达千安、无噪声、寿命长、容量大(正向平均电流达千安、无噪声、寿命长、容量大(正向平均电流达千安、正向耐压达数千伏)。正向耐压达数千伏)。正向耐压达数千伏)。正向耐压达数千伏)。晶闸管晶闸管(可控硅可控硅SCR)SCR)晶闸管也像半导体二极管那样具有单向导电
3、性,晶闸管也像半导体二极管那样具有单向导电性,晶闸管也像半导体二极管那样具有单向导电性,晶闸管也像半导体二极管那样具有单向导电性,但它的导通时间是可控的(可控硅),主要用于但它的导通时间是可控的(可控硅),主要用于但它的导通时间是可控的(可控硅),主要用于但它的导通时间是可控的(可控硅),主要用于整整整整流、逆变、调压及开关流、逆变、调压及开关流、逆变、调压及开关流、逆变、调压及开关等方面。它有普通型、双向等方面。它有普通型、双向等方面。它有普通型、双向等方面。它有普通型、双向型和可关断型等。型和可关断型等。型和可关断型等。型和可关断型等。使用维护简单、控制灵敏等优点,使用维护简单、控制灵敏等
4、优点,使用维护简单、控制灵敏等优点,使用维护简单、控制灵敏等优点,所以在生产上得到了广泛的应用。所以在生产上得到了广泛的应用。所以在生产上得到了广泛的应用。所以在生产上得到了广泛的应用。晶闸管的主要用途有:晶闸管的主要用途有:晶闸管的主要用途有:晶闸管的主要用途有:(1)(1)可可可可控控控控整整整整流流流流。把把把把交交交交流流流流电电电电变变变变换换换换为为为为大大大大小小小小可可可可调调调调的的的的直直直直流流流流电电电电称称称称为为为为可可可可控控控控整整整整流流流流。例例例例如如如如,直直直直流流流流电电电电动动动动机机机机调调调调压压压压调调调调速速速速,电电电电解、电镀电源均可采
5、用可控整流供电。解、电镀电源均可采用可控整流供电。解、电镀电源均可采用可控整流供电。解、电镀电源均可采用可控整流供电。(2)(2)有源逆变。有源逆变。有源逆变。有源逆变。有源逆变是指把直流电变换成与有源逆变是指把直流电变换成与有源逆变是指把直流电变换成与有源逆变是指把直流电变换成与电网同频率的交流电,并将电能返送给交流电源。例电网同频率的交流电,并将电能返送给交流电源。例电网同频率的交流电,并将电能返送给交流电源。例电网同频率的交流电,并将电能返送给交流电源。例如如如如,目前采用的高压输电工程,将三相交流电先变换目前采用的高压输电工程,将三相交流电先变换目前采用的高压输电工程,将三相交流电先变
6、换目前采用的高压输电工程,将三相交流电先变换成高压直流电,再进行远距离的输送,到目的地后,成高压直流电,再进行远距离的输送,到目的地后,成高压直流电,再进行远距离的输送,到目的地后,成高压直流电,再进行远距离的输送,到目的地后,再利用有源逆变技术把直流电变成与当地电网同频率再利用有源逆变技术把直流电变成与当地电网同频率再利用有源逆变技术把直流电变成与当地电网同频率再利用有源逆变技术把直流电变成与当地电网同频率的交流电供给用户。的交流电供给用户。的交流电供给用户。的交流电供给用户。(3)(3)交流调压。交流调压。交流调压。交流调压。交流调压是指把不变的交流电压交流调压是指把不变的交流电压交流调压
7、是指把不变的交流电压交流调压是指把不变的交流电压变换成大小可调的交流电压。例如,用于灯光控制、变换成大小可调的交流电压。例如,用于灯光控制、变换成大小可调的交流电压。例如,用于灯光控制、变换成大小可调的交流电压。例如,用于灯光控制、温度控制及交流电动机的调压调速。温度控制及交流电动机的调压调速。温度控制及交流电动机的调压调速。温度控制及交流电动机的调压调速。(4)(4)变变变变频频频频器器器器。把把把把某某某某一一一一频频频频率率率率的的的的交交交交流流流流电电电电变变变变换换换换成成成成另另另另一一一一频频频频率率率率的的的的交交交交流流流流电电电电的的的的设设设设备备备备称称称称为为为为变
8、变变变频频频频器器器器。例例例例如如如如,晶晶晶晶闸闸闸闸管管管管中中中中频频频频电电电电源源源源、停停停停电电电电电电电电源源源源(UPSUPS)、异异异异步步步步电电电电动动动动机机机机变变变变频频频频调调调调速速速速中中中中均含有变频器。均含有变频器。均含有变频器。均含有变频器。(5)(5)无无无无触触触触点点点点功功功功率率率率开开开开关关关关。用用用用晶晶晶晶闸闸闸闸管管管管可可可可组组组组成成成成无无无无触触触触点点点点功功功功率率率率开开开开关关关关取取取取代代代代接接接接触触触触器器器器、继继继继电电电电器器器器,适适适适用用用用于于于于操操操操作作作作频频频频繁繁繁繁的的的的
9、场场场场合合合合。例例例例如如如如,可可可可用用用用于于于于控控控控制制制制电电电电动动动动机机机机的的的的正正正正反反反反转转转转和和和和防防防防爆爆爆爆、防防防防火火火火的的的的场合。场合。场合。场合。晶晶晶晶闸闸闸闸管管管管包包包包括括括括普普普普通通通通晶晶晶晶闸闸闸闸管管管管、双双双双向向向向晶晶晶晶闸闸闸闸管管管管、速速速速晶晶晶晶闸闸闸闸管管管管、可可可可关关关关断断断断晶晶晶晶闸闸闸闸管管管管、光光光光控控控控晶晶晶晶闸闸闸闸管管管管和和和和逆逆逆逆导导导导晶晶晶晶闸闸闸闸管管管管等等等等。由由由由于普通晶闸管应用广泛,故本章着重介绍普通晶闸管。于普通晶闸管应用广泛,故本章着重
10、介绍普通晶闸管。于普通晶闸管应用广泛,故本章着重介绍普通晶闸管。于普通晶闸管应用广泛,故本章着重介绍普通晶闸管。整流(交流整流(交流整流(交流整流(交流直流)直流)直流)直流)逆变(直流逆变(直流逆变(直流逆变(直流交流)交流)交流)交流)变频(交流变频(交流变频(交流变频(交流交流)交流)交流)交流)斩波(直流斩波(直流斩波(直流斩波(直流直流)直流)直流)直流)应用领域:应用领域:1.1 晶闸管结构晶闸管结构 晶闸管是具有三个晶闸管是具有三个晶闸管是具有三个晶闸管是具有三个PNPN结的四层结构结的四层结构结的四层结构结的四层结构,其外形、其外形、其外形、其外形、结构及符号如图。结构及符号如
11、图。结构及符号如图。结构及符号如图。GG控制极控制极控制极控制极K K 阴极阴极阴极阴极G阳极阳极阳极阳极 A AP1P2N1N2四四四四 层层层层 半半半半 导导导导 体体体体(c)(c)结构结构结构结构K K GGA A(b)(b)符号符号符号符号(a)(a)外形外形外形外形三三 个个PNPN 结结晶闸管是用硅材料制成的半导体器件,它有三晶闸管是用硅材料制成的半导体器件,它有三晶闸管是用硅材料制成的半导体器件,它有三晶闸管是用硅材料制成的半导体器件,它有三种结构形式:种结构形式:种结构形式:种结构形式:螺栓式、平板式和塑料封装式。平板螺栓式、平板式和塑料封装式。平板螺栓式、平板式和塑料封装
12、式。平板螺栓式、平板式和塑料封装式。平板式又分为风冷平板式和水冷平板式。式又分为风冷平板式和水冷平板式。式又分为风冷平板式和水冷平板式。式又分为风冷平板式和水冷平板式。P1P2N1N2K GA晶闸管相当于晶闸管相当于晶闸管相当于晶闸管相当于PNPPNPPNPPNP和和和和NPNNPNNPNNPN型两个晶体管的组合型两个晶体管的组合型两个晶体管的组合型两个晶体管的组合+KA T2T1_P2N1N2IGIAP1N1P2IKGPPNNNPAGK1.2 晶闸管工作原理晶闸管工作原理 T1T2A A 在极短时间内使两个在极短时间内使两个三极管均饱和导通,此三极管均饱和导通,此过程称触发导通。过程称触发导
13、通。形成正反馈过程形成正反馈过程形成正反馈过程形成正反馈过程KKGGE EA A 0 0、E EG G 0 0EGEA+_R(1 1)晶闸管截止时,)晶闸管截止时,)晶闸管截止时,)晶闸管截止时,若若若若u uA A0,0,u uGG00,晶闸管,晶闸管,晶闸管,晶闸管仍然仍然仍然仍然 截止;截止;截止;截止;(2 2)晶闸管截止时,)晶闸管截止时,)晶闸管截止时,)晶闸管截止时,若若若若u uA A0,0,u uGG0,0,晶闸管由晶闸管由晶闸管由晶闸管由截止变为导通;截止变为导通;截止变为导通;截止变为导通;(3 3)晶闸管导通时,若)晶闸管导通时,若)晶闸管导通时,若)晶闸管导通时,若u
14、 uA A0,0,u uGG00,晶闸管仍然,晶闸管仍然,晶闸管仍然,晶闸管仍然导通;导通;导通;导通;(4 4)晶闸管导通后,若)晶闸管导通后,若)晶闸管导通后,若)晶闸管导通后,若u uA A00,或者阳极,或者阳极,或者阳极,或者阳极i iA A小于某小于某小于某小于某一很小的电流一很小的电流一很小的电流一很小的电流I IHH(称为维持电流)时,晶闸管由导(称为维持电流)时,晶闸管由导(称为维持电流)时,晶闸管由导(称为维持电流)时,晶闸管由导通变为截止。通变为截止。通变为截止。通变为截止。晶闸管导电实验晶闸管导电实验E EA A E EGGS S晶闸管导通条件晶闸管导通条件 1.1.晶
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- 任务 晶闸管 及其 应用
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