文档介绍：第19章电力电子技术
电力电子器件
可控整流电路
逆变电路
交流调压电路
直流斩波电路
本章要求
、工作原理、特
性和主要参数。
2. 理解可控整流电路的工作原理、掌握电
压平均值与控制角的关系。
3. 了解单结晶体管及其触发电路的工作原
理。
第20章晶闸管及其应用
晶闸管
(Silicon Controlled Rectifier)
晶闸管是在晶体管基础上发展起来的一种大功
率半导体器件。它的出现使半导体器件由弱电领域
扩展到强电领域。
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,主要用于整流、逆变、
调压及开关等方面。
体积小、重量轻、效率高、动作迅速、维修简单、操作方便、寿命长、容量大(正向平均电流达千安、正向耐压达数千伏)。
优点:
G
控制极
晶闸管
基本结构
K 阴极
G
阳极
A
P1
P2
N1
N2
四层半导体
晶闸管是具有三个PN结的四层结构, 其外形、结构及符号如图。
(c) 结构
K
G
A
(b) 符号
(a) 外形
晶闸管的外形、结构及符号
三
个PN 结
P1
P2
N1
N2
K
G
A
晶闸管相当于PNP和NPN型两个晶体管的组合
+
K
A
T2
T1
_
P2
N1
N2
IG
IA
P1
N1
P2
IK
G
P
P
N
N
N
P
A
G
K
T1
T2
工作原理
A
在极短时间内使两个三极管均饱和导通,此过程称触发导通。
形成正反馈过程
K
G
EA > 0、EG > 0
EG
EA
+
_
R
晶闸管导通后,去掉EG , 依靠正反馈,仍可维持导通状态。
工作原理
G
EA > 0、EG > 0
K
EA
+
_
R
T1
T2
EG
A
形成正反馈过程
晶闸管导通的条件:
1. 晶闸管阳极电路(阳极与阴极之间)施加正向电压。
2. 晶闸管控制电路(控制极与阴极之间)加正向电压或正向脉冲(正向触发电压)。
晶闸管导通后,控制极便失去作用。依靠正反馈,晶闸管仍可维持导通状态。
晶闸管关断的条件:
1. 必须使可控硅阳极电流减小,直到正反馈效应不能维持。
2. 将阳极电源断开或者在晶闸管的阳极和阴极间加反相电压。
正向特性
反向特性
URRM
UFRM
IG2 > IG1 > IG0
UBR
IF
UBO
正向转折电压
IH
o
U
I
IG0
IG1
IG2
+
_
+
_
反向转折电压
正向平均电流
维持电流
U
伏安特性
主要参数
UFRM:
正向重复峰值电压(晶闸管耐压值)
晶闸管控制极开路且正向阻断情况下,允许重复加在晶闸管两端的正向峰值电压。
一般取UFRM = 80% UB0 。
普通晶闸管 UFRM 为100V — 3000V
反向重复峰值电压
控制极开路时,允许重复作用在晶闸管元
件上的反向峰值电压。
一般取 URRM = 80% UBR
普通晶闸管 URRM为100V—3000V
URRM: