晶闸管结构原理介绍要点.ppt

20.1 晶闸管 20.1.1 基本结构 20.1.2 工作原理 20.2 可控整流电路 20.2.1 单相半波可控整流 1. 电阻性负载 (2) 工作原理 20.2.4 三相桥式半控整流电路 20.3 晶闸管的保护 20.3.1 晶闸管的过流保护 1. 快速熔断器保护 2. 过流继电器保护 20.3.2 晶闸管的过压保护 1. 阻容保护 20.4 单结晶体管触发电路 20.4.1 单结晶体管结构及工作原理 1.结构 2. 工作原理 20.4.2 单结晶体管触发电路 1. 振荡电路 2. 振荡过程分析 2. 工作原理 使用脉冲变压器的触发电器 20.5 应用举例 1. 电瓶充电机电路 工作原理 交流调压电路 2. 硒堆保护 C R 利用电容吸收过压。其实质就是将造成过电压 的能量变成电场能量储存到电容中，然后释放到电 阻中消耗掉。 R C R C 硒堆保护 (硒整流片) C R ~ R L 晶闸管元件 的阻容保护 B2 第二基极 B1 N 欧姆接触 接触电阻 P 发射极E 第一基极 PN结 N型硅片 (a) 示意图 单结晶体管结构示意图及其表示符号 (b) 符号 B2 E B1 ? UE ? UBB+UD = UP 时 PN结反偏，IE很小； PN结正向导通, IE迅速增加。 UE ? UP时 ? ? – 分压比(0.5~ 0.9) UP – 峰点电压 UD – PN结正向导通压降 B2 B1 UBB E UE + _ + _ RP + _ + _ 等效电路 RB1 RB2 A UBB E UE + _ RP + _ + _ B2 B1 测量单结晶体管的实验电路 由图可求得 3 .单结晶体管的伏安特性 UV、IV(谷点电压、电流): 维持单结管导通的最小 电压、电流。 UP(峰点电压)： 单结管由截止变导通 所需发射极电压。 Ip IV o IE UE UP 峰点电压 UV 谷点电压 V 负阻区 截止区 饱和区 负阻区：UEUP后， 大量空穴注入基区， 致使IE增加、UE反 而下降，出现负阻。 P 1. UE UP时单结管截止； UE UP时单结管导通， UE UV时恢复截止。 单结晶体管的特点 B2 E B1 2.单结晶体管的峰点电压UP与 外加固定电压UBB及分压比? 有关，外加电压UBB或分压比?不同，则峰点电 压UP不同。 3. 不同单结晶体管的谷点电压UV和谷点电流IV都 不一样。谷点电压大约在2 ~ 5V之间。常选用 ?稍大一些， UV稍小的单结晶体管，以增大输 出脉冲幅度和移相范围。 单结晶体管弛张振荡电路 单结晶体管弛张 振荡电路利用单结管 的负阻特性及RC电路 的充放电特性组成频 率可调的振荡电路。 ug R2 R1 R U uc E + C + _ _ + _ 50? 100k? 300? 0. 47?F ug R2 R1 R U uC E + C + _ _ + _ 50? 100k? 300? 0. 47?F 设通电前uC=0。 接通电源U, 电容C经电阻R充电。电容电压uC逐渐升高。 当uC ? UP时,单结管导通,电 容C放电,R1上得到一脉冲电压。 Up Uv Up-UD uC ?t ug ?t 电容放电至 uC ? Uv时，单结管重新关断，使ug?0。 (a) (b) 注意：R值不能选的太小，否则单结管不能关断，电路亦不能振荡。 up uv (c) 电压波形 uC ?t ?t ug O O 主电路 触发电路 u1 + RL R1 R2 RP C R uZ T1 D1 D2 T2 u2 + – uC + + – R uL + ug + u + ? 20.4.3 单结管触发的半控桥式整流电路 1. 电路 (1)整流削波 U2M 削 波 UZ R u2 + – + – uo + – uZ 整流 U2M ?t O Z ?t O ?t O (2) 触发电路 UP-UD R1 R2 RP C uc + R ug + uZ + ?t ?t Uv Up RL T1 D1 D2 T2 uL + (3) 输出电压uL O O UZ ?t O ?t O 问 题 讨 论 1. 单结管触发的可控整流电路中，主电路和触发 电路为什么接在同一个变压器上？ 目的：保证主电路和触发电路的电源电压同时过零(即两者同步)，使电容在每半个周期均从零开始充电，从而保证每半个周期的第一个触发脉冲出现的时刻相同(即?角一样)以使输出平均电压不变。 2. 触发电路中，整流后为什么加稳压管？ 稳压管的作用：是将整流后的电压变成梯形(即削波)