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学习领域8 现代控制技术 应知知识点 1）掌握晶闸管的基本构造、工作原理和主要参数； 2）掌握单结晶体管、晶体管触发电路的工作原理；可编程序控制器的基本原理微机控制系统的基本知识及适用范围。J1、J2、J3；P1区的引出线为阳极A，N2区的引出线为阴极K，P2区的引出线为控制极G。晶闸管的等效电路如图8－1－1b、c所示，可用三个二极管或两个三极管等效。晶闸管的图形符号如图8－1－1d所示。晶闸管的主要封装形式如图8－1－2所示：有螺栓型、平板型、塑封型。 a) 晶闸管的内部结构 b）二极管等效图 c）三极管等效图 d）晶闸管的图形符号 图8－1－1 晶闸管的结构、等效电路和符号 a）螺栓型 b） 平板型 c） 塑封型 图8－1－2 晶闸管的封装形式 二、晶闸管的工作特性 1、正向阻断特性 如图8－1－3所示，晶闸管的阳极A和阴极K之间加正向电压，控制级G开路，晶闸管不能导通，这种状态称为晶闸管的正向阻断状态。 2、触发维持特性 晶闸管由截止变为导通必须同时满足两个条件，一是A－K之间加正向电压；二是G－K之间加一正向触发脉冲，如图8－1－4所示。晶闸管一旦导通，控制极就失去控制作用，晶闸管由导通转为截止必须使阳极电流小于维持电流（保持晶闸管正向导通的最小阳极电流），这就是晶闸管的触发维持特性。利用晶闸管的这一特性，可以通过控制触发脉冲到达的时间来控制晶闸管导通角的大小，实现调压的目的。 3、反向阻断特性 如图8－1－5所示在晶闸管A－K之间加反向电压，此时不管控制级的状况如何，晶闸管始终关断，这就是晶闸管的反向阻断特性。 晶闸管和半导体二极管比较，反向阻断特性是相同的，但晶闸管还具有正向阻断和维持触发特性。 图8－1－3 正向阻断特性 a） b） c） 图8－1－4 触发维持特性 图8－1－5 反向阻断特性 1.晶闸管导通条件：阳极加正向电压、门极加适当正向电压。 2.关断条件：流过晶闸管的电流小于维持电流。。 三、晶闸管触发电路的要求与输出方式 1、对触发电路的要求 触发电压必须与晶闸管阳极电压同步；触发电压应满足主电路移相范围的要求；触发脉冲电压的前沿要陡，宽度要满足一定的要求；具有一定的抗干扰能力；触发信号应有足够大的电压和公路。 2、触发脉冲的输出方式 输出方式一般有两种：即直接输出和由脉冲变压器输出。 四、晶闸管的主要参数 1、晶闸管的电压参数 1）断态重复峰值电压UDRM 当门极断开晶闸管处在额定结温时，允许重复加在管子上的正向峰值电压为晶闸管的断态重复峰值电压，用UDRM表示。 2）反向重复峰值电压URRM 当门极断开，晶闸管处在额定结温时，允许重复加在管子上的反向峰值电压为反向重复峰值电压，用URRM表示。 3）额定电压 将UDRM和URRM中的较小值按百位取整后作为该晶闸管的额定值。 通常标准电压等级规定为：电压在1000V以下，每100V为一级，1000V到3000V，每200V为一级，用百位数或千位和百位数表示级数。 选择晶闸管的额定电压是实际工作时可能承受的最大电压的2~3倍。 4）通态平均电压UT（AV） 在规定环境温度、标准散热条件下，元件通以额定电流时，阳极和阴极间电压降的平均值，称通态平均电压（一般称管压降），约为1.5V。 2、晶闸管的电流定额 1）额定电流: 通态平均电流是指在环境温度为40℃和规定的冷却条件下，晶闸管在导通角不小于170°电阻性负载电路中，当不超过额定结温且稳定时，所允许通过的工频正弦半波电流的平均值，称为晶闸管的额定电流。 2）维持电流IH 在室温下门极断开时，元件从较大的通态电流降到刚好能保持导通的最小阳极电流称为维持电流IH。 3）擎住电流IL 在晶闸管加上触发电压，当元件从阻断状态刚转为导通状态就去除触发电压，此时要保持元件持续导通所需要的最小阳极电流，称擎住电流IL。 4）断态重复峰值电流IDRM和反向重复峰值电流IRRM IDRM和IRRM分别是对应于晶闸管承受断态重复峰值电压UDRM和反向重复峰值电压URRM时的峰值电流。 5）浪涌电流ITSM ITSM是一种由于电路异常情况（如故障）引起的并使结温超过额定结温的不重复性最大正向过载电流。 3、门极参数 1）门极触发电流 室温下，在晶闸管的阳极－阴极加上6V的正向阳极电压，管子由断态转为通态所必需的最小门极电流，称为门极触发电流。 2）门极触发电压 门极触发电压产生门极触发电流