专业研修：晶闸管正反向漏电流测试仪.doc

摘 要 自1957年发明晶闸管以来，由于它结构简单，使用方便和性能稳定可靠，已大量用于国民经济各领域，为工业发展、技术进步和节约能源发挥了重大作用。目前，晶闸管的制造工艺和应用技术已相当成熟，正向着体积更小、重量更轻、结构更紧凑、可靠性更高、内部接线电路各异和功能不同的模块化方向发展，也出现了把移相触发系统、保护系统和晶闸管芯片混合集成在同一外壳内的，所谓的各种“晶闸管智能模块”。晶闸管的的漏电流特性是晶闸管的最基本特性，这一特性的好坏，直接影响到器件在整机上的正常使用。因此，检测晶闸管的漏电流特性在晶闸管器件的生产、经销及使用过程中都是十分重要的。下面就根据晶闸管的特性来设计一个晶闸管正反向漏电流测试仪。 目 录 第一章 设计目的与要求 3 1.1 设计目的 3 1.2 设计要求 3 第二章 绪论——晶闸管的概述 3 2.1 晶闸管的介绍 3 2.2 普通晶闸管的结构和工作原理 3 2.3 晶闸管的伏安特性和主要参数 5 2.4 晶闸管的种类 7 第三章 课程设计整体设计思路 7 3.1 方案选择 7 第四章 课程设计框图及工作原理 9 4.1 工作原理 9 4.2 ICL7107的工作原理 10 4.3 ICL7107 安装晶闸管正反向漏电流测试仪时的一些要点 13 4.4 关于TCA785元件简介 15 第五章 设计心得体会 15 参考文献 15 第一章 设计目的与要求 1.1设计目的 掌握晶闸管的结构与工作原理，了解晶闸管的相关应用 3、熟悉A / D转换器ICL7107的性能及其引脚功能 3、掌握用ICL7107构成晶闸管正反向漏电流测试仪的方法 1.2设计要求 设计题目：晶闸管正反向漏电流测试仪 设计要求：1、在I频电压下测量漏电流，范围0~100mA，触发电压100~500V（峰值） 2、要求具有限流保护，限流值可调在10~200mA 第二章 绪论——晶闸管的概述 2.1 晶闸管的介绍 晶体闸流管简称晶闸管,也称为可控硅整流元件(SCR),是由三个PN结构成的一种大功率半导体器件。在性能上,晶闸管不仅具有单向导电性,而且还具有比硅整流元件更为可贵的可控性,它只有导通和关断两种状态。 晶闸管的优点很多,例如:以小功率控制大功率,功率放大倍数高达几十万倍;反应极快,在微秒级内开通、关断;无触点运行,无火花、无噪声;效率高,成本低等。因此,特别是在大功率UPS供电系统中,晶闸管在整流电路、静态旁路开关、无触点输出开关等电路中得到广泛的应用。 晶闸管的弱点:静态及动态的过载能力较差,容易受干扰而误导通。 晶闸管从外形上分类主要有:螺栓形、平板形和平底形。 2.2 普通晶闸管的结构和工作原理 晶闸管是PNPN四层三端器件,共有三个PN结。分析原理时,可以把它看作是由一个PNP管和一个NPN管所组成,其等效图解如图1(a)所示,图1(b)为晶闸管的电路符号。 图1 晶闸管等效图解图 (2) 硅PNP管和硅NPN管相应的电流放大系数α1和α2随其发射极电流的改变而急剧变化。当晶闸管承受正向阳极电压,而门极未接受电压的情况下,式(1)中Ig=0,(α1+α2)很小,故晶闸管的阳极电流Ia≈ICO,晶闸管处于正向阻断状态;当晶闸管在正向门极电压下,从门极G流入电流Ig,由于足够大的Ig流经NPN管的发射结,从而提高放大系数α2,产生足够大的集电极电流IC2流过PNP管的发射结,并提高了PNP管的电流放大系数α1,产生更大的集电极电流IC1流经NPN管的发射结,这样强烈的正反馈过程迅速进行。当α1和α2随发射极电流增加而使得(α1+α2)≈1时,式(1)中的分母1-(α1+α2)≈0,因此提高了晶闸管的阳极电流Ia。这时,流过晶闸管的电流完全由主回路的电压和回路电阻决定,晶闸管已处于正向导通状态。晶闸管导通后,式(1)中1-(α1+α2)≈0,即使此时门极电流Ig=0,晶闸管仍能保持原来的阳极电流Ia而继续导通,门极已失去作用。在晶闸管导通后,如果不断地减小电源电压或增大回路电阻,使阳极电流Ia减小到维持电流IH以下时,由于α1和α2迅速下降,晶闸管恢复到阻断状态。 晶闸管的工作条件 由于晶闸管只有导通和关断两种工作状态,所以它具有开关特性,这种特性需要一定的条件才能转化, (1)晶闸管承受反向阳极电压时,无论门极承受何种电压,晶闸管都处于关断状态。(2)晶闸管承受正向阳极电压时,仅在门极承受正向电