晶闸管及其应用1.ppt

晶闸管：晶体闸流管，可控硅整流器（Silicon Controlled Rectifier——SCR） 1956年美国贝尔实验室发明了晶闸管 1957年美国通用电气公司开发出第一只晶闸管产品 1958年商业化 开辟了电力电子技术迅速发展和广泛应用的崭新时代，使半导体器件的应用由弱电领域扩展到强电领域。 20世纪80年代以来，开始被全控型器件取代 9.1.1 晶闸管的种类 （一）按关断、导通及控制方式分类?? 晶闸管按其关断、导通及控制方式可分为普通晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、门极关断晶闸管（GTO）、BTG晶闸管、温控晶闸管和光控晶闸管等多种。 （二）按引脚和极性分类 晶闸管按其引脚和极性可分为二极晶闸管、三极晶闸管和四极晶闸管。 （三）按封装形式分类 晶闸管按其封装形式可分为金属封装晶闸管、塑封晶闸管和陶瓷封装晶闸管三种类型。 其中，金属封装晶闸管又分为螺栓形、平板形、圆壳形等多种；塑封晶闸管又分为带散热片型和不带散热片型两种。 9.1.2 晶闸管的结构 1. 晶闸管的外形 外形有螺栓型和平板型两种封装引出阳极A、阴极K和门极（控制端）G三个联接端。 对于螺栓型封装，通常有螺栓的一端是其阳极，能与散热器紧密联接且安装方便 平板型封装的晶闸管可由两个散热器将其夹在中间，散热效果好。 9.1.3 晶闸管的工作原理 晶闸管的阳极和阴极间加反向电压如图，无论控制极加不加电压，灯都不亮，晶闸管截止。 晶闸管阳极接直流电源的正端，阴极经灯泡接电源的负端，此时晶闸管承受正向电压。控制极电路中开关S断开(不加电压)，如图所示，这时灯不亮，说明晶闸管不导通。 晶闸管的阳极加正向电压，控制极相对于阴极也加正向电压，如图所示.这时灯亮，说明晶闸管导通。 晶闸管的导通原理图 晶闸管导通的条件 晶闸管正常导通的条件： 1）晶闸管阳极和阴极之间施加正向阳极电压，UAK0 2）晶闸管门极和阴极之间必须施加适当的正向脉冲电压和电流， UGK0 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。 . 维持晶闸管导通的条件： 保持流过晶闸管的阳极电流在其维持电流以上 4. 晶闸管关断的条件 晶闸管的关断 只需将流过晶闸管的电流减小到其维持电流以下，可采用： 1.阳极电压反向 2.减小阳极电压到零或断开阳极电源 3.增大回路阻抗 正向特性 IG=0时，器件两端施加正向电压，只有很小的正向漏电流，正向阻断状态。 正向电压超过正向转折电压Ubo，则漏电流急剧增大，器件开通。 随着门极电流幅值的增大，正向转折电压降低。 晶闸管本身的压降很小，在1V左右。 2) 反向特性 施加反向电压时，伏安特性类似二极管的反向特性。 反向阻断状态时，只有极小的反相漏电流流过。 当反向电压达到反向击穿电压后，可能导致晶闸管发热损坏。 部分晶闸管的型号与参数 9.3 DC/DC技术 DC/DC变换器将一个固定的直流电压变换为可变的直流电压,这种技术被广泛应用于无轨电车、地铁、列车、电动车的无级变速和控制，同时使上述控制具有加速平稳、快速响应的性能,并同时收到节约电能的效果。用直流斩波器代替变阻器可节约20％～30％的电能。直流斩波器不仅能起到调压的作用(开关电源),同时还能起到有效抑制电网侧谐波电流噪声的作用。 （2）工作波形 t u2 t uG t uL t uT1 输出电压及电流的平均值 Uo = Io = （3） L o R U 9.2.3 晶闸管的保护 晶闸管的过流、过压能力很差，是它的 主要缺点。晶闸管的热容量很小，一旦过流，温度急剧上升，器件被烧坏。例如一只100A的晶闸管过电流为400A时，仅允许持续0.02秒，否则将被烧坏；晶闸管承受过电压的能力极差，电压超过其反向击穿电压时，即使时间极短，也容易损坏。正向电压超过转折电压时，会产生误导通，导通后的电流较大，使器件受损。 过 流 保 护 快速熔断器：电路中加快速熔断器;加入方法如下图： 过流继电器：在输出端装直流过电流继电器; 过流截止电路：利用电流反馈减小晶闸管的 导通角或停止触发，从而切断过流电路。 保护措施 ~ 接在 输出端 接在 输入端 和晶闸 管串联 阻容吸收 硒整流堆 过压保护 （利用电容吸收过压。即 将过电压的能量变成电 场能量储存到电容中， 然后由电阻消耗掉。） （硒堆为非线性元件， 过压后迅速击穿，其 电阻减小，