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1、双向晶闸管及其他晶闸管双向晶闸管及其他晶闸管第1页，本讲稿共13页1.1.双向晶闸管的外形与结构双向晶闸管的外形与结构常常见见双双向向晶晶闸闸管管引引脚脚排排列列 2第2页，本讲稿共13页2.2.双向晶闸管的特性与参数双向晶闸管的特性与参数n双双向向晶晶闸闸管管具具有有正正反反向向对对称称的的伏伏安安特特性性曲曲线线。正正向向部部分分位位于于第第I I象象限限，反反向向部部分分位位于于第第IIIIII象象限限。如如图图1-71-7（d d）所示。所示。n双双向向晶晶闸闸管管均均方方根根值值电电流流（即即额额定定电电流流）与与普普通通晶晶闸闸管平均值电流（额定电流）之间的换算关系式为管平均值电流
2、（额定电流）之间的换算关系式为 国产双向晶闸管的型号表示如：国产双向晶闸管的型号表示如：KS50-10-21，额定电流，额定电流50A，额定，额定电压电压10级，断态电压临界上升率级，断态电压临界上升率du/dt为为2级，换向电流临界下降率级，换向电流临界下降率di/dt为为1级。级。3第3页，本讲稿共13页 3.3.双向晶闸管的触发方式双向晶闸管的触发方式n双双向向晶晶闸闸管管正正反反两两个个方方向向都都能能导导通通，门门极极加加正正负负电电压压都都能能触触发发。主电压与触发电压相互配合，可以得到四种触发方式：主电压与触发电压相互配合，可以得到四种触发方式：n+触触发发方方式式：主主极极T
3、T1 1为为正正，T T2 2为为负负；门门极极电电压压G G为为正正，T T2 2为为负负。特特性曲线在第性曲线在第象限。象限。n-触触发发方方式式：主主极极T T1 1为为正正，T T2 2为为负负；门门极极电电压压G G为为负负，T T2 2为为正正。特特性性曲线在第曲线在第象限。象限。n+触触发发方方式式：主主极极T T1 1为为负负，T T2 2为为正正；门门极极电电压压G G为为正正，T T2 2为为负负。特特性性曲线在第曲线在第象限。象限。n-触触发发方方式式：主主极极T T1 1为为负负，T T2 2为为正正；门门极极电电压压G G为为负负，T T2 2为为正正。特特性性曲线在
4、第曲线在第象限。象限。n由由于于双双向向晶晶闸闸管管的的内内部部结结构构原原因因，四四种种触触发发方方式式中中触触发发灵灵敏敏度度不不相相同同，以以+触触发发方方式式灵灵敏敏度度最最低低，使使用用时时要要尽尽量量避避开开，常常采采用用的的触发方式为触发方式为+和和-。+触发灵敏度最高。触发灵敏度最高。4第4页，本讲稿共13页4.4.双向晶闸管的门极控制双向晶闸管的门极控制n双双向向晶晶闸闸管管的的控控制制方方式式常常用用的的有有两两种种，第第一一种种为为移移相相触触发发，与与普普通通晶晶闸闸管管一一样样，是是通通过过控控制制触触发发脉脉冲冲的的相相位位来来达达到到调调压压的的目目的的。第第二二
5、种种是是过过零零触触发发，适用于调功电路及无触点开关电路。适用于调功电路及无触点开关电路。n本相电压强触发电路本相电压强触发电路 这种触发方式电路简单、工作这种触发方式电路简单、工作可靠，主要用于双向晶闸管组可靠，主要用于双向晶闸管组成的交流开关电路。成的交流开关电路。5第5页，本讲稿共13页4.4.双向晶闸管的门极控制双向晶闸管的门极控制n简易触发电路简易触发电路电风扇无级调速电路图电风扇无级调速电路图 接通电源后，电容接通电源后，电容C1充电，当电容充电，当电容C1两端电压的峰值达到氖管两端电压的峰值达到氖管HL的击穿电的击穿电压时，压时，HL亮，双向晶闸管亮，双向晶闸管VT被触发导通，电
6、扇转动。改变电位器被触发导通，电扇转动。改变电位器RP的大小，的大小，即改变了即改变了C1的充电时间常数，使的充电时间常数，使VT的导通角发生变化，也就改变了电动机的导通角发生变化，也就改变了电动机两端的电压，因此电扇的转速改变。由于两端的电压，因此电扇的转速改变。由于RP是无级变化的，因此电扇的转速是无级变化的，因此电扇的转速也是无级变化的。也是无级变化的。6第6页，本讲稿共13页4.4.双向晶闸管的门极控制双向晶闸管的门极控制n单结晶体管触发单结晶体管触发单结晶体管触发的交流调压电路单结晶体管触发的交流调压电路 调节调节RP阻值可改变负载阻值可改变负载RL上电压的大小。上电压的大小。7第7
7、页，本讲稿共13页4.4.双向晶闸管的门极控制双向晶闸管的门极控制n集成触发器集成触发器KC06组成的双向晶闸管移相交流调压电路组成的双向晶闸管移相交流调压电路 8第8页，本讲稿共13页包包括括所所有有专专为为快快速速应应用用而而设设计计的的晶晶闸闸管管，有有快快速速晶晶闸闸管管和和高高频频晶闸管（晶闸管（10kHz10kHz以上）；以上）；管管芯芯结结构构和和制制造造工工艺艺进进行行了了改改进进，开开关关时时间间以以及及du/dtdu/dt和和di/dtdi/dt耐量都有明显改善；耐量都有明显改善；普普通通晶晶闸闸管管关关断断时时间间数数百百微微秒秒，快快速速晶晶闸闸管管数数十十微微秒秒，高
8、高频晶闸管频晶闸管1010 s s左右；左右；高频晶闸管的不足在于其电压和电流定额都不易做高；高频晶闸管的不足在于其电压和电流定额都不易做高；由由于于工工作作频频率率较较高高，选选择择通通态态平平均均电电流流时时不不能能忽忽略略其其开开关损耗的发热效应；关损耗的发热效应；FSTFST由由于于允允许许长长期期通通过过的的电电流流有有限限，所所以以其其不不宜宜在在低低频频下下工工作。作。二、快速晶闸管二、快速晶闸管（Fast Switching ThyristorFST)9第9页，本讲稿共13页 逆导晶闸管是将晶闸管反并联一个二极逆导晶闸管是将晶闸管反并联一个二极管制作在同一管芯上的功率集成器件，
9、这种管制作在同一管芯上的功率集成器件，这种器件不具有承受反向电压的能力，一旦承受器件不具有承受反向电压的能力，一旦承受反向电压即开通。反向电压即开通。三、逆导晶闸管三、逆导晶闸管（Reverse Conducting ThyristorRCT）图图1-9 逆导晶闸管的电气图形符号和伏安特性逆导晶闸管的电气图形符号和伏安特性a)电气图形符号电气图形符号 b)伏安特性伏安特性10第10页，本讲稿共13页四、四、光控晶闸管光控晶闸管（Light Triggered ThyristorLTT）n光控晶闸管又称光触发晶闸管，是利用光控晶闸管又称光触发晶闸管，是利用一定波长的光照信号触发导通的晶闸管。一定
10、波长的光照信号触发导通的晶闸管。图图1-10 1-10 光控晶闸管的电气图形符号和伏安特性光控晶闸管的电气图形符号和伏安特性a)a)电气图形符号电气图形符号 b)b)伏安特性伏安特性 光触发保证了主电路与控制电路之间的绝缘，而且可以避免电磁干扰光触发保证了主电路与控制电路之间的绝缘，而且可以避免电磁干扰的影响，因此在高压大功率场合广泛应用。的影响，因此在高压大功率场合广泛应用。11第11页，本讲稿共13页本章小结本章小结n普通晶闸管导通条件是：对晶闸管的阳极和阴极两端加正向电压，同时在它的门极和阴极两端也加适当的正向电压。关断条件是：使流过晶闸管的阳极电流小于维持电流。n熟悉晶闸管的阳极和门极
11、伏安特性和主要参数，对正确使用和选择元件有着重要的意义。选择晶闸管的额定电压应为元件在电路中可能承受的最大瞬时值电压的23倍。晶闸管为单向可控器件,故其额定电流定义为平均值，但由于晶闸管的结温与流过器件的有效电流有关，所以选择额定电流参数时，应使额定电流有效值大于元件在电路中可能流过的最大电流有效值，一般取1.52倍安全裕量。12第12页，本讲稿共13页 n双向晶闸管内部结构可看作两只普通晶闸管反并联，引出的三个端子为主极T1、T2和门极G。它具有正反向对称的伏安特性，主要参数有断态重复峰值电压UDRM和额定通态电流IT，因双向晶闸管正反向都能触发导通，所以额定通态电流为有效值。双向晶闸管有四种触发方式：+、-、+、-，其中以+触发灵敏度最高，+最低，使用时一般采用+、-接法。13第13页，本讲稿共13页