A
A
+
P1 N1
G
P N
G
A
N P N
K
IA P1 N1 T1 P2 G IG P2 N1 T2 N2 IK
P2 N2
K
P
_K
晶闸管相当于PNP和NPN型两个晶体管的组合
章目录 上一页 下一页 返回 退出
1. 普通晶闸管 (1) 基本结构
晶闸管的构造和外形
章目录 上一页 下一页 返回 退出
(2) 工作原理
A
形成正反馈过程
β 1β 2 iG
T1
G
i B 2 iG
R
iC 2 2 iG iB1
iC1 β1iC2
iG
iB 2
β 2 iG
T2 EA
+
+ _
1 2 iG iB 2
在极短时间内使两 个三极管均饱和导通, 此过程称触发导通。
章目录 上一页 下一页 返回 退出
_
EG
π
O

t
晶闸管型号及其含义 K P
导通时平均电压组别 共九级, 用字母A~I表示0.4~1.2V 额定电压,用百位或千位数表示 取UDRM或URRM较小者 额定正向平均电流(IF) 普通型 (晶闸管类型) P--普通晶闸管 K--快速晶闸管 S--双向晶闸管 晶闸管 如KP5-7表示额定正向平均电流为5A, 额定电压为700V。
退出
3. 绝缘栅双极型晶体 管 这种晶体管综合了功率晶体管和功率场效晶体管 的优点，具有较高的电压与电流和工作频率，其关断 时间可缩短到 40 ns。
章目录 上一页 下一页 返回
退出
19.2 可控整流电路
19.2.1 可控整流电路
1. 单相半波可控整流电路 (1) 电阻性负载
T + u – + uT –
io a
+ –
b
b
T1
T2 RL
u
D1
+ + u – –
O
D2
T1、T2 晶闸管 D1、D2晶体管
此时，T1和D2均承受反向电压而截止。
章目录 上一页 下一页 返回 退出
电压u 为负半周时： T2和D1承受正向 电压。 T2控制极加触 发电压, 则T2和D1导 通，电流的通路为
io a
+

T1
章目录 上一页 下一页 返回 退出
(3) 伏安特性
I f (U )曲线
正向平均电流 维持电流
UBR URRM 反向转折电压 IH O
I
IF
+
_
IG2 > IG1 > IG0 IG2 IG1 IG0 U
UDRM UBO U
正向转折电压 正向特性
_
+
反向特性
章目录 上一页 下一页 返回
退出
(4) 主要参数 ① 正向重复峰值电压 UDRM 晶闸管控制极开路且正向阻断情况下,可以重复加 在晶闸管两端的正向峰值电压。 一般UDRM 比正向转折电压UBO低100V 。 ② 反向重复峰值电压 URRM 晶闸管控制极开路时,可以重复加在晶闸管两端的 反向峰值电压。 一般URRM 比反向转折电压|UBR|低100V 。 ③ 正向平均电流 IF 环境温度为40°C及标准散热条件下, 晶闸管处于全 导通时可以连续通过的工频正弦半波电流的平均值。
π
1 U ο 2U sin t d( t ) πα 1 cosα 0.9U 2 U U 1 cosα IO 0.9 Rο RL 2
章目录 上一页 下一页 返回 退出
π
例 1 ：有一纯电阻负载，需要可调的直流电源： 电压 UO = 0 ~ 180 V，电流 IO = 0 ~ 6 A。现采用单相 半控桥式整流电路，试求交流电压的有效值，并选择 整流元件。 解：设晶闸管导通角 为 180(控制角 = 0 ) 时，UO = 180 V，IO = 6 A，交流电压有效值 U O 180 U 200 V 0.9 0.9 考虑到电网电压波动、管压降以及导通角常常到 不了 180 等因素，交流电压要比上述计算值适当加大 10% 左右，可取 220 V，因此可不用整流变压器，直 接接到 220 V 的交流电源上。
K
EA > 0、EG > 0
(2) 工作原理 A
β 1β 2 iG
形成正反馈过程
T1
G
R
β 2 iG
iC 2 2 iG iB1
iC1 β1iC2
i B 2 iG
iG
iB 2
+ _
EG
T2 EA
+ _
1 2 iG iB 2
晶闸管导通后，去 掉EG ， 依靠正反馈, 仍可维持导通状态。
章目录 上一页 下一页 返回
退出
章目录 上一页 下一页 返回
退出
19.1 电力电子器件
19.1.1 电力电子器件的分类
1. 不控器件 器件的导通和关断无可控功能。如整流二极管(D)。 2. 半控器件 器件的导通可控,但关断不可控。如普通晶闸管(T)。 3. 全控器件 器件的导通和关断均具可控的功能。如可关断晶闸 管(GTO) 、功率晶体管(GTR) 、功率场效晶体管 (VDMOS)及绝缘栅双极晶体管(IGBT)。
章目录 上一页 下一页 返回 退出
UFM URM 2U 1.41 220 310 V 1 6 IT I D IO 3 A 2 2
为保证晶闸管在出现过电压时不致损坏，通常根 据下列选取晶闸管的UDRM和URRM 。
U DRM (2 ~ 3)UFM (2 ~ 3) 310V (620 ~ 930) V
章目录 上一页 下一页 返回 退出
如果正弦半波电流的最大值为Im, 则
1 Im IF I m sin td (t ) 2π 0 π
i
IF 2 普通晶闸管IF为1A — 1000A。 ④ 维持电流 IH 在规定的环境和控制极断路时，晶闸管维持导通 状态所必须的最小电流。
章目录 上一页 下一页 返回 退出
T2 RL
–
b a
u
D1
+ + u – –
O
D2
b
T2
RL
D1
此时，T1和D2均承受反向电压而截止。
章目录 上一页 下一页 返回
退出
(3) 工作波形
u
O

2
t
ug
O
t t t
uO
uT1
O
章目录 上一页 下一页 返回
退出
(4) 输出电压及电流的平均值
1 U O u d t πα
章目录 上一页 下一页 返回 退出
工作波形(加续流二极管)
u
O
ug uO
O
t1
2
t2
t
t t t
uT
O
O


章目录 上一页 下一页 返回
退出
2. 单相半控桥式整流电路 (1) 电路 (2) 工作原理 电压u 为正半周时： T1和D2承受正向 电压。T1控制极加触 发电压, 则T1和D2导 通, 电流的通路为 a T1 RL D2
章目录 上一页 下一页 返回 退出
2. 双向晶闸管 A2 (1) 结构
N P N N P N N
A2第二电极
T G控制极 A1第一电极 符号
G
(2)工作原理 UA2>UA1时 控制极相对于A1加正脉 冲，uGA1> 0，晶闸管正向 导通，电流从A2流向A1。
A1
特点： 相当于两个 晶闸管反向并 联，两者共用 一个控制极。 晶闸管双向 触发导通。
章目录 上一页 下一页 返回 退出
1. 普通晶闸管 (1) 基本结构 晶闸管是具有三个PN 结的四层结构, 其外形、 四 结构及符号如图。 层 A 半 导 体 G
K (b) 符号
A 阳极
P1 N1 P2 N2
(a) 结构 K 阴极
三 个
PN
结
GG 控制极
晶闸管的结构及符号
章目录 上一页 下一页 返回 退出
uO 0, uT u 。
u
O
ug
t1
2
t2
t
uO
O
t t
导通角
uT
O
O
t
接电阻负载时 单相半波可控整流电路电压、电流波形
章目录 上一页 下一页 返回 退出
控制角

整流输出电压及电流的平均值
1 UO u d t 2π α
π
由公式可知：
1 2U sin t d( t ) 2π α 1 cosα 0.45U 2 UO U 1 cosα IO 0.45 RL RL 2
章目录 上一页 下一页 返回 退出
电力电子器件的符号
A A G K D K T A B G K GTO E GTR C G S VDMOS D G E IGBT C
电力电子器件的主要性能指标 电压、电流、工作频率。
章目录 上一页 下一页 返回
退出
（Silicon Controlled Rectifier） 19.1.2 晶闸管 晶闸管是在晶体管基础上发展起来的一种大功率 半导体器件。它的出现使半导体器件由弱电领域扩展 到强电领域。 晶闸管也像半导体二极管那样具有单向导电性, 但它的导通时间是可控的，主要用于整流、逆变、调 压及开关等方面。 优点： 体积小、重量轻、效率高、动作迅速、维修简单、 操作方便、寿命长、 容量大(正向平均电流达千安、 正向耐压达数千伏)。
工作原理
u
ug
O