电子技术基础晶闸管及应用电路

教 案 用 纸

学 科 电子技术基础 第 六 章 晶闸管及应用电路 第 一 节 晶闸管 审 批 签 字 授 课 方 法 2009.11.13 讲授，示范 授 课 班 级 08数控 授 课 时 数 授 课 时 间 教 学 目 的 教 学 重 点 和 难 点 复 习 提 问 2 使学生掌握晶闸管的结构和导通关断的条件。 重点：晶闸管的结构和导通关断的条件。 难点：晶闸管导通关断的条件。 根据能量供给电路的不同开关型稳压电源分为几种类型？ 教 具 晶闸管 课外作业题号 1，6 教 学 内 容 、 方 法 和 过 程 一、组织教学 二、前课复习：开关型稳压电源的特征，种类。 三、新课导入：晶闸管又称可控硅，是一种用硅材料制成的大功率半导体器件，主要用于整流、逆变、调压、调速、开关和变频等方面。 四、新课讲解：详见附页 五、知识点总结回顾 附 记 §6-1晶闸管

一、晶闸管的结构、符号

晶闸管外部有三个电极，内部是由PNPN四层半导体构成，最外层的P层和N层分别引出阳极A和阴极K，中间引出门极G，内部有三个PN结。图6-1为晶闸管的结构示意图和电路图符号。

图6-1 晶闸管的结构和符号

二、晶闸管的工作特性

晶闸管的导通和关断具有一定的条件。

1．晶闸管的导通特点：晶闸管具有单向导电性，晶闸管的导通受门极的控制。 2．晶闸管导通的条件：阳极与阴极之间加正向电压，门极与阴极之间加正向电压。

3．导通后的晶闸管关断的条件：以下条件满足一个就可使导通的晶闸管关断，①降低阳极与阴极之间的电压，使通过晶闸管的电流小于维持电流；②阳极与阴极之间的电压减小为零；③阳极与阴极之间加反向电压。

:注：晶闸管的工作特性可以结合例子、实验予以强化。 三、晶闸管的主要参数

晶闸管的参数很多，在生产实践中，我们最关心的是晶闸管在阻断状态下，能够承受多大正、反向电压，在导通时通过多大的电流。导通的管子要想关断有什么条件等。在实际使用中主要考虑以下参数：断态重复峰值电压，反向重复峰值电压，通态平均电流，通态平均电压，维持电流。

四、晶闸管的型号

国产普通型晶闸管的型号有3CT系列和KP系列。 五、晶闸管的简单测试

对于螺栓式和平板式晶闸管可以从外形上分辨出引脚对应的电极，而对于塑封式可利用万用表通过测试其正、反向电阻来判断其极性。具体测试方法可以参照课本126页表6-4。

教 案 用 纸

学 科 电子技术基础 第 六 章 晶闸管及应用电路 第 二 节 晶闸管整流电路 审 批 签 字 讲授，示范 授 课 班 级 08数控 授 课 时 数 授 课 时 间 教 学 目 的 教 学 重 点 和 难 点 复 习 提 问 2 授 课 方 法 2009.11.13 使学生了解晶闸管整流电路的构成。 重点：晶闸管可控整流电路组成。 难点：可控整流原理。 晶闸管的导通条件是什么？导通的晶闸管怎样才能够关断？ 教 具 课外作业题号 3 教 学 内 容 、 方 法 和 过 程 一、组织教学 二、前课复习：晶闸管的结构，导通条件，关断条件。 三、新课导入： 四、新课讲解：详见附页 五、知识点总结回顾 附 记 §6-2晶闸管整流电路

一、单相可控整流

单相可控整流电路，常见的有单相半波可控整流电路和应用较多的单相半控桥式整流电路。 1．单相半波可控整流电路 （1）电路组成及工作原理

单相半波整流电路组成如图6-3所示。

图6-3 单相半波整流电路

控制角：把晶闸管从开始承受正向电压开始到触发导通，其间的电角度称为控制角，用α表示。 u2为正半周时，晶闸管V承受正向电压，如果V的门极上没有触发脉冲，则V处于正向阻断状态，输出电压uL为0。

若在某时刻，加入触发脉冲ug，V导通。在ωt=α~π期间，尽管触发脉冲ug已消失，但晶闸管仍保持导通，直到u2过零时，通过晶闸管V的电流小于维持电流，晶闸管自行关断。

u2为负半周时，晶闸管V由于承受反向电压而继续关断，直到下一个周期到来时，再施加出发脉冲ug，晶闸管将再次导通，如此循环往复，在负载上得到单一方向的直流电压。

晶闸管在一个周期内导通的电角度称为导通角，用θ表示，θ=π-α。控制角α越大，导通角θ越小。

（2）主要参数计算 输出电压平均值：UL=0.45U2

1?cos? 2负载平均电流：IL=

UL RL通过晶闸管的电流平均值：IT=IL 晶闸管承受的最大电压：URM=2U2

（3）电路特点

单相半波可控整流电路简单，只用一只晶闸管，调整方便。但由于整流输出电压脉动大、设备利用率不高等，只适用于对直流电压要求不高的小功率可控整流设备中。 2．单相半控桥式整流电路 （1）电路组成及工作原理

将单相桥式整流电路中两只整流二极管换成两只晶闸管便组成了单相半控桥式整流电路，如图6-10所示。晶闸管V1、V2的阴极连接在一起，组成共阴极电路形式；二极管V3、V4组成共阳极的电路形式。

触发脉冲同时送给V1、V2的门极。V1、V2阳极电位最高，且受到出发才能导通，V3和V4阴极电位最低，且V1或V2导通时，即可导通。在任何时刻必须有共阴极组的一个晶闸管和共阳极组的一只二极管同时导通，才能使整流电流流通。

u2处于正半周时，晶闸管V1和二极管V4承受正向电压，如果未加触发电压，则晶闸管处于

正向阻断状态，输出电压uL=0。

在控制角为α时，加入出发脉冲ug，晶闸管V1出发导通。在ωt=α~π期间，尽管出发脉冲ug已消失，但晶闸管仍保持导通，直至u2过零时，晶闸管自行关断。

u2处于负半周时，晶闸管V2和二极管V3承受正向电压，只要触发脉冲ug到来，晶闸管就导通。

图6-10 单相半控桥式整流电路

改变触发脉冲的时间，就能改变整流电路输出电压uL的大小：当α=0°时，输出波形同单相桥式整流电路，输出电压最大；α增大，输出电压减小；α=180°时，uL=0。单相半控桥式整流电路的移相范围为0°~180°。 （2）主要参数计算 输出电压平均值：UL=0.9U2

1?cos? 2负载平均电流：IL=

UL RL1IL 2通过晶闸管的电流平均值：IT=

晶闸管承受的最大电压：URM=2U2

（3）电路特点

与单相半波可控整流电路相比，整流输出电压较大，脉动较小，设备利用率较高等，应用较广。 二、三相可控整流电路

对于大功率的负载，如果用单相可控整流电路，将造成供电线路三相不平衡，影响电网的供电质量，中型以上的整流装置都采用三相可控整流电路。三相可控整流电路主要有三相半波可控整流电路和三相半控桥式整流电路，具体电路这里不做介绍。

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