来源:上海聚肯电子科技有限公司 时间:2025-02-27 03:16:33 [举报]
晶闸管整流电路器件选择:工频整流是晶闸管元件常用的领域之一。元件选用主要考虑其额定电压和额定电流。
1、晶闸管器件的正反向峰值电压:应为元件实际承受大峰值电压UM的2-,即(2-3)。
2、晶闸管器件的额定通态电流:晶闸管的IT值指的是工频正弦半波平均值,为使元件在工作过程中不因过热损坏,流经元件的实际有效值应在乘以安全系数1.5-2后才能等于1.57IT。假设整流电路负载平均电流为Id,流经每个器件的电流有效值为KId。
晶闸管的工作原理:
1、晶闸管具有单向导电性:正向导通条件:A、K间加正向电压,G、K间加触发信号;
2、晶闸管一旦导通,控制失去作用:若使其关断,降低UAK或加大回路电阻,把阳电流减小到维持电流以下;
晶闸管的结构:晶闸管由四层半导体材料构成,它有三个:阳,阴和门。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,在电路中用文字符号为“V”、“VT”表示(旧标准中用字母“SCR”表示)。
晶闸管导通的条件:
1、晶闸管阳与阴间接正向电压;
2、控制与阴之间也接正向电压(实际工作中,控制加正触发脉冲信号);
晶闸管导通后,控制便失去作用。依靠正反馈,晶闸管仍可维持导通状态。
关断晶闸管的方法:将阳电压降低到足够小或加瞬间方向阳电压、将阳瞬间开路。
晶闸管的过电流保护:
1、过电流:当流过晶闸管的电流有效值超过它的额定通态平 均电流的有效值时,称为过电流;
2、原因:负载过重,输出回路短路等;
3、过电流保护:当发生过电流时,能迅速将电流切断,以防晶闸管损坏;
4、措施:灵敏过电流继电器保护、快速熔断器保护等;
5、快速熔断器 。
晶闸管的过电压保护 :
1、过电压:当加在晶闸管上的电压超过额定电压时称为过电压。
2、原因:电源变压器的一次侧断开或接通、直流侧感性负载的 切断、快速熔断器的熔断、突然跳闸等。
3、措施:
①、阻容保护 :吸收回路作用:一旦电路中发生过电压,电容器被迅速充电,电容两端的电压不能突变,这就有效地抑制了过电压。阻容吸收回路可以并联在交流侧、直流侧或晶闸管侧;
②、非线性电阻保护:目前常用的非线性电阻是金属氧化物压敏电阻,它具有正反向相同的很陡的电压—电流特性;
电路正常工作时,压敏电阻不击穿,通过的漏电流很小。压敏电阻在遇到过电压时可通过高达数千安的放电电流,之后又恢复正常, 因此它抑制过电压的能力很强;
由于压敏电阻正反向特性对称,单相电路中只用一只压敏电阻,三相电路中用三只压敏电阻。
晶闸管(SCR)
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;,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。
晶闸管从外形类主要有:螺栓形、平板形和平底形。
晶闸管的伏安特性
晶闸管阳极A与阴极K之间的电压与晶闸管阳极电流之间关系称为晶闸管伏安特性,如图2所所示。正向特性位于象限,反向特性位于第三象限。
(1) 反向特性
当门极G开路,阳极加上反向电压时(见图3),J2结正偏,但J1、J2结反偏。此时只能流过很小的反向饱和电流,当电压进一步提高到J1结的雪崩击穿电压后,同时J3结也击穿,电流迅速增加,如图2的特性曲线OR段开始弯曲,弯曲处的电压URO称为“反向转折电压”。此后,晶闸管会发生性反向击穿。
(2) 正向特性
当门极G开路,阳极A加上正向电压时(见图4),J1、J3结正偏,但J2结反偏,这与普通PN结的反向特性相似,也只能流过很小电流,这叫正向阻断状态,当电压增加,如图2的特性曲线OA段开始弯曲,弯曲处的电压UBO称为“正向转折电压”。
由于电压升高到J2结的雪崩击穿电压后,J2结发生雪崩倍增效应,在结区产生大量的电子和空穴,电子进入N1区,空穴进入P2区。进入N1区的电子与由P1区通过J1结注入N1区的空穴复合。同样,进入P2区的空穴与由N2区通过J3结注入P2区的电子复合,雪崩击穿后,进入N1区的电子与进入P2区的空穴各自不能全部复合掉。这样,在N1区就有电子积累,在P2区就有空穴积累,结果使P2区的电位升高,N1区的电位下降,J2结变成正偏,只要电流稍有增加,电压便迅速下降,出现所谓负阻特性,见图2中的虚线AB段。这时J1、J2、J3三个结均处于正偏,晶闸管便进入正向导电状态——通态,此时,它的特性与普通的PN结正向特性相似,如图2的BC段。
(3) 触发导通
在门极G上加入正向电压时(如图5所示),因J3正偏,P2区的空穴进入N2区,N2区的电子进入P2区,形成触发电流IGT。在晶闸管的内部正反馈作用(如图2)的基础上,加上IGT的作用,使晶闸管提前导通,导致图2中的伏安特性OA段左移,IGT越大,特性左移越快。
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