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晶闸管有那些派生器件

晶闸管有那些派生器件
晶闸管有那些派生器件

晶闸管有那些派生器件,并写出他们的关断条件。

1、晶闸管按其关断、导通及控制方式可分为:

快速晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、光控晶闸管、门极可关断晶闸管

导通与关断条件,晶闸管派生器件有:快速晶闸管;双向晶闸管;逆导晶闸管;光控晶闸管;门极可关断晶闸管

1. 快速晶闸管

可以在400Hz以上频率工作的晶闸管。视电流容量大小,其开通时间为4~8μs,关断时间为10~60μs。主要用于较高频率的整流、斩波、逆变和变频电路。

导通条件:阳极加正电压、阴极加负电压、门极和阴极之间加正向触发电压

关断条件:在阳极和阴极之间加上反向电压。

2. 双向晶闸管

双向晶闸双向晶闸管工作原理:双向可控硅具有两个方向轮流导通、关断的特性。双向可控硅实质上是两个反并联的单向可控硅,是由NPNPN五层半导体形成四个PN结构成、有三个电极的半导体器件。主电极的构造是对称的(都从N 层引出),它的电极不像单向可控硅那样分别叫阳极和阴极,把与控制极相近的叫做第一电极A1,另一个叫做第二电极A2。双向可控硅的主要缺点是承受电压

上升率的能力较低。这是双向可控硅在一个方向导通结束时,硅片在各层中的载流子还没有回到截止的,采取相应的保护措施。双向可控硅元件主要用于交流控制电路,如温度控制、灯光控制、防爆交流开关以及直流电机调速和换向等电路。

导通条件:阳极和阴极之间加正电压或反电压、在门极上加触发电压不管正或者负都能把双向晶闸管导通。

关断条件:阳极和阴极的电流小于维持电流

3. 逆导晶闸管

逆导晶闸管是将晶闸管和整流管制作在同一管芯上的集成元件.

RCT(Reverse-Conducting Thyristir)亦称反向导通晶闸管,是一种对负阳极电压没有开关作用,反向时能通过大电流的晶闸管。其特

逆导晶闸管

点是在晶闸管的阳极与阴极之间反向并联一只二极管,使阳极与阴极的发射结均呈短路状态。由于这种特殊电路结构,使之具有耐高压、耐高温、关断时间短、通态电压低等优良性能。例如,逆导晶闸管的关断时间仅几微秒,工作频率达几十千赫,优于快速晶闸管(FSCR)。该器件适用于开关电源、UPS不间断电源中,一只RCT即可代替晶闸管和续流二极管各一只,不仅使用方便,而且能简化电路设计。

逆导晶闸管是一个反向导通的晶闸管,是由晶闸管个二极管反并联构成的A-K不能导通。

导通条件:阳极加正电压、阴极加负电压、门极和阴极之间加正向触发电压然后承受反向电压就导通

关断条件:阳极和阴极的电流小于维持电流

4光控晶闸管

导通条件:阳极加正电压、阴极加负电压还有光亮度达到能使二极管漏电流增加此电流成为门极触发电流使晶闸管开通。

关断条件:加在阳极和阴极之间的电压为零或反

光控晶闸管的特性

为了使光控晶闸管能在微弱的光照下触发导通,因此必须使光控晶闸管在极小的控制电流下能可靠地导通。这样光控晶闸管受到了高温和耐压的限制,在目前的条件下,不可能与普通晶闸管一样做成大功率的。

光控晶闸管除了触发信号不同以外,其它特性基本与普通晶闸管是相同的,因此在使用时可按照普通晶闸管选择,只要注意它是光控这个特点就行了。光控晶闸管对光源的波长有一定的要求,即有选择性。波长在0.8——0.9um的红外线及波长在1um左右的激光,都是光控晶闸管较为理想的光源。

5门极可关断晶闸管

导通条件:在阳极和阴极之间加正向电压,门极与阴极间加正触发信号。关断条件:门极与阴极间加负信号。

1.3 可关断晶闸管

可关断晶闸管GTO(Gate Turn-Off Thyristor),可用门极信号控制其关断.

目前,GTO的容量水平达6000A/6000V,频率为1kHZ.

1.3.1 可关断晶闸管的结构和工作原理

1. 可关断晶闸管的结构

GTO的内部包含着数百个共阳极的小GTO元,它们的门极和阴极分别并联在一起,这是为了便于实现门极控制关断所采取的特殊设计.

可关断晶闸管的结构、等效电路和符号

2. 可关断晶闸管的工作原理

(1) 开通过程

GTO也可等效成两个晶体管P1N1P2和N1P2N2互连,GTO与晶闸管最大区别就是导通后回路增益α1+α2数值不同.晶闸管的回路增益α1+α2常为1.15左右,而GTO的α1+α2非常接近1.因而GTO处于临界饱和状态.这为门极负脉冲关断阳极电流提供有利条件.

(2) 关断过程

当GTO已处于导通状态时,对门极加负的关断脉冲,形成-IG,相当于将IC1的电流抽出,使晶体管N1P2N2的基极电流减小,使IC2和IK随之减小,IC2减小又使IA和IC1减小,这是一个正反馈过程.当IC2和IC1的减小使α1+α2<1时,等效晶体管N1P2N2和P1N1P2退出饱和,GTO不满足维持导通条件,阳极电流下降到零而关断.

GTO关断时,随着阳极电流的下降,阳极电压逐步上升,因而关断时的瞬时功耗较大,在电感负载条件下,阳极电流与阳极电压有可能同时出现最大值,此时的瞬时关断功耗尤为突出.

由于GTO处于临界饱和状态,用抽走阳极电流的方法破坏临界饱和状态,能使器件关断.而晶闸管导通之后,处于深度饱和状态,用抽走阳极电流的方法不能使其关断.

1.3.2 可关断晶闸管的特性和主要参数

(1) GTO的阳极伏安特性

(2) GTO的开通特性

开通时间ton由延迟时间td和上升时间tr组成,

(3) GTO的关断特性

GTO的关断过程有三个不同的时间,即存储时间ts、下降时间tf及尾部时间tt.

存储时间ts :对应着从关断过程开始,到阳极电流开始下降到90%IA为止的一段时间间隔. 下降时间tf :对应着阳极电流迅速下降,阳极电压不断上升和门极反电压开始建立的过程. 尾部时间tt :则是指从阳极电流降到极小值时开始,直到最终达到维持电流为止的时间.

GTO的关断特性

GTO关断时间的大部分功率损耗出现在尾部时间,在相同的关断条件下,不同型号GTO相应的尾部电流起始值和尾部电流的持续时间均不同.在存储时间内,过大的门极反向关断电流上升率会使尾部时间加长.此外,过高的du/dt会使GTO因瞬时功耗过大而在尾部时间内损坏管子.因此必须设计适当的缓冲电路.

2. 可关断晶闸管的主要参数

GTO有许多参数与晶闸管相同,这里只介绍一些与晶闸管不同的参数.

(1) 最大可关断阳极电流IATO

电流过大时α1+α2稍大于1的条件可能被破坏,使器件饱和程度加深,导致门极关断失败.. offβ(2) 关断增益

off通常只有5左右.βoff为最大可关断阳极电流IATO与门极负电流最大值IgM之比βGTO 的关断增益

1.3.3 可关断晶闸管的安全工作区

GTO安全工作区是指在门极加负脉冲关断信号时,GTO能够可靠关断的阳极电流与阳极电压的轨迹.既然是在一定条件下确定的安全运行范围,如条件改变,比如门极驱动电路或缓冲电路参数改变之后,安全工作区也随之改变,实际实用中应加以注意.

GTO的安全工作区

几种特殊的晶闸管

特殊的晶闸管 双向晶闸管TRIAC:TRIode AC semiconductor switch 双向可控硅为什么称为“TRIAC”? 三端:TRIode(取前三个字母) 交流半导体开关:ACsemiconductor switch (取前两个字母)

以上两组名词组合成“TRIAC” 中文译意“三端双向可控硅开关”。 由此可见“TRIAC”是双向可控硅的统称。 双向:Bi-directional(取第一个字母) 控制:Controlled(取第一个字母) 整流器:Rectifier(取第一个字母) 再由这三组英文名词的首个字母组合而成:“BCR”中文译意:双向可控硅。以“BCR”来命名双向可控硅的典型厂家如日本三菱,如:BCR1AM-12、BCR8KM、BCR08AM等等。 双向:Bi-directional(取第一个字母) 三端:Triode(取第一个字母) 由以上两组单词组合成“BT”,也是对双向可控硅产品的型号命名,典型的生产商如:意法ST公司、荷兰飞利浦-Philips公司,均以此来命名双向可控硅。 代表型号如:PHILIPS的BT131-600D、BT134-600E、BT136-600E、BT138-600E、BT139-600E、等等。这些都是四象限/非绝缘型/双向可控硅; Philips公司的产品型号前缀为“BTA”字头的,通常是指三象限的双向可控硅。 而意法ST公司,则以“BT”字母为前缀来命名元件的型号并且在“BT”后加“A”或“B”来表示绝缘与非绝缘组合成:“BTA”、“BTB”系列的双向可控硅型号,如: 三象限/绝缘型/双向可控硅:BTA06-600C、BTA12-600B、BTA16-600B、BTA41-600B等等; 四象限/非绝缘/双向可控硅:BTB06-600C、BTB12-600B、BTB16-600B、BTB41-600B等等; ST公司所有产品型号的后缀字母(型号最后一个字母)带“W”的,均为“三象限双向可控硅”。如“BW”、“CW”、“SW”、“TW”;代表型号如:BTB12-600BW、BTA26-700CW、BTA08-600SW、、、、等等。 至于型号后缀字母的触发电流,各个厂家的代表含义如下:PHILIPS公司:D=5mA,E=10mA,C=15mA,F=25mA,G=50mA,R=200uA或5mA, 型号没有后缀字母之触发电流,通常为25-35mA; PHILIPS公司的触发电流代表字母没有统一的定义,以产品的封装不同而不同。 意法ST公司:TW=5mA,SW=10mA,CW=35mA,BW=50mA,C=25mA,B=50mA,H=15mA,T=15mA,注意:以上触发电流均有一个上下起始误差范围,产品PDF文件中均有详细说明 一般分为最小值/典型值/最大值,而非“=”一个参数值

双向可控硅选型表要点

双向可控硅为什么称为“TRIAC”? 三端:TRIode(取前三个字母) 交流半导体开关:AC-semiconductor switch(取前两个字母) 以上两组名词组合成“TRIAC”,或“TRIACs”中文译意“三端双向可控硅开关”。 由此可见“TRIAC”是双向可控硅的统称。 另: 双向:Bi-directional(取第一个字母) 控制:Controlled (取第一个字母) 整流器:Rectifier (取第一个字母) 再由这三组英文名词的首个字母组合而成:“BCR”,中文译意:双向可控硅。 以“BCR”来命名双向可控硅的典型厂家如日本三菱,如:BCR1AM-12、BCR8KM、BCR08AM 等等。 -------------- 双向:Bi-directional (取第一个字母) 三端:Triode (取第一个字母) 由以上两组单词组合成“BT”,也是对双向可控硅产品的型号命名,典型的生产商如:意法ST公司、荷兰飞利浦-Philips公司,均以此来命名双向可控硅. 代表型号如:PHILIPS 的BT131-600D、BT134-600E、BT136-600E、BT138-600E、BT139-600E、、等。这些都是四象限/非绝缘型/双向可控硅;Philips公司的产品型号前缀为“BTA”字头的,通常是指 三象限的双向可控硅。三象限的品种主要应用于电机电路、三相市电输入的电路、承受的瞬间浪涌电流高。 ------------------- 而意法ST公司,则以“BT”字母为前缀来命名元件的型号,并且在“BT”后加“A”或“B”来表示绝缘与非绝缘。组成:“BTA”、“BTB”系列的双向可控硅型号,如: 四象限、绝缘型、双向可控硅:BTA06-600C、BTA08-600C、BTA10-600B、BTA12-600B、BTA16-600B、BTA41-600、、、等等; 四象限、非绝缘、双向可控硅:BTB06-600C、BTB08-600C、BTB10-600B、BTB12-600B、BTB16-600B、BTB41-600、、、等等; ST公司所有产品型号的后缀字母(型号最后一个字母)带“W”的,均为“三象限双向可控硅”。如“BW”、“CW”、“SW”、“TW”; 代表型号如:BTB12-600BW、BTA26-700CW、BTA08-600SW、、、、等等。 至于型号后缀字母的触发电流,各个厂家的代表含义如下: PHILIPS公司:D=5mA,E=10mA,C=15mA,F=25mA,G=50mA,R=200uA或5mA,型号没有后缀字母之触发电流,通常为25-35mA; PHILIPS公司的触发电流代表字母没有统一的定义,以产品的封装不同而不同。 意法ST公司:TW=5mA,SW=10mA,CW=35mA,BW=50mA,C=25mA,B=50mA,H=15mA,T=15mA, 注意:以上触发电流均有一个上下起始误差范围,产品PDF文件中均有详细说明,一般分为最小值/典型值/最大值,而非“=”一个参数值。 对于产品类别、品种系列的名词国际上通用的命名有:

电力电子期末试题与答案

1.晶闸管导通的条件是什么?导通后流过晶闸管的电流由什么决定?晶闸管的关断条件是什么?如何实现?晶闸管导通与阻断时其两端电压各为多少? 解:晶闸管导通的条件是:晶闸管阳极和阴极之间加正向阳极电压。门极和阴极之间加适当的正向阳极电压。 导通后流过晶闸管的电流由主电路电源电压和负载大小决定。 晶闸管的关断条件是:阳极电流小于维持电流。 关断晶闸管可以通过降低晶闸管阳极-阴极间电压或增大主电路中的电阻。 晶闸管导通时两端电压为通态平均电压(管压降),阻断时两端电压由主电路电源电压决定。 2.调试图所示晶闸管电路,在断开负载R d测量输出电压U d是否可调时,发现电压表读数不正常,接上R d后一切正常,请分析为什么? 习题2图 解:当S断开时,由于电压表内阻很大,即使晶闸管门极加触发信号,此时流过晶闸管阳极电流仍小于擎住电流,晶闸管无法导通,电流表上显示的读数只是管子漏电流形成的电阻与电压表内阻的分压值,所以此读数不准。在S合上以后,Rd介入电路,晶闸管能正常导通,电压表的读数才能正确显示。 3.画出图1-35所示电路电阻R d上的电压波形。 图1-35 习题3图 解:

4.说明晶闸管型号KP100-8E代表的意义。 解:KP100-8E表示额定电流100A、额定电压8级(800V、通态平均电压组别E(0.7<U T≤0.8)普通晶闸管。 5.晶闸管的额定电流和其他电气设备的额定电流有什么不同? 解:由于整流设备的输出端所接负载常用平均电流来衡量其性能,所以晶闸管额定电流的标定与其他电器设备不同,采用的是平均电流,而不是有效值,又称为通态平均电流。所谓通态平均电流是指在环境温度为40℃和规定的冷却条件下,晶闸管在导通角不小于170°电阻性负载电路中,当不超过额定结温且稳定时,所允许通过的工频正弦半波电流的平均值。 6.型号为KP100-3、维持电流I H=3mA的晶闸管,使用在习题图所示的三个电路中是否合理?为什么(不考虑电压、电流裕量)? 习题6图 解:(a)图的目的是巩固维持电流和擎住电流概念,擎住电流一般为维持电流的数倍。本题给定晶闸管的维持电流I H=3mA,那么擎住电流必然是十几毫安,而图中数据表明,晶闸管即使被触发导通,阳极电流为100V/50KΩ=3 mA,远小于擎住电流,晶闸管不可能导通,故不合理。 (b)图主要是加强对晶闸管型号的含义及额定电压、额定电流的理解。 本图所给的晶闸管额定电压为300A、额定电流100A。图中数据表明,晶闸管可能承受的最大电压为311V,大于管子的额定电压,故不合理。 (c)图主要是加强对晶闸管型号的含义及额定电压、额定电流的理解。 晶闸管可能通过的最大电流有效值为150A,小于晶闸管的额定电流有效值1.57×100=157A,晶闸管可能承受的最大电压150V,小于晶闸管的额定电压300V,在不考虑电压、电流裕量的前提下,可以正常工作,故合理。

单片机课程设计报告--可控硅导通角的控制

单片机课程设计报告可控硅导通角的控制

可控硅导通角的控制 设计要求 ■导通时间可调,按键输入设置,LED 数码直读显示 ■精度误差小于50us 摘要:随着时代的进步和发展,单片机技术已经普及到我们生活,工作,科研,各个领域,已经成为一种比较成熟的技术,本文将介绍由单片机怎样去控制可控硅的导通角,可控硅在日常生活中的应用是非常广泛的,种类繁多,有温控可控硅和光控可控硅等多种,本设计使用的是MOC3021光敏双向可控硅,去控制交流电正负半周导通的时间。 关键词:单片机,数字控制,同步信号,数码管,可控硅,三端稳压器7805,MOC3021,P521,AT89C2051 1 引言 随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一,它所给人带来的方便也是不可否定的,其中可控硅导通角的控制就是一个典型的例子。 本设计用光耦(P521)提取市电过零点的同步信号,由单片机控制可控硅的导通角,以实现被控对象(如灯泡)功率的数字化调节。(本设计用功率电阻代表被控对象) 2 总体设计方案 总体设计框图 图(1) 总体设计方框图 主控制器单片机通过外部中断口提取交流电过零点的信号,再依外部按键设置的数,通过一定的 算法转化为内部定时器的定时常数,去控制可控硅交流电导通的时间。 LED 显 示 同步信号提 取 单片机复位 时钟振荡 按键设置 可控硅 主 控 制 器

3 模块电路方案论证与比较 3.1主控制器 方案一: 选用8051,其有四组I/O口,资源丰富 图(2)8051 方案二: 选用AT89C2051,其有两组I/O口,资源较紧张 图(3)AT89C2051 最终方案: 因单片机AT89C2051具有低电压供电和体积小等特点,;两组端口就能满足本电路系统的设计需要,价格又比较便宜,所以采用它。

可控硅电路选型分析

一、可控硅半导体结构及其工作原理:以单向可控硅为例 晶闸管(Thyristor)又叫可控硅T在工作过程中,它的阳极A和阴极K与电源和负载连接,组成晶闸管的主电路,晶闸管的门极G和阴极K与控制晶闸管的装置连接,组成晶闸管的控制电路。 晶闸管的工作条件: 1. 晶闸管承受反向阳极电压时,不管门极承受和种电压,晶闸管都处于关短状态。 2. 晶闸管承受正向阳极电压时,仅在门极承受正向电压的情况下晶闸管才导通。 3. 晶闸管在导通情况下,只要有一定的正向阳极电压,不论门极电压如何,晶闸管保持导通,即晶闸管导通后,门极失去作用。 4. 晶闸管在导通情况下,当主回路电压(或电流)减小到接近于零时,晶闸管关断。 晶闸管是四层三端器件,它有J1、J2、J3三个PN结图1,可以把它中间的NP分成两部分,构成一个PNP型三极管和一个NPN型三极管的复合管图2 当晶闸管承受正向阳极电压时,为使晶闸管导铜,必须使承受反向电压的PN结J2失去阻挡作用。图2中每个晶体管的集电极电流同时就是另一个晶体管的基极电流。因此,两个互相复合的晶体管电路,当有足够的门机电流Ig流入时,就会形成强烈的正反馈,造成两晶体管饱和导通,晶体管饱和导通。 设PNP管和NPN管的集电极电流相应为Ic1和Ic2;发射极电流相应为Ia和Ik;电流放大系数相应为a1=Ic1/Ia和a2=Ic2/Ik,设流过J2结的反相漏电电流为Ic0, 晶闸管的阳极电流等于两管的集电极电流和漏电流的总和: Ia=Ic1+Ic2+Ic0 或Ia=a1Ia+a2Ik+Ic0 若门极电流为Ig,则晶闸管阴极电流为Ik=Ia+Ig

从而可以得出晶闸管阳极电流为:I=(Ic0+Iga2)/(1-(a1+a2))(1—1)式 硅PNP管和硅NPN管相应的电流放大系数a1和a2随其发射极电流的改变而急剧变化如图3所示。 当晶闸管承受正向阳极电压,而门极未受电压的情况下,式(1—1)中,Ig=0,(a1+a2)很小,故晶闸管的阳极电流Ia≈Ic0 晶闸关处于正向阻断状态。当晶闸管在正向阳极电压下,从门极G流入电流Ig,由于足够大的Ig流经NPN管的发射结,从而提高起点流放大系数a2,产生足够大的极电极电流Ic2流过PNP管的发射结,并提高了PNP管的电流放大系数a1,产生更大的极电极电流Ic1流经NPN 管的发射结。这样强烈的正反馈过程迅速进行。从图3,当a1和a2随发射极电流增加而(a1+a2)≈1时,式(1—1)中的分母1-(a1+a2)≈0,因此提高了晶闸管的阳极电流Ia.这时,流过晶闸管的电流完全由主回路的电压和回路电阻决定。晶闸管已处于正向导通状态。 式(1—1)中,在晶闸管导通后,1-(a1+a2)≈0,即使此时门极电流Ig=0,晶闸管仍能保持原来的阳极电流Ia而继续导通。晶闸管在导通后,门极已失去作用。 在晶闸管导通后,如果不断的减小电源电压或增大回路电阻,使阳极电流Ia减小到维持电流IH 以下时,由于a1和a1迅速下降,当1-(a1+a2)≈0时,晶闸管恢复阻断状态。 二、可控硅种类 按照其工作特性又可分单向可控硅(SCR)、双向可控硅(TRIAC)。其中双向可控硅又分四象限双向可控硅和三象限双向可控硅。同时可控硅又有绝缘与非绝缘两大类,如ST的可控硅用BT名称后的“A”、与“B”来区分绝缘与非绝缘。 1、单向可控硅SCR:全称Semiconductor Controlled Rectifier(半导体整流控制器) 图2-1 2、双向可控硅TRIAC:全称Triode ACSemiconductor Switch(三端双向可控硅开关),也有厂商使用Bi-directional Controlled Rectifier(BCR)来表示双向可控硅。

单片机控制可控硅

单片机控制可控硅 This manuscript was revised on November 28, 2020

1 调光控制器设计 在日常生活中,我们常常需要对灯光的亮度进行调节。本调光控制器通过控制双向可控硅的导通来实现白炽灯(纯阻负载)亮度的调整。双向可控硅的特点是导通后即使触发信号去掉,它仍将保持导通;当负载电流为零(交流电压过零点)时,它会自动关断。所以需要在交流电的每个半波期间都要送出触发信号,触发信号的送出时间就决定了灯泡的亮度。 调光的实现方式就是在过零点后一段时间才触发双向可控硅开关导通,这段时间越长,可控硅导通的时间越短,灯的亮度就越低;反之,灯就越亮。 这就要求要提取出交流电压的过零点,并以此为基础,确定触发信号的送出时间,达到调光的目的。 1.1 硬件部分 本调光控制器的框图如下: 控制部分:为了便于灵活设计,选择可多次写入的可器件,这里选用的是ATMEL的AT89C51单片机。 驱动部分:由于要驱动的是交流,所以可以用继电器或光耦+可控硅(晶闸管SCR)来驱动。继电器由于是机械动作,响应速度慢,不能满足其需

要。可控硅在电路中能够实现交流电的无触点控制,以小电流控制大电流,并且不象继电器那样控制时有火花产生,而且动作快、寿命长、可靠性高。所以这里选用的是可控硅。 负载部分:本电路只能控制白炽灯(纯阻负载)的亮度。 1.2 部分 要控制的对象是50Hz的正弦交流电,通过光耦取出其过零点的信号(同步信号),将这个信号送至单片机的外中断,单片机每接收到这个同步信号后启动一个延时程序,延时的具体时间由按键来改变。当延时结束时,单片机产生触发信号,通过它让可控硅导通,电流经过可控硅流过白炽灯,使灯发光。延时越长,亮的时间就越短,灯的亮度越暗(并不会有闪烁的感觉,因为重复的频率为100Hz,且人的视觉有暂留效应)。由于延时的长短是由按键决定的,所以实际上就是按键控制了光的强弱。 理论上讲,延时时间应该可以是0~10ms内的任意值。在程序中,将一个周期均分成N等份,每次按键只需要去改变其等份数,在这里,N越大越好,但由于受到单片机本身的限制和基于实际必要性的考虑,只需要分成大约100份左右即可,实际采用的值是95。 可控硅的触发脉冲宽度要根据具体的光耦结合示波器观察而定,在本设计中取20 μs。程序中使用T1来控制这个时间。 对两个调光按键的处理有两种方式:一种是每次按键,无论时间的长短,都只调整一个台阶(亮或暗);另一种是随按键时间的不同,调整方法

可控硅-晶闸管的几种典型应用电路

可控硅-晶闸管的几种典型应用电路 描述: SCR半波整流稳压电源。如图4电路,是一种输出电压为+12V的稳压电源。该电路的特点是变压器B将220V的电压变换为低压(16~20V),采用单向可控硅SCR半波整流。SCR的门极G从R1、D1和D2的回路中的C点取出约13.4V的电压作为SCR门阴间的偏置电压。电容器C1起滤波和储能作用。在输出CD端可获得约+12V的稳压。晶闸管,又称可控硅(单向SCR、双向BCR)是一种4层的(PNPN)三端器件。在电子技术和工业控制中,被派作整流和电子开关等用场。在这里,笔者介绍它们的基本特性和几种典型应用电路。 1.锁存器电路。图1是一种由继电器J、电源(+12V)、开关K1和微动开关K2组成的锁存器电路。当电源开关K1闭合时,因J回路中的开关K2和其触点J-1是断开的,继电器J不工作,其触点J-2也未闭合,所以电珠L不亮。一旦人工触动一下K2,J得电激活,对应的触点J-1、J-2闭合,L点亮。此时微动开关K2不再起作用(已自锁)。要使电珠L熄灭,只有断开电源开关K1使继电器释放,电珠L才会熄灭。所以该电路具有锁存器(J-1自锁)的功能。 图2电路是用单向可控硅SCR代替图1中的继电器J,仍可完成图1的锁存器功能,即开关K1闭合时,电路不工作,电珠L不亮。当触动一下微动开关K2时,SCR因电源电压通过R1对门极加电而被触发导通且自锁,L点亮,此时K2不再起作用,要使L熄灭,只有断开K1。由此可见,图2电路也具有锁存器的功能。图2与图1虽然都具有锁存器功能,但它们的工作条件仍有区别:(1)图1的锁存功能是利用继电器触点的闭合维持其J线圈和L的电流,但图2中,是利用SCR自身导通完成锁存功能。(2)图1的J与控制器件L完全处于隔离状态,但图2中的SCR与L不能隔离。所以在实际应用电路中,常把图1和图2电路混合使用,完成所需的锁存器功能。 2.单向可控硅SCR振荡器。图3电路是利用SCR的锁存性制作的低频振荡器电路。图中的扬声器LS(8Ω/0.5W)作为振荡器的负载。当电路接上电源时,由于电源通过R1对C1充电,初始时,C1电压很低,A、B端的电位器W的分压不能触发SCR,SCR不导通。当C1充得电压达到一定值时,A、B端电压升高,SCR被触发而导通。一旦SCR导通,电容器C1通过SCR和LS放电,结果A、B端的电压又下降,当A、B端电压下降到很低时,又使SCR截止,一旦SCR截止,电容器C1又通过R1充电,这种充放电过程反复进行形成电路的振荡,此时LS发出响声。电路中的W可用来调节SCR门极电压的大小,以达到控制振荡器的频率变化。按图中元件数据,C1取值为0.22~4μF,电路均可正常工作。 3.SCR半波整流稳压电源。如图4电路,是一种输出电压为+12V的稳压电源。该电路的特点是变压器B将220V的电压变换为低压(16~20V),采用单向可控硅SCR半波整流。SCR的门极G从R1、D1和D2的回路中的C点取出约13.4V的电压作为SCR门阴间的偏置电压。电容器C1起滤波和储能作用。在输出CD端可获得约+12V的稳压。电路工作时,当A点低压交流为正半周时,SCR导通对C1充电。当充电电压接近C点电压或交流输入负半周时,SCR截止,所以C1上充得电压(即输出端CD)不会高于C点的稳压值。只有储能电容C1输出端对负载放电,其电压低于C点电压时,在A点的正半周电压才会给C1即时补充充电,以维持输出电压的稳定。图4电路与电池配合已成功用于某设备作后备电源。该稳压电源,按图中参数其输出电流可达2~3A。

基于51单片机的调光控制器设计

基于51单片机的调光控制器设计 1 调光控制器设计 在日常生活中,我们常常需要对灯光的亮度进行调节。本调光控制器通过单片机控制双向可控硅的导通来实现白炽灯(纯阻负载)亮度的调整。双向可控硅的特点是导通后即使触发信号去掉,它仍将保持导通;当负载电流为零(交流电压过零点)时,它会自动关断。所以需要在交流电的每个半波期间都要送出触发信号,触发信号的送出时间就决定了灯泡的亮度。 调光的实现方式就是在过零点后一段时间才触发双向可控硅开关导通,这段时间越长,可控硅导通的时间越短,灯的亮度就越低;反之,灯就越亮。 这就要求要提取出交流电压的过零点,并以此为基础,确定触发信号的送出时间,达到调光的目的。 1.1 硬件部分 本调光控制器的框图如下: 控制部分:为了便于灵活设计,选择可多次写入的可编程器件,这里选用的是ATMEL的AT89C51单片机。 驱动部分:由于要驱动的是交流,所以可以用继电器或光耦+可控硅(晶闸管SCR)来驱动。继电器由于是机械动作,响应速度慢,不能满足其需要。可控硅在电路中能够实现交流电的无触点控制,以小电流控制大电流,并且不象继电器那样控制时有火花产生,而且动作快、寿命长、可靠性高。所以这里选用的是可控硅。 负载部分:本电路只能控制白炽灯(纯阻负载)的亮度。 1.2 软件部分 要控制的对象是50Hz的正弦交流电,通过光耦取出其过零点的信号(同步信号),将这个信号送至单片机的外中断,单片机每接收到这个同步信号后启动一个延时程序,延时的具体时间由按键来改变。当延时结束时,单片机产生触发信号,通过它让可控硅导通,电流经过可控硅流过白炽灯,使灯发光。延时越长,亮的时间就越短,灯的亮度越暗(并不会有闪烁的感觉,因为重复的频率为100Hz,且人的视觉有暂留效应)。由于延时的长短是由按键决定的,所以实际上就是按键控制了光的强弱。 理论上讲,延时时间应该可以是0~10ms内的任意值。在程序中,将一个周期均分成N 等份,每次按键只需要去改变其等份数,在这里,N越大越好,但由于受到单片机本身的限制和基于实际必要性的考虑,只需要分成大约100份左右即可,实际采用的值是95。 可控硅的触发脉冲宽度要根据具体的光耦结合示波器观察而定,在本设计中取20 μs。程序中使用T1来控制这个时间。 对两个调光按键的处理有两种方式:一种是每次按键,无论时间的长短,都只调整一个台阶(亮或暗);另一种是随按键时间的不同,调整方法不同:短按只调整一个台阶,长按可以连续调整。如前面所述,由于本设计中的台阶数为95(N=95),如果使用前一种方式,操作太麻烦,所以用后者较为合理。 2 各单元电路及说明 2.1 交流电压过零点信号提取 交流电压过零点信号提取电路,图中的同步信号就是我们需要的交流电压过零点信号。各部分波形。

晶闸管的主要参数

晶闸管的主要参数 作者:jesse 文章来源:本站原创点击数:273 更新时间:2007-12-6 ★★★【字体:小大】 晶闸管的主要电参数有正向转折电压VBO、正向平均漏电流IFL、反向漏电流IRL、断态重复峰值电压V DRM、反向重复峰值电压VRRM、正向平均压降VF、通态平均电流IT、门极触发电压VG、门极触发电流IG、门极反向电压和维持电流IH等。 (一)正向转折电压VBO 晶闸管的正向转折电压VBO是指在额定结温为100℃且门极(G)开路的条件下,在其阳极(A)与阴极(K)之间加正弦半波正向电压、使其由关断状态转变为导通状态时所对应的峰值电压。 (二)断态重复峰值电压VDRM 断态重复峰值电压VDRM,是指晶闸管在正向阻断时,允许加在A、K(或T1、T2)极间最大的峰值电压。此电压约为正向转折电压减去100V后的电压值。 (三)通态平均电流IT 通态平均电流IT,是指在规定环境温度和标准散热条件下,晶闸管正常工作时A、K(或T1、T2)极间所允许通过电流的平均值。(四)反向击穿电压VBR 反向击穿电压是指在额定结温下,晶闸管阳极与阴极之间施加正弦半波反向电压,当其反向漏电电流急剧增加时反对应的峰值电压。 (五)反向重复峰值电压VRRM 反向重复峰值电压VRRM,是指晶闸管在门极G断路时,允许加在A、K极间的最大反向峰值电压。此

电压约为反向击穿电压减去100V后的峰值电压。 (六)正向平均电压降VF 正向平均电压降VF也称通态平均电压或通态压降VT,是指在规定环境温度和标准散热条件下,当通过晶闸管的电流为额定电流时,其阳极A与阴极K之间电压降的平均值,通常为0.4~1.2V。 (七)门极触发电压VGT 门极触发VGT,是指在规定的环境温度和晶闸管阳极与阴极之间为一定值正向电压的条件下,使晶闸管从阻断状态转变为导通状态所需要的最小门极直流电压,一般为1.5V左右。 (八)门极触发电流IGT 门极触发电流IGT,是指在规定环境温度和晶闸管阳极与阴极之间为一定值电压的条件下,使晶闸管从阻断状态转变为导通状态所需要的最小门极直流电流。 (九)门极反向电压 门极反向电压是指晶闸管门极上所加的额定电压,一般不超过10V。 (十)维持电流IH 维持电流IH是指维持晶闸管导通的最小电流。当正向电流小于IH时,导通的晶闸管会自动关断。(十一)断态重复峰值电流IDR 断态重复峰值电流IDR,是指晶闸管在断态下的正向最大平均漏电电流值,一般小于100μA (十二)反向重复峰值电流IRRM 反向重复峰值电流IRRM,是指晶闸管在关断状态下的反向最大漏电电流值,一般小于100μA。

如何合理选择固态继电器的型号和规格

众所周知固态继电器SSR是一种无触点通断电子开关,四端为有源器件。其中两个端子为输入控制端,另外两端为输出受控端,中间采用光电隔离,作为输入输出之间电气隔离(浮空)。在输入端加上直流或脉冲信号,输出端就能从关断状态转变成导通状态(无信号时呈阻断状态),从而控制较大负载。整个器件无可动部件及触点,可实现相当于常用的机械式电磁继电器一样的功能。由于固态继电器是由固体元件组成的无触点开关元件,所以与电磁继电器相比具有工作可靠、寿命长,对外界干扰小,能与逻辑电路兼容、抗干扰能力强、开关速度快和使用方便等一系列优点,因而具有很宽的应用领域,亦有逐步取代传统电磁继电器之势。那我们应该如何合理选择固态继电器的型号和规格呢?1. 在选用小电流规格印刷电路板使用的固态继电器时,因引线端子为高导热材料制成,焊接时应在温度小于250℃、时间小于10S的条件下进行,如考虑周围温度的原因,必要时可考虑降额使用,一般将负载电流控制在额定值的1/2以内使用。2. 各种负载浪涌特性对固态继电器SSR的选择被控负载在接通瞬间会产生很大的浪涌电流,由于热量来不及散发,很可能使SSR 内部可控硅损坏,所以用户在选用继电器时应对被控负载的浪涌特性进行分析,然后再选择继电器。使继电器在保证稳态工作前提下能够承受这个浪涌电流。在低电压要求信号失真小可选用采用场效应管作输出器件的直流固态继器;如对交流阻性负载和多数感性负载,可选用过零型继电器,这样可延长负载和继电器寿命,也可减小自身的射频干扰。如作为相位输出控制时,应选用随机型固态继电器。3. 使用环境中温度的影响对固态继电器的负载能力、受环境温度和自身温升的影响较大,在安装使用过程中,应保证其有良好的散热条件,额定工作电流在10A以上的产品应配散热器,100A以上的产品应配散热器加风扇强冷。在安装时应注意继电器底部与散热器的良好接触,并考虑涂适量导热硅脂以达到最佳散热效果。如继电器长期工作在高温状态下(40℃~80℃)时,用户可根据厂家提供的最大输出电流与环境温度曲线数据,考虑降额使用来保证正常工作。4. 过流、过压保护措

各种规格型号可控硅晶闸管

KK200A/600V, KK200A/800V, KK200A/1000V, KK200A/1200V, KK200A/1400V, KK200A/1600V, KK200A/1800V, KK200A/2000V, KK200A/2500V, KK200A/3000V, KK300A/600V, KK300A/800V, KK300A/1000V, KK300A/1200V, KK300A/1400V, KK300A/1600V, KK300A/1800V, KK300A/2000V, KK300A/2500V, KK300A/3000V, KK500A/600V, KK500A/800V, KK500A/1000V, KK500A/1200V, KK500A/1400V, KK500A/1600V, KK500A/1800V, KK500A/2000V, KK500A/2500V, KK500A/3000V,KK800A/600V, KK800A/800V, KK800A/1000V, KK800A/1200V, KK800A/1400V, KK800A/1600V, KK800A/1800V, KK800A/2000V, KK800A/2500V, KK800A/3000V, KK1000A/600V, KK1000A/800V, KK1000A/1000V, KK1000A/1200V, KK1000A/1400V, KK1000A/1600V, KK1000A/1800V, KK1000A/2000V, KK1000A/2500V, KK1000A/3000V, KK1000A/3300V, KK1000A/3800V, KK1000A/4000V, KK1200A/600V, KK1200A/800V, KK1200A/1000V, KK1200A/1200V, KK1200A/1400V, KK1200A/1600V, KK1200A/1800V, KK1200A/2000V, KK1200A/2500V, KK1200A/3000V, KK1200A/3300V, KK200A/600V, KK200A/800V, KK200A/1000V, KK200A/1200V, KK200A/1400V, KK200A/1600V, KK200A/1800V, KK200A/2000V, KK200A/2500V, KK200A/3000V, KK300A/600V, KK300A/800V, KK300A/1000V, KK300A/1200V, KK300A/1400V, KK300A/1600V, KK300A/1800V, KK300A/2000V, KK300A/2500V, KK300A/3000V, KK500A/600V, KK500A/800V, KK500A/1000V, KK500A/1200V, KK500A/1400V, KK500A/1600V, KK500A/1800V, KK500A/2000V, KK500A/2500V, KK500A/3000V,KK800A/600V, KK800A/800V, KK800A/1000V, KK800A/1200V, KK800A/1400V, KK800A/1600V, KK800A/1800V, KK800A/2000V, KK800A/2500V, KK800A/3000V, KK1000A/600V, KK1000A/800V, KK1000A/1000V, KK1000A/1200V, KK1000A/1400V, KK1000A/1600V, KK1200A/1600V, KK1200A/1800V, KK1200A/2000V, KK1200A/2500V, KK1200A/3000V, KK1200A/3300V, KK1200A/3800V, KK1200A/4000V, KK1500A/600V, KK1500A/800V, KK1500A/2000V,KK1500A/2500V KK1500A/1000V, KK1500A/1200V, KK1500A/1400V, KK1500A/1600V, KK1500A/1800V, KK1500A/2000V, KK1500A/2500V, KK1500A/3000V, KK1500A/3300V, KK1500A/3800V, KK1500A/4000V, KK1600A/600V, KK1600A/800V, KK1600A/1000V, KK1600A/1200V, KK1600A/1400V, KK1600A/1600V, KK1600A/1800V, KK1600A/2000V, KK1600A/2500V, KK1600A/3000V, KK1600A/3300V, KK1600A/3800V, KK1600A/4000V, KK2000A/600V, KK2000A/800V, KK2000A/1000V, KK2000A/1200V, KK2000A/1400V, KK2000A/1600V, KK2000A/1800V, KK2000A/2000V, KK2000A/2500V, KK2000A/3000V, KK2000A/3300V, KK2000A/3800V, KK2000A/4000V, KK2500A/600V, KK2500A/800V, KK2500A/1000V, KK2500A/1200V, KK2500A/1400V, KK2500A/1600V, KK2500A/1800V, KK2500A/2000V, KK2500A/2500V, KK2500A/3000V, KK2500A/3300V, KK2500A/3800V, KK2500A/4000V, KK3000A/600V, KK3000A/800V, KP3000A/1000V, KK3000A/1200V, KK3000A/1400V, KK3000A/1600V, KK3000A/1800V, KK3000A/2000V, KK3000A/2500V, KK3000A/3000V KK3000A/3500V,KK3500A/3000V,KK3000A/4000V,KK3500A/3000V,KK3500A/3500V,KK3500A/4000V KK3500A/4500V,KK3500A/5000V,KK3500A/5500V,KK3500A/6000V,KK4000A/3000V,KK4000A/3500V KK4000A/4000V,KK4000A/4500V,KK4000A/5000V,KK4000A/5500V,KK4000A/6000V,KK4000A/6500V KK5000A/3000V,KK5000A/3500V,KK5000A/4000V,KK5000A/4500V,KK5000A/5000V,KK5000A/5500V KP5000A/6000V,KP5000A/6500V,KP5500A/3000V,KP5500A/4000V,KP5500A/4500V,KP5500A/5000V KK5000A/6000V,KK5000A/6500V,KK5500A/3000V,KK5500A/4000V,KK5500A/4500V,KK5500A/5000V KP1000A/1800V, KP1000A/2000V, KP1000A/2500V, KP1000A/3000V, KP1000A/3300V, KP1000A/3800V, KP1000A/4000V, KP1200A/600V, KP1200A/800V, KP1200A/1000V, KP1200A/1200V, KP1200A/1400V, KP1200A/1600V, KP1200A/1800V, KP1200A/2000V, KP1200A/2500V, KP1200A/3000V, KP1200A/3300V, KP1200A/3800V, KP1200A/4000V, KP1500A/600V, KP1500A/800V, KP1500A/2000V,KP1500A/2500V KP1500A/1000V, KP1500A/1200V, KP1500A/1400V, KP1500A/1600V, KP1500A/1800V, KP1500A/2000V, KP1500A/2500V, KP1500A/3000V, KP1500A/3300V, KP1500A/3800V, KP1500A/4000V, KP1600A/600V, KP1600A/800V, KP1600A/1000V, KP1600A/1200V, KP1600A/1400V, KP1600A/1600V, KP1600A/1800V,

电力电子技术考前模拟题(有答案)

电力电子技术考前模拟题 一、选择题 1、单相半控桥整流电路的两只晶闸管的触发脉冲依次应相差A度。 A、180°, B、60°,c、360°, D、120° 2、α为C度时,三相半波可控整流电路,电阻性负载输出的电压波形,处于连续和断续的临界状态。 A,0度,B,60度,C,30度,D,120度, 3、晶闸管触发电路中,若改变B 的大小,则输出脉冲产生相位移动,达到移相控制的目的。 A、同步电压, B、控制电压, C、脉冲变压器变比。 4、可实现有源逆变的电路为A。 A、三相半波可控整流电路, B、三相半控桥整流桥电路, C、单相全控桥接续流二极管电路, D、单相半控桥整流电路。 5、在一般可逆电路中,最小逆变角βmin选在下面那一种范围合理A。 A、30o-35o, B、10o-15o, C、0o-10o, D、0o。 6、在下面几种电路中,不能实现有源逆变的电路有哪几种BCD。 A、三相半波可控整流电路。 B、三相半控整流桥电路。 C、单相全控桥接续流二极管电路。 D、单相半控桥整流电路。 11、下面哪种功能不属于变流的功能(C) A、有源逆变 B、交流调压 C、变压器降压 D、直流斩波 12、三相半波可控整流电路的自然换相点是( B ) A、交流相电压的过零点; B、本相相电压与相邻相电压正、负半周的交点处; C、比三相不控整流电路的自然换相点超前30°; D、比三相不控整流电路的自然换相点滞后60°。 13、如某晶闸管的正向阻断重复峰值电压为745V,反向重复峰值电压为825V,则该晶闸管的额定电压应为 (B) A、700V B、750V C、800V D、850V 14、单相半波可控整流电阻性负载电路中,控制角α的最大移相范围是( D ) A、0o-90° B、0o-120° C、0o-150° D、0o-180° 15、在单相全控桥整流电路中,两对晶闸管的触发脉冲,应依次相差A度。 A 、180度;B、60度;C、360度;D、120度; 16、可实现有源逆变的电路为A。 A、单相全控桥可控整流电路 B、三相半控桥可控整流电路 C、单相全控桥接续流二极管电路 D、单相半控桥整流电路 17、由晶闸管构成的可逆调速系统中,逆变角βmin选A 时系统工作才可靠。 A、300~350 B、100~150 C、00~100 D、00 18、α= B度时,三相全控桥式整流电路带电阻负载电路,输出负载电压波形处于连续和断续的临界状态。 A、0度; B、60度; C、30度; D、120度; 19、变流装置的功率因数总是C。 A、大于1; B、等于1; C、小于1; 20、变流器工作在逆变状态时,控制角α必须在D 度。 A、0°-90°; B、30°-120°; C、60°-150°;。 D、90°-150°; 2、三相半波可控整流电阻性负载电路,如果三个晶闸管采用同一相触发脉冲,α的移相范围D。 A、0o--60o; B、0o--90o;。 C、0o--120o; D、0o--150o; 23、在单相桥式全控整流电路中,大电感负载时,控制角α的有效移相范围是A。 A、0°~90° B、0°~180° C、90°~180° 24、三相全控桥式整流电路带电阻负载,当触发角α=0o时,输出的负载电压平均值为D。 A、0.45U2; B、0.9U2; C、1.17U2; D、2.34U2; 26、三相全控桥式整流电路带大电感负载时,控制角α的有效移相范围是A度。 A、0°-90°; B、30°-120°; C、60°-150°; D、90°-150°; 二、判断题 1、在半控桥整流带大电感负载不加续流二极管电路中,电路出故障时会出现失控现象。(√) 2、在用两组反并联晶闸管的可逆系统,使直流电动机实现四象限运行时,其中一组逆变器工作在整流状态,那么另一组就工作在逆变状态。(×) 3、晶闸管串联使用时,必须注意均流问题。(×) 4、逆变角太大会造成逆变失败。(×) 5、并联谐振逆变器必须是略呈电容性电路。(√) 6、给晶闸管加上正向阳极电压它就会导通。(×)

可控硅并联阻容吸收电路的选型与计算(修正)

可控硅并联阻容吸收电路的选型与计算 为什么要在晶闸管两端并联阻容网络 一、在实际晶闸管电路中,常在其两端并联RC串联网络,该网络常称为RC阻容吸收电路。 我们知道,晶闸管有一个重要特性参数-断态电压临界上升率dlv/dlt。它表明晶闸管在额定结温和门极断路条件下,使晶闸管从断态转入通态的最低电压上升率。若电压上升率过大,超过了晶闸管的电压上升率的值,则会在无门极信号的情况下开通。即使此时加于晶闸管的正向电压低于其阳极峰值电压,也可能发生这种情况。因为晶闸管可以看作是由三个PN结组成。 在晶闸管处于阻断状态下,因各层相距很近,其J2结结面相当于一个电容C0。当晶闸管阳极电压变化时,便会有充电电流流过电容C0,并通过J3结,这个电流起了门极触发电流作用。如果晶闸管在关断时,阳极电压上升速度太快,则C0的充电电流越大,就有可能造成门极在没有触发信号的情况下,晶闸管误导通现象,即常说的硬开通,这是不允许的。因此,对加到晶闸管上的阳极电压上升率应有一定的限制。 为了限制电路电压上升率过大,确保晶闸管安全运行,常在晶闸管两端并联RC阻容吸收网络,利用电容两端电压不能突变的特性来限制电压上升率。因为电路总是存在电感的(变压器漏感或负载电感),所以与电容C串联电阻R可起阻尼作用,它可以防止R、L、C电路在过渡过程中,因振荡在电容器两端出现的过电压损坏晶闸管。同时,避免电容器通过晶闸管放电电流过大,造成过电流而损坏晶闸管。 由于晶闸管过流过压能力很差,如果不采取可靠的保护措施是不能正常工作的。RC阻容吸收网络就是常用的保护方法之一。 二、整流晶闸管(可控硅)阻容吸收元件的选择 电容的选择 C=(2.5-5)×10的负8次方×If If=0.367Id Id-直流电流值 如果整流侧采用500A的晶闸管(可控硅) 可以计算C=(2.5-5)×10的负8次方×500=1.25-2.5mF 选用2.5mF,1kv 的电容器 电阻的选择: R=((2-4) ×535)/If=2.14-8.56 选择10欧 PR=(1.5×(pfv×2πfc)的平方×10的负12次方×R)2 Pfv=2u(1.5-2.0) u=三相电压的有效值 阻容吸收回路在实际应用中,RC的时间常数一般情况下取1~10毫秒。 小功率负载通常取2毫秒左右,R=220欧姆1W,C=0.01微法400~630V。

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