晶闸管,是由美国通用电气公司研发出来的,并且已经被美国通用电气公司在1958年商业化了。晶闸管的全称晶体闸流管,又叫做可控硅整流器,以往叫做可控硅,是世界第一款晶闸管产品。晶闸管有三个极,分别为门机、阳极和阴极,能在工作在高电压、大电流的环境。那么,晶闸管的原理和作用是什么呢?下面就由小编带你去了解一下吧。
晶闸管的作用
晶闸管是一种可控硅的整流器件。可以实现用小电压小电流来控制大电压电流,主要起到开关作用,与二极管相比,不同之处是正向导通首控制极电流控制。
在控制端给个触发脉冲后,就导通,可以通过交流电流,电流可以从小电流到几千安培以上在交流电压过零反向时,晶闸管自行关断,需要再次给触发脉冲,才能再次导通控制触发脉冲的发出时间,从过零开始算起,也称为控制触发角,就可以控制导通的平均电流的大小,从而起到以小信号控制大电流的目的,这就是晶闸管的作用。
晶闸管的工作原理
晶闸管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,不管门极承受何种电压,晶闸管都处于反向阻断状态
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。这时晶闸管处于正向导通状态,这就是晶闸管的闸流特性,即可控特性.
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。门极只起触发作用。
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。
全控型晶闸管的工作条件:
1. 晶闸管承受反向阳极电压时,不管门极承受何种电压,晶闸管都处于反向阻断状态。
2. 晶闸管承受正向阳极电压时,仅在门极承受正向电压(或电流)的情况下晶闸管才导通。这时晶闸管处于正向导通状态。
3. 一旦晶闸管开始导通,它就被钳住在导通状态,而此时门极电流可以取消。晶闸管不能被门极关断,像一个二极管一样导通,直到电流降至零和有反向偏置电压作用在晶闸管上时,它才会截止。当晶闸管再次进入正向阻断状态后,允许门极在某个可控的时刻将晶闸管再次触发导通。
好了,以上就是晶闸管作用以及工作原理啦。相信对于平常时不了解晶闸管的朋友现在也有一定的了解了。其实晶闸管不但有单向导电性,还有比硅整流元件更强的可控性。而且,晶闸管具有小功率控制大功率、效率高、无火花、成本低反应快等优点。但是晶闸管的缺点是过载能力过弱,很容易被干扰误导通。所以,晶闸管广泛以用于变频装置、直流边交流的逆变装置、交流电变直流电的顺变装置等等。
晶闸管是晶体闸流管的简称,又称作可控硅整流管(SCR),以前被简称为可控硅。晶闸管能够通过信号控制其导通,但不能控制其关断,所以称为半控型器件。晶闸管这个名称往往专指晶闸管的一种基本类型一普通晶闸管。但从广义上讲,晶闸管还包括许多派生器件,如双向晶闸管(TRIAC)、快速晶闸管(FST)、逆导型晶闸管(RCT)和光控晶闸管(LTT)等。一、晶闸管的结构
目前大功率晶闸管常用的外形结构有螺栓式和平板式,它具有三个PN结的四层结构,其外形、结构和图形符号如图所示。
晶闸管内部是PNPN四层半导体结构,分别命名为P1、N1、P2、N2四个区。由最外的P层和N层引出的两个电极,分别为阳极A和阴极K,由中间的P2层引出的电极是门极G(也称控制极)。四个区形成J1、J2、J3三个PN结。因此,晶闸管可以用三个PN结串联来等效,如图8-2所示晶闸管的国际通用名称为Thyristor,简写为VT。
晶闸管是电力电子器件,在工作过程中会因损耗而发热,因此必须安装散热器。对于螺栓型封装,通常螺栓是其阳极,做成螺栓状是为了能与散热器紧密连接且安装方便,通过阳极(螺栓)拧紧在铝制散热器上,为自然冷却;平板式晶闸管则由两个相互绝缘的散热器夹紧晶闸管,靠冷风冷却。
平板式两面散热效果好,额定电流大于200A的晶闸管都采用平板式结构。此外还可以通过水冷、油冷等冷却方式进行冷却。
二、晶闸管的工作原理
通过如图所示电路做一个简单的实验,来说明晶闸管的工作原理。由电源Us、白炽灯、晶闸管的阳极、阴极组成晶闸管主电路。电源Uc、开关S、晶闸管门极和阴极组成控制电路也称触发电路。
当晶闸管的阳极A接电源Us的正端。阴极K经白炽灯接电源的负端,此时晶闸管承受正向电压。当控制电路中开关S断开时,白炽灯不亮,说明晶闸管不导通。
当晶闸管的阳极和阴极承受正向电压,控制电路中开关S闭合,使控制极也加正向电压,(控制极相对阴极间的电压)。这时白炽灯亮,说明晶闸管导通。
当品闸管导通后,将控制极上的电压去掉(即将开美S断开),白炽灯依然亮。说明一旦晶闸管导通后,控制极就失去控制作用。
当品闸管的阳极和阴极间加反向电压,不管控制极加不加电压,灯都不亮,此时晶闸管截止。如果控制极加反向电压,无论品闸管主电路加正向电压还是反向电压,晶闸管都不导通。
通过上述实验结果得出如下结论。
(1)欲使晶闸管导通必须同时具备两个条件:
①晶闸管的阳极A和阴极K之间加上正向电压,②品闸管的门极G与阴极K之间也加上合适的正向电压和电流。
(2)晶闸管一旦导通后,门极就失去控制作用,故晶闸管为半控型器件。
(3)为使晶闸管关断,必须使其阳极A电流降低到零或某一数值以下,这可以采用将阳极A电压减少到零或者给阳极施加反向电压。
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晶闸管(Thyristor)是晶体闸流管的简称,又被称做可控硅整流器,以前被简称为可控硅;1957年美国通用电气公司开发出世界上第一款晶闸管产品,并于1958年将其商业化;晶闸管是PNPN四层半导体结构,它有三个极:阳极,阴极和控制极; 晶闸管具有硅整流器件的特性,能在高电压、大电流条件下工作,且其工作过程可以控制、被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中。工作原理:
晶闸管在工作过程中,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。
晶闸管为半控型电力电子器件,它的工作条件如下:
1. 晶闸管承受反向阳极电压时,不管门极承受何种电压,晶闸管都处于反向阻断状态。
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。这时晶闸管处于正向导通状态,这就是晶闸管的闸流特性,即可控特性。
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。门极只起触发作用。
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。
参考百科词条:晶闸管