晶閘管的工作原理和主要參數(shù)
晶閘管(Thyristor)是晶體閘流管的簡稱,又被稱做可控硅整流器,以前被簡稱為可控硅;1957年美國通用電氣公司開發(fā)出世界上第一款晶閘管產(chǎn)品,并于1958年將其商業(yè)化;晶閘管是PNPN四層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu),它有三個極:陽極,陰極和控制極; 晶閘管具有硅整流器件的特性,能在高電壓、大電流條件下工作,且其工作過程可以控制、被廣泛應(yīng)用于可控整流、交流調(diào)壓、無觸點(diǎn)電子開關(guān)、逆變及變頻等電子電路中。
一、晶閘管的工作原理
晶閘管在工作過程中,它的陽極(A)和陰極(K)與電源和負(fù)載連接,組成晶閘管的主電路,晶閘管的門極G和陰極K與控制晶閘管的裝置連接,組成晶閘管的控制電路。
晶閘管為半控型電力電子器件,它的工作條件如下:
1. 晶閘管承受反向陽極電壓時,不管門極承受何種電壓,晶閘管都處于反向阻斷狀態(tài)。
2. 晶閘管承受正向陽極電壓時,僅在門極承受正向電壓的情況下晶閘管才導(dǎo)通。這時晶閘管處于正向?qū)顟B(tài),這就是晶閘管的閘流特性,即可控特性。
3. 晶閘管在導(dǎo)通情況下,只要有一定的正向陽極電壓,不論門極電壓如何,晶閘管保持導(dǎo)通,即晶閘管導(dǎo)通后,門極失去作用。門極只起觸發(fā)作用。
4. 晶閘管在導(dǎo)通情況下,當(dāng)主回路電壓(或電流)減小到接近于零時,晶閘管關(guān)斷。
二、晶閘管的主要參數(shù)
為了正確選用晶閘管元件,必須要了解它的主要參數(shù),一般在產(chǎn)品的目錄上都給出了參數(shù)的平均值或極限值,產(chǎn)品合格證上標(biāo)有元件的實(shí)測數(shù)據(jù)?!?/span>
(1)斷態(tài)重復(fù)峰值電壓UDRM 在控制極斷路和晶閘管正向阻斷的條件下,可以重復(fù)加在晶閘管兩端的正向峰值電壓,其數(shù)值比正向轉(zhuǎn)折電壓小100V。
(2)反向重復(fù)峰值電壓URRM 在控制極斷路時,可以重復(fù)加在晶閘管元件上的反向峰值電壓,此電壓數(shù)值規(guī)定比反向擊穿電壓小100V?!⊥ǔ0裊DRM與URRM中較小的一個數(shù)值標(biāo)作器件型號上的額定電壓。由于瞬時過電壓也會使晶閘管遭到破壞,因而在選用的時候,額定電壓一個應(yīng)該為正常工作峰值電壓的2~3倍,作為安全系數(shù)。
(3)額定通態(tài)平均電流(額定正向平均電流)IT 在環(huán)境溫度不大于40oC和標(biāo)準(zhǔn)散熱即全導(dǎo)通的條件下,晶閘管元件可以連續(xù)通過的工頻正弦半波電流(在一個周期內(nèi))的平均值,稱為額定通態(tài)平均電流IT,簡稱額定電流?!?/span>
(4)維持電流IH
在規(guī)定的環(huán)境溫度和控制極斷路的條件下,維持元件繼續(xù)導(dǎo)通的最小電流稱為維持電流IH 。一般為幾十毫安~一百多毫安,其數(shù)值與元件的溫度成反比,在120攝氏度時維持電流約為25攝氏度時的一半。當(dāng)晶閘管的正向電流小于這個電流時,晶閘管將自動關(guān)斷。
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