可控硅工作原理及应用PPT学习教案.pptx

可控硅，又称为晶闸管（Silicon Controlled Rectifier，简称SCR），是一种大功率半导体器件，自20世纪70年代起广泛应用于电力电子领域。它的出现极大地拓展了半导体器件的应用范围，使得它们能处理强电而非仅仅局限于弱电领域。可控硅的主要特点包括体积小巧、重量轻、运行无噪音、寿命长以及能够承受大容量的正向平均电流和正向耐压。 可控硅主要应用于以下几个方面： 1. 整流：将交流电转换为直流电。 2. 逆变：将直流电转换回交流电。 3. 变频：改变交流电的频率。 4. 斩波：调节直流电的平均值，用于电源调节或直流电机调速。 晶闸管的结构由四层半导体材料构成，包括两个P型和两个N型材料，形成三个PN结，分别是阳极A、控制极G和阴极K。当阳极和阴极之间加上正向电压，同时控制极和阴极之间施加触发信号时，晶闸管开始导通。晶闸管导通后，即使去除控制极的触发信号，仍能保持导通状态，直至通过的电流低于最小维持电流IH。晶闸管具有单向导电性，一旦导通，只有减少阳极电流至IH以下或增加回路电阻才能使其截止。 晶闸管的主要参数包括： 1. UDSM：正向转折电压，当阳极和阴极间的电压达到这个值时，PN结N1P2会发生反向击穿，晶闸管自动导通。 2. UDRM：断态重复峰值电压，是晶闸管在未导通状态下能够承受的最大反向峰值电压。 3. URRM：反向重复峰值电压，是指控制极断路时，晶闸管可以承受的反向重复峰值电压。 4. IF：额定正向平均电流，晶闸管能够持续通过的最大平均电流。 5. IH：最小维持电流，晶闸管导通后，维持其导通所需的最小电流。 晶闸管的特性表现在其正向特性和反向特性上。正向特性下，随着阳极电压的增大，阳极电流逐渐增加，当达到UDSM时，晶闸管导通。反向特性下，晶闸管在阳极和阴极间施加反向电压时截止，除非反向电压达到URSM，才会发生反向击穿。 了解这些基础知识对于理解和使用可控硅至关重要，无论是设计电路、选择合适的元器件还是进行故障排查，都离不开对晶闸管工作原理和特性的深入理解。在实际应用中，还需要结合触发电路和保护措施来确保晶闸管的稳定工作和系统安全。