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晶闸管的功能特点分析

【摘要】:双向晶闸管可以控制双向导通,因此除控制极G外的另两个电极不再分阳极、阴极,而称之为主电极T1、T2。由于晶闸管导通后其正向压降很低,因此第一个正半周达到最低点,即电源电压为零时,晶闸管VS自动关断。流过晶闸管的平均电流约等于流过负载的电流。改变可变电阻器RP的阻值或电容器C的电容量,即可控制晶闸管的导通时间。图1-52 可关断晶闸管的等效原理图图1-53 单结晶体管和单向晶闸管构成的调压电路

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晶闸管可以等效地看成一个PNP三极管和一个NPN三极管的交错结构,如图1-49所示,图中VT2管为PNP管,VT1管为NPN管。

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图1-48 螺栓型晶闸管的实物外形

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图1-49 单向晶闸管的等效原理图

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当可控硅阳极加正向电压时,三极管VT1和VT2都承受正向电压,VT2发射结正偏,VT1集电结反偏。如果这时在控制极加上较小的正向控制电压Ug,则有控制电流Ig流入VT1的基极。经过放大,VT1的集电极便有Ic1=β1Ig的电流流进,此电流正是VT2的基极电流,经VT2放大,VT2的集电极便有Ic2=β1β2Ig的电流流进,而该电流又注入VT1的基极,如图1-50所示。如此反复,两个三极管很快能充分导通。

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图1-50 可控硅导通原理

可控硅导通后,VT1的基极始终有比Ig大得多的电流流过。因而即使控制电压消失,可控硅仍能继续保持导通状态。

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双向晶闸管可以等效为两个单向晶闸管反向并联,如图1-51所示。双向晶闸管可以控制双向导通,因此除控制极G外的另两个电极不再分阳极、阴极,而称之为主电极T1、T2

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图1-51 双向晶闸管的等效原理图

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图1-52所示为可关断晶闸管的等效原理图。对于普通晶闸管来说,当晶闸管导通后控制极不起作用,要关断必须切断A-K之间电流或使流过晶闸管的正向电流小于维持电流。而可关断晶闸管克服了上述缺陷,即当控制极G加正脉冲电压时,晶闸管即可导通;当控制极G加负脉冲电压时,晶闸管便会关断。

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图1-53所示为晶闸管(单向晶闸管和单结晶体管)构成的调压电路。可以看到,220V交流电压经过桥式整流器后,通过R1、R2以及RP为电容器C充电,当电压达到单结晶体管(双基极二极管)峰点电压时,VT由截止变为导通,电容C通过双基极管的发射极、基极B2和R2后迅速放电,给晶闸管VS一个触发信号,从而使晶闸管VT导通。由于晶闸管导通后其正向压降很低(观察整流后的波形),因此第一个正半周达到最低点,即电源电压为零时,晶闸管VS自动关断。待下一个正半周到来时,电容C又充电,重复上述过程。流过晶闸管的平均电流约等于流过负载的电流(等效于控制电流)。

改变可变电阻器RP的阻值或电容器C的电容量,即可控制晶闸管的导通时间。

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图1-52 可关断晶闸管的等效原理图

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图1-53 单结晶体管和单向晶闸管构成的调压电路