晶闸管开通为什么经过一段时间
❶ 晶闸管导通条件
晶闸管导通条件为:加正向电压且门极有触发电流;其派生器件有:快速晶闸管,双向晶闸管,逆导晶闸管,光控晶闸管等。它是一种大功率开关型半导体器件,在电路中用文字符号为“V”、“VT”表示(旧标准中用字母“SCR”表示)。
晶闸管的分类:
晶闸管按其关断、导通及控制方式可分为普通晶闸管(SCR)、双向晶闸管(TRIAC)、逆导晶闸管(RCT)、门极关断晶闸管(GTO)、BTG晶闸管、温控晶闸管(TT国外,TTS国内)和光控晶闸管(LTT)等多种。
晶闸管按其引脚和极性可分为二极晶闸管、三极晶闸管和四极晶闸管。
晶闸管按其封装形式可分为金属封装晶闸管、塑封晶闸管和陶瓷封装晶闸管三种类型。其中,金属封装晶闸管又分为螺栓形、平板形、圆壳形等多种;塑封晶闸管又分为带散热片型和不带散热片型两种。
晶闸管按电流容量可分为大功率晶闸管、中功率晶闸管和小功率晶闸管三种。通常,大功率晶闸管多采用陶瓷封装,而中、小功率晶闸管则多采用塑封或金属封装。
晶闸管按其关断速度可分为普通晶闸管和快速晶闸管,快速晶闸管包括所有专为快速应用而设计的晶闸管,有常规的快速晶闸管和工作在更高频率的高频晶闸管,可分别应用于400HZ和10KHZ以上的斩波或逆变电路中。
❷ 晶闸管软启动用一段时间后为什么起动困难
有可能是触发电压降低了。
❸ 晶闸管导通与关断的条件。
晶闸管导通条件:门极G加触发信号,主端子A、K之间加正向电压,且使得主端子间的正向电流大于擎住电流。
关断的条件:使主端子间的正向电流小于维持电流。
晶闸管的关断方法:减小主端子A、K之间之间的正向电压,直至为零,或加反向电压;也可以利用储能电路强迫关断。
❹ GTO晶闸管的开通和关断原理
开通原理
由图1(b)所示的等效电路可以看出,当阳极加正向电压,门极同时加正触发信号时,GTO导通,其具体过程如图2所示。
显然这是一个正反馈过程。当流入的门极电流IG足以使晶体管N2P2N1的发射极电流增加,进而使晶体管P1N1P2的发射极电流也增加时,α1和α2增加。当α1+α2>1之后,两个晶体管均饱和导通,GTO则完成了导通过程。可见,GTO开通的必要条件是
α1+α2>1, (1)
此时注入门极的电流
IG=[1-(α1+α2)IA]/ α2 (2)
式中,IA——GTO的阳极电流;
IG——GTO的门极电流。
由式(2)可知,当GTO门极注入正的电流IG但尚不满足开通条件时,虽有正反馈作用,但器件仍不会饱和导通。这是因为门极电流不够大,不满足α1+α2>1的条件,这时阳极电流只流过一个不大而且是确定的电流值。当门极电流IG撤销后,该阳极电流也就消失。与α1+α2=1状态所对应的阳极电流为临界导通电流,定义为GTO的擎住电流。当GTO在门极正触发信号的作用下开通时,只有阳极电流大于擎住电流后,GTO才能维持大面积导通。{{分页}}
由此可见,只要能引起α1和α2变化,并使之满足α1+α2>1条件的任何因素,都可以导致PNPN4层器件的导通。所以,除了注入门极电流使GTO导通外,在一定条件下过高的阳极电压和阳极电压上升率/dt,过高的结温及火花发光照射等均可能使GTO触发导通。所有这些非门极触发都是不希望的非正常触发,应采取适当措施加以防止。
实际上,因为GTO是多元集成结构,数百个以上的GTO元制作在同一硅片上,而GTO元的特性总会存在差异,使得GTO元的电流分布不均,通态压降不一,甚至会在开通过程中造成个别GTO元的损坏,以致引起整个GTO的损坏。为此,要求在制造时尽可能使硅片微观结构均匀,严格控制工艺装备和工艺过程,以求最大限度地达到所有GTO元的特性的一致性。另外,要提高正向门极触发电流脉冲上升沿陡度,以求达到缩短GTO元阳极电流滞后时间,加速GTO元阴极导电面积的扩展,缩短GTO开通时间的目的。
3、 关断原理
GTO开通后可在适当外部条件下关断,其关断电路原理与关断时的阳极和门极电流如图3所示。关断GTO时,将开关S闭合,门极就施以负偏置电压UG。晶体管P1N1P2的集电极电流IC1被抽出形成门极负电流-IG,此时晶体管N2P2N1的基极电流减小,进而引起IC1的进一步下降,如此循环不已,最终导致GTO的阳极电流消失而关断。
GTO的关断过程分为三个阶段:存储时间(t s)阶段,下降时间(t f)阶段,尾部时间(t t )阶段。关断过程中相应的阳极电流iA、门极电流iG、管压降uAK和功耗Poff随时间的变化波形如图3(b)所示。
(1) t s阶段。GTO导电时,所有GTO元中两个等效晶体管均饱和,要用门极控制GTO关断,首先必须使饱和的等效晶体管退出饱和,恢复基区控制能力。为此应排除P2基区中的存储电荷,t s阶段即是依靠门极负脉冲电压抽出这部分存储电荷。在t s阶段所有等效晶体管均未退出饱和,3个PN结都还是正向偏置;所以在门极抽出存储电荷的同时,GTO阳极电流iA仍保持原先稳定导电时的数值IA,管压降u AK也保持通态压降。
(2) t f阶段。经过t s阶段后,P1N1P2等效晶体管退出饱和,N2P2N1晶体管也恢复了控制能力,当iG变化到其最大值-IGM时,阳极电流开始下降,于是α1和α2也不断减小,当α1+α2≤1时,器件内部正反馈作用停止,称此点为临界关断点。GTO的关断条件为
α1+α2<1, (3)
关断时需要抽出的最大门极负电流-IGM为
|-IGM|>[(α1+α)-1]IATO/α2, (4)
式中,IATO——被关断的最大阳极电流;
IGM——抽出的最大门极电流。
由式(4)得出的两个电流的比表示GTO的关断能力,称为电流关断增益,用βoff表示如下:βoff=IATO/|-IGM|。 (5)
βoff是一个重要的特征参数,其值一般为3~8。
在tf阶段,GTO元中两个等效晶体管从饱和退出到放大区;所以随着阳极电流的下降,阳极电压逐步上升,因而关断时功耗较大。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,此时的瞬时关断损耗尤为突出。{{分页}}
(3) t t阶段。从GTO阳极电流下降到稳定导通电流值的10%至阳极电流衰减到断态漏电流值时所需的时间定义为尾部时间t t。
在t t阶段中,如果UAK上升/dt较大时,可能有位移电流通过P2N1结注入P2基区,引起两个等效晶体管的正反馈过程,轻则出现IA的增大过程,重则造成GTO再次导通。随着/dt上升减慢,阳极电流IA逐渐衰减。
如果能使门极驱动负脉冲电压幅值缓慢衰减,在t t阶段,门极依旧保持适当负电压,则t t时间可以缩短。
❺ 晶闸管的动态特性,开通过程和关断过程分别有哪些阶段
1、当晶闸管承受反向电压时,不论门极是否有触发电流,晶闸管都不会导通 。
2、当晶闸管承受正向电压时,仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能开通 。
3、晶闸管一旦导通,门极就失去控制作用,不论门极触发电流是否还存在,晶闸管都保持导通 。
4、若要使已导通的晶闸管关断,只能利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下。
❻ 谁能简单说说晶闸管的工作原理感谢!
1.晶闸管是一种比三极管更加复杂的半导体结构,具有3个PN节结构。主要用在大电流的功率控制电路里。
2.晶闸管的开通和关闭和三极管有很大的差别,可以视为一个双稳态器件,只具有两个工作状态即开通和关闭。
3.晶闸管的开通受2个条件约束阴阳极的正偏压和门极与阴极的正偏压,关断则只需要流过管子的电流小于一定的值,并且维持一定的时间就自然关断。不受门极控制。
4.工作原理相当于两个三极管的等效电路。
❼ 什么叫晶闸管硬开通硬开通对晶闸管有什么影响
可控整流电路中,经常用晶闸管的导通角大小来获得不同的直流电压。
晶闸管的门极加上触发电压以后,晶闸管从关断到开通需要经过一个暂态。在这个暂态过程,电流不是从0直接到负载电流(也可能是电容充电电流)那么大,因为变压器漏感的存在,di/dt必定小于纯电阻电路的电流变化率,晶闸管的开通损耗就会小很多,有利于晶闸管的安全。
❽ 晶闸管的导通条件是什么
晶闸管导通条件为:加正向电压且门极有触发电流;其派生器件有:快速晶闸管,双向晶闸管,逆导晶闸管,光控晶闸管等。它是一种大功率开关型半导体器件,在电路中用文字符号为“V”、“VT”表示(旧标准中用字母“SCR”表示)。
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:
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。
(8)晶闸管开通为什么经过一段时间扩展阅读:
晶闸管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。
当需要耐压很高的开关时,单个晶闸管的耐压有限,单个晶闸管无法满足耐压需求,这时就需要将多个晶闸管串联起来使用,从而得到满足条件的开关。
在器件的应用中,由于各个元件的静态伏安特性和动态参数不同,因此将引起各元件间电压分配不均匀而导致发生损坏器件的事故。影响串联运行电压分配不均匀的因素主要有以下几个:
1、静态伏安特性对静态均压的影响。不同元件的伏安特性差异较大,串联使用时会使电压分配不均衡。同时,半导体器件的伏安特性容易受温度的影响,不同的结温也会使均压性能受到影响。
2、关断电荷和开通时间等动态特性对动态均压的影响。晶闸管串联运行,延迟时间不同,门极触发脉冲的大小不同,都会导致阀片的开通适度不同。阀片的开通速度不同,会引起动态电压的不均衡。同时关断时间的差异也会造成各晶闸管不同时关断的现象。关断电荷少,则易关断,关断时间也短,先关断的元件必然承受最高的动态电压。
晶闸管串联技术的根本目的的是保证动、静态特性不同的晶闸管在串联后能够安全稳定运行且都得到充分的利用。这就涉及到串联晶闸管的元件保护、动态和静态均压、触发一致性、反向恢复过电压的抑制、开通关断缓冲等一系列问题。