图解变频器使用与电路检修：结构与工作原理

1.结构

单向晶闸管的内部结构和等效图如图6-2所示。单向晶闸管有3个电极:阳极(A)、门极(G)和阴极(K)。单向晶闸管的内部结构如图6-2a所示,它相当于PNP型晶体管和NPN型晶体管以图6-2b所示的方式连接而成。

2.工作原理

下面以图6-3所示的电路来说明单向晶闸管的工作原理。

图6-2 单向晶闸管的内部结构和等效图

a)内部结构 b)等效图

图6-3 单向晶闸管的工作原理

电源E₂通过R₂为单向晶闸管A、K极提供正向电压U_AK,电源E₁经电阻R₁和开关S为单向晶闸管G、K极提供正向电压U_GK。当开关S断开时,VT₁无I_b1电流而无法导通,VT₂也无法导通,单向晶闸管处于截止状态,I₂电流为0。

如果将开关S闭合,电源E₁马上通过R₁、S为VT₁提供I_b1电流,VT₁导通,VT₂也导通(VT₂的I_b2电流经过VT₁的c、e极)。VT₂导通后,它的I_c2电流与E₁提供的电流汇合形成更大的I_b1电流流经VT₁的发射结,VT₁导通更深,I_c1电流更大,VT₂的I_b2也增大(VT₂的I_b2与VT₁的I_c1相等),I_c2增大,这样会形成强烈的正反馈,正反馈过程是(www.xing528.com)

正反馈使VT₁、VT₂都进入饱和状态,I_b2、I_c2都很大,I_b2、I_c2都由VT₂的发射极流入,即单向晶闸管A极流入,I_b2、I_c2电流在内部流经VT₁、VT₂后从K极输出。很大的电流从单向晶闸管A极流入,然后从K极流出,相当于单向晶闸管A、K极之间导通。

单向晶闸管导通后,若断开开关S,I_b2、I_c2电流仍存在,单向晶闸管继续导通。这时如果慢慢调低电源E₂的电压,流入单向晶闸管A极的电流(即图6-3中的I₂电流)也慢慢减小,当电源电压调到很低时(接近0),流入A极的电流接近0,单向晶闸管进入截止状态。

单向晶闸管有以下性质:

1)无论A、K极之间加什么电压,只要G、K极之间未加正向电压,单向晶闸管就无法导通。

2)只有A、K极之间加正向电压,并且G、K极之间也加一定的正向电压,单向晶闸管才能导通。

3)单向晶闸管导通后,即使撤掉G、K极之间的正向电压,单向晶闸管仍继续导通。要让导通的单向晶闸管截止,可采用两种方法:一是让流入单向晶闸管A极的电流减小到某一值I_H(维持电流),单向晶闸管即截止;二是让A、K极之间的正向电压U_AK减小到0或为反向电压,单向晶闸管也能由导通转为截止。

单向晶闸管导通和关断(截止)条件见表6-1。

表6-1 单向晶闸管导通和关断条件