晶闸管阳极与阴极之间加电压控制极会有电流流过吗

核心提示晶闸管(SCR)工作原理晶闸管的工作原理:在晶闸管的阳极与阴极之间加反向电压时,有两个PN结处于反向偏置,在阳极与阴极之间加正向电压时,中间的那个PN结处于反向偏置,所以,晶闸管都不会到导通(称为阻断)。A—接电源正极K—接电源负极(1)G

晶闸管(SCR)工作原理

晶闸管的工作原理:在晶闸管的阳极与阴极之间加反向电压时,有两个PN结处于反向偏置,在阳极与阴极之间加正向电压时,中间的那个PN结处于反向偏置,所以,晶闸管都不会到导通(称为阻断)。

A—接电源正极K—接电源负极

(1)G不加电压(UGK=0)

这时晶闸管相当由三个PN结串接,其中一只反接,

因而不导通。

(2)

G加上适当电压(UGK>0),则产生正反馈。

晶闸管导通后,UAK(AK之间的压降很小)。不管UGK存在与否,晶闸管仍将导通。外电路使晶闸管的阳极电流IA小于某一数值时,就不能维持正反馈过程,晶闸管就会自行关断。

A—接电源负极

K—接电源正极

这时电路J1,T2均承受反向电压,无论控制极是否加正向触发电压,晶闸管均不导通,呈关断状态。

综上所述,在晶闸管的A-K之间加正向电压,还需在G-K之间加适当的触发电压,晶闸管就能导通。相似一个受控的二极管。

伏安特性:

晶闸管的阳极电压与阳极电流的关系,称为晶闸管的伏安特性,如图所示。晶闸管的阳极与阴极间加上正向电压时,在晶闸管控制极开路(Ig=0)情况下,开始元件中有很小的电流(称为正向漏电流)流过,晶闸管阳极与阴极间表现出很大的电阻,处于截止状态(称为正向阻断状态),简称断态。

当阳极电压上升到某一数值时,晶闸管突然由阻断状态转化为导通状态,简称通态。阳极这时的电压称为断态不重复峰值电压(UDSM),或称正向转折电压(UBO)。

导通后,元件中流过较大的电流,其值主要由限流电阻(使用时由负载)决定。在减小阳极电源电压或增加负载电阻时,阳极电流随之减小,当阳极电流小于维持电流IH时,晶闸管便从导通状态转化为阻断状态。由图可看出,当晶闸管控制极流过正向电流Ig时,晶闸管的正向转折电压降低,

Ig越大,转折电压越小,当Ig足够大时,晶闸管正向转折电压很小,一加上正向阳极电压,晶闸管就导通。实际规定,当晶闸管元件阳极与阴极之间加上6V直流电压时,能使元件导通的控制极最小电流(电压)称为触发电流(电压)。

在晶闸管阳极与阴极间加上反向电压时,开始晶闸管处于反向阻断状态,只有很小的反向漏电流流过。当反向电压增大到某一数值时,反向漏电流急剧增大,这时,所对应的电压称为反向不重复峰值电压(URSM),或称反向转折(击穿)电压(UBR)。

可见,晶闸管的反向伏安特性与二极管反向特性类似。

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问题描述:

电化学里的一个概念,请高手指点!~

解析:

阳极效应是熔盐电解特有的现象,而以电解铝生产表现优为明显。生产中当阳极效应发生时,电解槽电压急剧升高,达到20~50V,有时甚至更高。它的发生对整个电解系列产生很大影响,使电流效率降低,影响电解各个技术指标,且使铝的产量和质量降低,破坏了整个电解系列的平稳供电。在处理的方法上,不外乎有两种:用效应棒(木棒)熄灭,或降低阳极,增加氧化铝的下料量。达到熄灭阳极效应的目的。到目前还未发现有更好的处理方法。

当今社会,特别是西方国家,对铝电解生产中阳极效应的控制极为严格。目前已从若干年的氟化物转向温室气体PFCs=CF4+C2F6在阳极效应的发生量(USEPA)。[4]著名国际铝专家Haupin提出的"瞄准零效应"的管理思路,值得我们思考,Haupin认为,根据铝工业发展的现状,"零效应"管理最为理想。为此笔者认为:在环保日益重要的今天,铝电解生产中特别是在大型预焙槽生产中应严格控制阳极效应,只要电解槽槽况正常,就不必来效应。"零效应"管理是铝电解生产今后发展的方向。

1.阳极效应发生的机理

到目前关于阳极效应发生的机理众说纷纭,但是较好地解释阳极效应的发生机理的是"阳极过程改变学说" 这种观点认为[1]: 阳极效应的发生是由于随着电解过程的进行,电解质中含氧离子逐渐减少,当达到一定程度后,则有氟析出且与阳极炭作用生成炭的氟化物,炭的氟化物在分解时又析出细微的炭粒,这些炭粒附在阳极表面上,阻止了电解质与阳极的接触,使电解质不能很好地湿润阳极,就像水不能湿润涂油的表面一样,使电解质-阳极间形成一层导电不良的气膜,阳极过电压增大,引起阳极效应。当加入新的氧化铝后,在阳极上又析出氧,氧与炭粉反应,逐渐使阳极表面清静,电阻减小,电解过程又趋于正常。

阳极效应的机理是[4]:

Zc=RT/Fin{ic/ic-I}

式中Nc-产生阳极效应的浓度过电压;

R-气体常数;

T-温度, 0K;

F-法拉第常数;

Ic--临界电流密度;

i--任一阳极上的最大电流密度;

Nc--0.***********Tin{ ic/ic-I }

临界电流密度是溶解氧化铝浓度的函数;然而也受电解质流动,电解质温度,阳极尺寸(包括消耗后阳极的界面变化)和槽膛体积的影响。临界电流密度随着氧化铝浓度的降低而降低(由于Nc随着ic趋近于1)随着氧化铝浓度的降低,阳极上产生了气泡,致使电解质表面张力增加,使阳极效应的过电压升高。导致AE发生。

这种观点较好地解释了阳极效应发生的原因。为电解科技工作者所接受。

2. 阳极效应危害

在铝电解生产中阳极效应的危害性,不仅表现在对生产的危害上,而且对生态环境的危害极其严重。笔者将从几个方面进行阐述。

2.1阳极效应危害性对生产的危害

生产中当阳极效应发生时,电解质的温度急剧升高,由正常值的940℃~955℃急速升高到980℃~990℃,炉帮熔化变薄,增加了侧部炭块被侵蚀的可能性。电压的急剧升高,使系列电流波动,影响电解槽的产量。电耗增加。生产中阳极效应的熄灭方法是:将效应棒即(大约2~3米直径2~4cm的树枝)插入铝液中使木棒燃烧排除阳极底掌的气体薄膜,清洁阳极底部,实际是在燃烧铝液,整个过程大约持续3~5分钟,而此时电解的电化学过程是停止的,这也就是电解职工常说的"效应时间不产铝,而且还要跑电耗的"原因所在。因此造成铝液的严重损失。

以300KA中间下料预焙槽为例:效应系数0.3次/槽日,效应时间5min,电流效率93%,一个阳极效应少产原铝:300×0.3355×5÷60=8.4kg,吨铝电耗增加158kwh,

这种能量在生产中大多转化为热能,使电解槽极距间温度急剧升高,进而向阳极四周传导,使的电解槽温度升高,引起电解质中氟化铝的大量挥发。以我公司电解槽为例:一个效应时间5min,分子比平均上升0.1。氟化铝大约损失10~20kg。

传统的观点认为:利用阳极效应可以分离炭渣,清洁电解质,补充电解槽热量的不足,化沉淀。但是随着阳极质量的提高以及智能模糊控制计算机系统和点式下料技术的应用,阳极效应优点愈来愈变得渺小,因此传统的这种观点已不能适应当今现代电解槽生产。

1.2阳极效应对环境的危害

铝电解生产中,阳极效应还伴随着对大气臭氧层有破坏性的PFCs(CF4·C2F6)气体的产生。当今西方发达国家对铝电解的环保要求极为严格.

ccal/Knowledge/showone?sortid=178

 
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