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1、电工学课件电工学课件 1010本文由第十三亿人贡献ppt 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT，或下载源文件到本机查看。第九章 电源电路1. 并联型稳压电源 变压 整流 滤波 稳压交流 电源u 0 t u 0 t u 0 t u 0 t u 0 t集成稳压电源随着半导体工艺的发展， 随着半导体工艺的发展，现在已生产并广泛应 用的单片集成稳压电源，具有体积小，可靠性高， 用的单片集成稳压电源，具有体积小，可靠性高， 使用灵活，价格低廉等优点。 使用灵活，价格低廉等优点。最简单的集成稳压电 源只有输入，输出和公共引出端， 源只有输入，输出和公共引出端，故称之为三端集 成稳压器
2、。 成稳压器。 本节主要介绍常用的 W7800系列三端集成稳压 系列三端集成稳压 本节主要介绍常用的 系列 其内部也是串联型晶体管稳压电路。 器，其内部也是串联型晶体管稳压电路。 该组件的外形如下图， 该组件的外形如下图，稳压器的硅片封装在普 通功率管的外壳内， 通功率管的外壳内，电路内部附有短路和过热保护 环节。 环节。外形及引脚功能塑料封装2 输出端 输出端 3 公共端 公共端 1输入端 输入端 W7800 系列稳压器外形 系列稳压器外形2 输出端 输出端 3输入端 输入端 1 公共端 W7900 系列稳压器外形 系列稳压器外形注：金属封装和塑料封装管脚定义不同，使用时一定要先查手册。 金
3、属封装和塑料封装管脚定义不同，使用时一定要先查手册。可调式 三端集成 稳压器 固定式 负稳压 W79XX 负稳压 正稳压 W78XX 正稳压型号后 XX 两位数字代表输出电压值 注：型号后 两位数字代表输出电压值 输出额定电压值有如下系列: 输出额定电压值有如下系列 5V、9V、12V 、18V、 24V 等 。 、 、 、 等三端固定输出集成稳压器的应用一、输出为固定电压的电路1 + Ui _ W7805 3 Ci 0.11F 2 + CO 1F UO _ 输入与输 出之间的 电压不得 低于 3V！ 低于 3V！二 、输出正负电压的电路124V 1000F 0.33F + C + CW781
4、5 3 Ci Ci2 CO+15V1F 220V24V1000F 0.33F 31 W7915CO 21F 15V晶闸管及其应用要求 1.了解晶闸管的基本结构、工作原理、特 1.了解晶闸管的基本结构、工作原理、 了解晶闸管的基本结构 性和主要参数。 性和主要参数。 2. 理解可控整流电路的工作原理、掌握电 理解可控整流电路的工作原理、 压平均值与控制角的关系。 压平均值与控制角的关系。 3. 了解单结晶体管及其触发电路的工作原 理。 4.理解交流调压电路的工作原理 4.理解交流调压电路的工作原理晶闸管（Silicon Controlled Rectifier） ectifier） 晶闸管是在晶
5、体管基础上发展起来的一种大功 晶闸管是在晶体管基础上发展起来的一种大功 率半导体器件。 率半导体器件。它的出现使半导体器件由弱电领域 扩展到强电领域。 扩展到强电领域。 晶闸管也像半导体二极管那样具有单向导电性， 也像半导体二极管那样具有单向导电性 晶闸管也像半导体二极管那样具有单向导电性， 但它的导通时间是可控的，主要用于整流、逆变、 但它的导通时间是可控的，主要用于整流、逆变、 调压及开关等方面。 调压及开关等方面。 优点： 优点： 体积小、重量轻、效率高、动作迅速、 体积小、重量轻、效率高、动作迅速、维修简 操作方便、寿命长、 容量大（ 单、操作方便、寿命长、 容量大（正向平均电流 达千
6、安、正向耐压达数千伏） 。 达千安、正向耐压达数千伏） 。晶闸管外型晶闸管型号及其含义 K P 导通时平均电压组别 共九级, 用字母 AI 表示 表示 0.41.2V 共九级, 用字母 AI 表示 0.41.2V 额定电压,用百位或千位数表示 取 UFRM 或 URRM 较小者 额定正向平均电流(IF) 晶闸管类型） 普通型 （晶闸管类型） P-普通晶闸管 K-快速晶闸管 S -双向晶闸管 晶闸管 表示额定正向平均电流为 如 KP5-7 表示额定正向平均电流为 ,额定电压为 表示额定正向平均电流为 5A,额定电压为 700V。 。基本结构晶闸管是具有三个 PN 结 晶闸管是具有三个 PN 结
7、的四层结构, 其外形、 的四层结构, 其外形、结 构及符号如图。 构及符号如图。A A 阳极四 层P1 N1 P2三 个PN结GG 控制极G K(a) 外形 (b) 符号N2(c) 结构 K 阴极晶闸管的外形、 晶闸管的外形、结构及符号晶闸管相当于 PNP 和 NPN 型两个晶体管的组合 晶闸管相当于PNP 和 NPN 型两个晶体管的组合 AP1 N1 P2 N1 P2 N2+ IAP1 P2 GA N1 T1 P2 N2 N1 T2GIGKIK _K1)晶闸管阳极 A 与阴极 K 之间加正向电压，控制极 1)晶闸管阳极 与阴极 K 之间加正向电压， 晶闸管阳极 A 断开，两个三极管均无基极电
8、流，晶闸管不导通。 断开，两个三极管均无基极电流，晶闸管不导通。 A T1 T2 EG R+ EA _2) 在控制极 G 与阴极 K 之间加正向电压，当 IG 到达一 在控制极 G 与阴极 K 之间加正向电压， 定数值， 首先导通，随后 T 导通， 定数值，T2 首先导通，随后 T1 导通， IC1 与 IG 一起进 的基极后再次放大。 入 T2 的基极后再次放大。 A1 2iGT1 RiGG EGiB2 2iG+ T2 EA _iC2 = 2iG = iB1 iC1 = 1iC2 = 12iG = iB2该过程在极短时间内连锁 循环进行，形成正反馈， 循环进行，形成正反馈， 晶闸管瞬间全部饱
9、和导通。 晶闸管瞬间全部饱和导通。iB2 = iGK EA 0、EG 0 0、3）晶闸管导通后，去掉控制极，依靠正反馈，T2 管 晶闸管导通后，去掉控制极，依靠正反馈，T2 管 管子维持导通。 的基极电流 IB2= IC1，管子维持导通。 A 2iG 1T1 G RiGEGiB2iG 2T2 EA+ _晶闸管导通后， 晶闸管导通后， 控制极失去控 制作用K EA 0、EG 0 0、在导通后，要关断晶闸管： 在导通后，要关断晶闸管： 1）阳极电流 IA 减小到某一数值以下， 阳极电流 I 减小到某一数值以下，内部连锁状态不能维持，管子截止。 内部连锁状态不能维持，管子截止。 2) 切断阳极电源
10、3) 在阳极和阴极之间 加反向电压 A 2iG 1T1 GiGEGiB2iG 2T2K总 结1）晶闸管导通必须同时具备两个条件： ）晶闸管导通必须同时具备两个条件： 阳极与阴极之间加正向电压 控制极与阴极之间加正向电压 2）晶闸管的控制极只有使晶闸管导通的作用，一旦 ）晶闸管的控制极只有使晶闸管导通的作用， 导通, 就不再有控制作用， 导通 就不再有控制作用，无论控制极对阴极有无电压 或反向电压， 或反向电压，管子始终导通 3）要使晶闸管阻断(截止 必须具备下列三个条件之一： ）要使晶闸管阻断 截止 必须具备下列三个条件之一： 截止), 切断阳极电源 阳极电压反向 将阳极电流减小到某一数值以下
11、晶闸管的伏安特性曲线晶闸管的导通和截止由阳极电压 U 电流 I 及控制极电流 I 晶闸管的导通和截止由阳极电压 U、电流 I 及控制极电流 IG 决定，它们之间的关系用伏安特性曲线来表示。 决定，它们之间的关系用伏安特性曲线来表示。 I+-0U-+当晶闸管的阳极和阴极加正向电压，控制极无电压时， 当晶闸管的阳极和阴极加正向电压，控制极无电压时， J2 反偏，因此只有很小电流，称正向漏电流。 此时 反偏，因此只有很小电流，称正向漏电流。 晶闸管截止，表现出很大的内阻。 晶闸管截止，表现出很大的内阻。 当正向电压增加到某一数值，漏电流突然增大， 当正向电压增加到某一数值，漏电流突然增大，晶闸管 导
12、通，可以通过很大的电流，而管压降仅 1V 左右 左右。 导通，可以通过很大的电流，而管压降仅 左右。晶 闸管由截止变为导通所对应的电压U 称正向转折电压。 闸管由截止变为导通所对应的电压 BO 称正向转折电压。IAP1 N1 P2 N2IF+ -GJ1 J2 J3UBRIH 0UUBOU-+K晶闸管导通后，减小正向压降，正向电流减小，当减 晶闸管导通后，减小正向压降，正向电流减小， 小到某一数值，晶闸管又转为阻断。 小到某一数值，晶闸管又转为阻断。此时对应的最小 电流称维持电流 I 电流称维持电流 H 当晶闸管的阳极阴极加反向电压，特性与二极管相似， 当晶闸管的阳极阴极加反向电压，特性与二极管
13、相似， 有很小的反向漏电流。加大反向电压,晶闸管在反向 有很小的反向漏电流。加大反向电压 晶闸管在反向 转折电压 U 处反向导通。 转折电压 BR 处反向导通。 AP1 N1 P2 N2I IFGJ1 J2 J3+-UBRIH 0UUBOUK-+I IF+ -IIG2 IG1 IGOUBRIH 0UUBOU-+0U当阳极电压高于转折电压时，元件导通， 当阳极电压高于转折电压时，元件导通，但这种导通方法 容易造成元件不可恢复性击穿，一般不采用。 容易造成元件不可恢复性击穿，一般不采用。 当控制极加正向电压， 产生，特性曲线左移， 当控制极加正向电压，IG 产生，特性曲线左移，正向转 折电压降低,
14、 元件容易导通。 越大， 越低。 折电压降低 元件容易导通。 IG 越大，UBO 越低。 因此， 因此，通常采用加控制电压的方式使晶闸管导通I IF+ -UBRURRMIH 0 UU+UFRMUBO晶闸管主要参数 晶闸管主要参数 1.正向重复峰值电压 正向重复峰值电压 U 1.正向重复峰值电压 FRM 2.反向重复峰值电压 2.反向重复峰值电压 URRM 反向重复峰值电压 3.正向平均电流 3.正向平均电流 IF 正向平均电流 4.维持电流 维持电流 I 4.维持电流 H可控硅整流电路半导体二极管只有通断两种状态，用该元件组成的 半导体二极管只有通断两种状态， 整流电路， 整流电路，输出电流和
15、电压的大小不能通过元件本 身来调节，称为不可控整流 不可控整流。 身来调节，称为不可控整流。 晶闸管是晶体闸流管的简称，也称可控硅，它具有 晶闸管是晶体闸流管的简称，也称可控硅， 一个控制电极，通过控制该电极可以控制晶闸管的 一个控制电极， 导通时间，调节输出电压电流的大小，称为可控整 导通时间，调节输出电压电流的大小，称为可控整 流。单相半波可控整流电路 1. 电路+iouG -+ RL uo -特点u-1）以晶闸管代替半波整流电路中的二极管 ） 2）晶闸管与 L串联，电路电流为 o，控制极施加 ）晶闸管与 R 串联，电路电流为 i 周期性正向脉冲电压 u 周期性正向脉冲电压 G2 工作原理
16、+uG -u+ RL uo -ioOu-ugOt1 2 t tu 0 时: 0 t1, ug = 0 , 晶闸管不导通。 0 时 晶闸管不导通。t1 :加触发信号，晶闸管承受正向电压导通 加触发信号，晶闸管承受正向电压导通无触发信号，晶闸管承受正向电压导通 t1 : 无触发信号，晶闸管承受正向电压导通 uo = u , uT 0 u UA2 时，控制极相对于 A2 加正脉冲， 控制极相对于 加正脉冲， 相对于 A 晶闸管正向导通，电流从 A 流向 A 晶闸管正向导通，电流从 A1 流向 A2。 正向导通 UA2UA1 时，控制极相对于 A2 加负脉冲， 控制极相对于 A 脉冲， 晶闸管反向导通，电流从 A 流向 A 晶闸管反向导通，电流从 A2 流向 A1。 反向导通 A2 GA1End1
