《电子技术 电工学2 教学课件 ppt 作者 王黎明 _ 第6章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电子技术 电工学2 教学课件 ppt 作者 王黎明 _ 第6章（123页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、27465F,(2)IGBT的特性和参数特点,1)IGBT开关速度高，开关损耗小。 2)在相同电压和电流定额的情况下，IGBT的安全工作区比GTR大，而且具有耐脉冲电流冲击的能力。 3)IGBT的通态压降比VDMOSFET低，特别是在电流较大的区域。 4)IGBT的输入阻抗高，其输入特性与P-MOSFET类似。 5)与P-MOSFET和GTR相比，IGBT的耐压和通流能力还可以进一步提高，同时可保持开关频率高的特点。,27465F,5. MOS控制晶闸管,图6-10 P-MCT与N-MCT的电路图形符号,27465F,5. MOS控制晶闸管,图6-11 P-MCT的等效电路图,27465F,6
2、.2 可控整流电路,6.2.1 单相半波可控整流电路 6.2.2 单相桥式全控整流电路,27465F,6.2.1 单相半波可控整流电路,1.电阻性负载单相半波可控整流电路 2.电感性负载单相半波可控整流电路 直流电动机的电枢绕组、励磁绕组都可以等效为一个电感与一个电阻串联，称为电感性负载。,27465F,1.电阻性负载单相半波可控整流电路,(1)工作原理 晶闸管作为大功率整流器件，当电流过零进入负半周时，晶闸管自行关断。 (2)数量关系,27465F,(1)工作原理,图6-12 单相半波整流单路,27465F,(1)工作原理,图6-13 单相半波整流电路波形图,27465F,图6-16 接有续
3、流二极管的电感性负载 单相半波可控整流电路,27465F,图6-17 图6-16的波形图,27465F,6.2.2 单相桥式全控整流电路,1.电阻负载 负载为电阻的单相全控桥式整流电路及其相关波形如图6-18所示。 2.电阻、电感负载,27465F,1.电阻负载,(1)工作原理 图6-18为主电路图。 (2)数量关系,27465F,(1)工作原理,图6-18 电阻负载单相全控桥式整流电路,27465F,图6-19 电阻负载桥式全控整流电路波形,27465F,2.电阻、电感负载,(1)负载电流连续 图6-20为电阻电感负载波形。 (2)负载电流断续 当负载电感L较小，而触发延迟角又较大时，由于电
4、感中存储的能量较少，故当VT1、VT3导通后，在VT2、VT4导通前负载电流id就已下降为零，VT1、VT3随之关断，出现了晶闸管元件导通角、电流断续的情况(见图6-22)。,27465F,图6-20 电阻电感负载单相全控桥式整流电路,27465F,图6-21 电阻电感负载单相全 控桥式整流电路波形图,27465F,6.3 逆变电路,1.有源逆变 变流器将直流电能逆变为与电网同频率的交流电能并反馈回电网称为有源逆变。 2.无源逆变 当交流侧直接与负载连接时，称为无源逆变。 3.逆变电路的类型 逆变电路根据直流侧电源性质的不同可分为两种：直流侧是电压源的称为电压性逆变电路，直流侧是电流源的称为电
5、流型逆变电路。,27465F,6.3 逆变电路,2.整流电路是电力电子电路中出现和应用最早的形式之一，本章重点讲述了单相半波可控整流电路和单相桥式整流电路的结构、工作原理及定量关系。 3.简单介绍了逆变电路的概念、分类以及单相半桥电压型逆变电路的结构、工作原理，电压型逆变电路具有以下几个特点：,27465F,1.有源逆变,1)要有直流电动势，其极性需与晶闸管的导通方向一致，其值应大于变流电路直流侧的平均电压。 2)要求晶闸管的触发延迟角/2，使Ud为负值。,27465F,2.无源逆变,图6-24 逆变电路原理及波形图,27465F,3.逆变电路的类型,(1)单相半桥电压型逆变电路 单相半桥电压
6、型逆变电路原理图如图6-25a所示，它有两个桥臂，每个桥臂由一个可控器件和一个反并联二极管组成。 (2)正弦波脉冲调制(SPWM)全桥逆变电路 PWM控制技术在逆变电路中的应用最为广泛，对逆变电路的影响也最为深刻。,27465F,(1)单相半桥电压型逆变电路,图6-25 单相半桥电压型逆变电路及其工作波形,27465F,(2)正弦波脉冲调制(SPWM)全桥逆变电路,图6-26 单相桥式PWM逆变电路,27465F,(2)正弦波脉冲调制(SPWM)全桥逆变电路,图6-27 SPWM控制方式波形,27465F,第7章 逻辑门电路和组合逻辑电路,7.1 数字电路概述 7.2 基本逻辑关系和逻辑门电路
7、 7.3 集成门电路 7.4 逻辑函数的表示与化简 7.5 组合逻辑电路的分析与设计 7.6 常用的组合逻辑电路,27465F,7.1 数字电路概述,7.1.1 模拟信号与数字信号 7.1.2 数制与码制 7.1.3 数字信号的表示方法 7.1.4 数字电路及其特点,27465F,7.1.1 模拟信号与数字信号,电子电路处理的信号分为模拟信号和数字信号。 模拟信号是在时间和数值(幅度)上均连续的信号。客观世界是一个“模拟”的世界，存在大量的模拟信号，如声音、温度、大气压力、交流电等。电子电路处理的是电信号，对于非电的模拟信号可以通过相应的传感器转换成模拟电信号以后再进行处理。数字信号是一种在时
8、间上和数值(幅度)上都不连续(离散)的信号。数字信号的重要特点是离散与量化。,27465F,7.1.2 数制与码制,数制也称为计数制，是用一组固定的符号和统一的规则来表示数值的方法。人们通常采用的数制有十进制、二进制、八进制和十六进制。数制是由数码、基数和位权组成的。,27465F,7.1.3 数字信号的表示方法,表7-1 几种常见的十进制编码,表7-2 TTL与RS-232的逻辑电平规定,27465F,7.1.3 数字信号的表示方法,图7-1 数字电路逻辑 电平的电压范围,27465F,7.1.3 数字信号的表示方法,图7-2 理想脉冲,27465F,7.1.3 数字信号的表示方法,图7-3
9、 非理想的数字脉冲,27465F,7.1.3 数字信号的表示方法,图7-4 周期与非周期数字波形,27465F,7.1.3 数字信号的表示方法,图7-5 数字信号的传输波形,27465F,7.1.4 数字电路及其特点,1)稳定性好。 2)可靠性高。 3)能长期存储。 4)便于计算机处理。 5)便于高度集成化。,27465F,图7-6 与逻辑开关电路及逻辑符号,27465F,7.2.1 与逻辑运算及与门电路,表7-3 与逻辑真值表,27465F,7.2.2 或逻辑运算及或门电路,图7-7 或逻辑开关电路及逻辑符号,27465F,7.2.2 或逻辑运算及或门电路,表7-4 或逻辑真值表,27465
10、F,7.2.3 非逻辑运算及非门电路,图7-8 非逻辑开关电路及逻辑符号,27465F,7.2.3 非逻辑运算及非门电路,表7-5 “非”逻辑真值表,27465F,7.2.4 复合逻辑门电路,1.“与非”运算 “与非”逻辑运算是先进行“与”运算再进行“非”运算的两级逻辑运算。 2.“或非”运算 “或非”逻辑运算是先进行“或”运算再进行“非”运算的两级逻辑运算。 3.“异或”运算,27465F,1.“与非”运算,27465F,表7-6 与非逻辑真值表,27465F,7Z10.TIF,27465F,表7-7 或非逻辑真值表,27465F,7Z11.TIF,27465F,表7-8 异或逻辑真值表,2
11、7465F,7.3 集成门电路,7.3.1 TTL与非门电路 7.3.2 其他TTL门电路 7.3.3 TTL集成门电路的类型 7.3.4 MOS逻辑门电路 7.3.5 CMOS电路与TTL电路的接口,27465F,7.3.1 TTL与非门电路,1. TTL与非门电路的基本结构与工作原理 TTL与非门的典型电路如图7-12所示。 2.TTL与非门传输延迟时间tpd 当与非门输入一个脉冲波形时，其输出波形有一定的延迟，如图7-14所示。 3. TTL与非门的电压传输特性及抗干扰能力 4. TTL与非门的带负载能力 在数字系统中，门电路的输出端与其他门电路的输入端相连，称为带负载。,27465F,
12、1. TTL与非门电路的基本结构与工作原理,(1)输入全为高电平3.6V时 (2)输入有低电平0.3V时 V1的发射结必然导通，V1的基极电位被钳位到VB1=1V。,27465F,1. TTL与非门电路的基本结构与工作原理,图7-12 TTL与非门电路,27465F,图7-13 TTL与非门输入级的 逻辑等效电路,27465F,2.TTL与非门传输延迟时间tpd,图7-14 TTL与非门的传输时间,27465F,2.TTL与非门传输延迟时间tpd,图7-15 TTL与非门的电压传输特性,27465F,3. TTL与非门的电压传输特性及抗干扰能力,(1)电压传输特性曲线 与非门的电压传输特性曲线
13、是指与非门的输出电压与输入电压之间的对应关系曲线，它反映了电路的静态特性，如图7-15所示。 (2)重要参数 (3)抗干扰能力 TTL门电路的输出高低电平不是一个值，而是一个范围。,27465F,图7-16 噪声容限图解,27465F,4. TTL与非门的带负载能力,(1)输入低电平电流IIL与输入高电平电流IIH 作为负载的门电路的输入低电平电流IIL与输入高电平电流IIH就是前级驱动门电路的负载电流。 (2)带负载能力,27465F,(1)输入低电平电流IIL与输入高电平电流IIH,1)输入低电平电流IIL 是指当门电路的输入端接低电平时，从门电路输入端流出的电流。 2)输入高电平电流II
14、H是指当门电路的输入端接高电平时，流入输入端的电流。,27465F,(2)带负载能力,1)灌电流负载 当驱动门输出低电平时，驱动门的V4、VD截止，V3导通。 2)拉电流负载 当驱动门输出高电平时，驱动门的V4、VD导通，V3截止，如图7-18所示。,27465F,图7-17 带灌电流负载,27465F,2)拉电流负载,图7-18 带拉电流负载,27465F,7.3.2 其他TTL门电路,1.集电极开路门 在工程实践中，有时需要将几个门的输出端并联使用，以实现与逻辑，称为线与。 2.三态门,27465F,1.集电极开路门,(1)输出端线与 两个OC门实现线与的电路如图7-20所示。 (2)实现
15、电平转换 在数字系统的接口设计中，如果驱动与负载的低电平兼容，而高电平不兼容时，可以采用OC门实现高电平的兼容转换，具体方法为OC门外拉上拉电阻，其电源接负载电源即可。,27465F,1.集电极开路门,图7-19 普通的TTL门 电路输出并联,27465F,图7-20 OC门线与,27465F,2.三态门,(1)三态门的结构及工作原理 如图7-21所示，当EN=0时，G输出为1，VD1截止，V1相当于有一个输入端为高电平，这时三态门的功能是一个二输入端与非门。 (2)三态门的应用 三态门在计算机总线结构中有着广泛的应用。,27465F,图7-21 三态输出门,27465F,7.3.4 MOS逻
16、辑门电路,1. CMOS反相器 2. CMOS集成器件的使用注意 3.其他类型的MOS集成电路,27465F,1. CMOS反相器,(1)CMOS反相器的电路组成 CMOS反相器是由一个增强型NMOS管和一个增强型PMOS管组成，如图7-22所示。 (2)电压传输特性和电流传输特性 CMOS反相器的电压传输特性如图7-23所示。 (3)CMOS器件的噪声容限,27465F,图7-22 CMOS反相器,27465F,图7-23 CMOS反相器电压传输特性,27465F,2. CMOS集成器件的使用注意,(1)输入电路的静电保护 一般来说，CMOS电路的输入电路具有双向限幅二极管构成的保护电路，但其所能承受的静电电压和脉冲功率是有限制的。 (2)限幅二极管的过电流保护 限幅二极管起保护作用时，其允许的电流一般最大为1mA，所以在设计时，要考虑流过二极管的电流不能大于1mA。,27465F,(1)输入电路的静电保护,1)储存时不要使用易产生静电的高压的材料。 2)焊接时应使电烙铁良好接地。 3)不要用手接触器件管脚。 4)设计时不要使输入端悬空。,27465F,3.其他类型的MOS
