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1、第九章第九章 电源电路电源电路电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件0tu交流电源0tu变压ut0整流ut0滤波tu0稳压1. 1. 并联型稳压电源并联型稳压电源并联型稳压电源并联型稳压电源电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件2 2 2 2 带有放大环节的串联型稳压电源带有放大环节的串联型稳压电源带有放大环节的串联型稳压电源带有放大环节的串联型稳压电源T+_Ui+_+_UO比比较较放放大大基基 准准取取 样样UZUB1+_C2RL调整元件调整元件电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件T+_Ui+_+_UO比比较较放放大大基基 准准取取 样样UZUB1+_C2RL调整元件调整元件电工学讲义9串
2、联型电源电路及晶闸管课件电压关系：电压关系：R4T1UZR3RP1RP2R1RPR2RLUO+_+_UiUB1UB2(UC1)UCE2I1+_+_+_IR4IB2T2IC1IB1IC2电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件稳压原理稳压原理稳压原理稳压原理R4T1UZR3RP1RP2R1RPR2RLUO+_+_UiUB1UB2(UC1)UCE2I1+_+_+_IR4IB2T2IC1IB1IC2电源变化电源变化电源变化电源变化负载变化负载变化负载变化负载变化电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件串联型稳压电源特点：串联型稳压电源特点：串联型稳压电源特点：串联型稳压电源特点：1）输出电流）输出电流I
3、O大（取决于大（取决于T2管功率）管功率）2）输出电压）输出电压UO更加稳定更加稳定3）输出电压）输出电压UO可以调节可以调节(调节调节RP,，可以调节输出电压，可以调节输出电压)R4T1UZR3RP1RP2R1RPR2RLUO+_+_UiUB1UB2(UC1)UCE2I1+_+_+_IR4IB2T2IC1IB1IC2电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件3.集成稳压电源集成稳压电源电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件W7800系列稳压器外形系列稳压器外形1输入端输入端3 公共端公共端2 输出端输出端W7900系列稳压器外形系列稳压器外形1 公共端公共端3输入端输入端2 输出端输出端塑料封装
4、塑料封装塑料封装塑料封装注：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。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。外形及引脚功能外形及引脚功能电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件注：注：型号后型号后XX两位数字代表输出电压值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 。三端集成三端集成稳压器稳压器固定式固定式可调式可调式正稳压正稳压W78XX负稳压负稳压W79XX电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件输入与输输入与输输入与输输入与输出之间的出之间的出之间的出之间的电压不得电压不得电压不得电压不得
5、低于低于低于低于3V3V！三端固定输出集成稳压器的应用三端固定输出集成稳压器的应用三端固定输出集成稳压器的应用三端固定输出集成稳压器的应用COW7805CiUi+_+_UO123 0.11 F1 F为了瞬时增减负载电流为了瞬时增减负载电流为了瞬时增减负载电流为了瞬时增减负载电流时，不致引起输出电压时，不致引起输出电压时，不致引起输出电压时，不致引起输出电压有较大的波动。即用来有较大的波动。即用来有较大的波动。即用来有较大的波动。即用来改善负载的瞬态响应。改善负载的瞬态响应。改善负载的瞬态响应。改善负载的瞬态响应。用来抵消输入端接线用来抵消输入端接线用来抵消输入端接线用来抵消输入端接线较长时的电
6、感效应，较长时的电感效应，较长时的电感效应，较长时的电感效应，防止产生自激振荡。防止产生自激振荡。防止产生自激振荡。防止产生自激振荡。即用以改善波形。即用以改善波形。即用以改善波形。即用以改善波形。 一、输出为固定电压的电路一、输出为固定电压的电路电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件23220V 24V+C 24V+CW7815Ci+15V123CiW79151COCO 15V1 F1 F0.33 F0.33 F1000 F1000 F二二 、输出正负电压的电路、输出正负电压的电路电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件要求要求1.了解晶闸管的基本结构、工作原理、特了解晶闸管的基本结构、工作原
7、理、特 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、掌握电 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了解单结晶体管及其触发电路的工作原 理。理。4.4.理解交流调压电路的工作原理理解交流调压电路的工作原理4. 4. 晶闸管及其应用晶闸管及其应用电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件晶闸管晶闸管（S Siliconilicon C Controlled ontrolled R Rectifierectifier） 晶闸管是在晶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晶闸
8、管是在晶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。它的出现使半导体器件由弱电领域率半导体器件。它的出现使半导体器件由弱电领域率半导体器件。它的出现使半导体器件由弱电领域率半导体器件。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。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，晶闸管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，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、但它的导通时间是可控的，主
9、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。调压及开关等方面。调压及开关等方面。 体积小、重量轻、效率高、动作迅速、维修简体积小、重量轻、效率高、动作迅速、维修简体积小、重量轻、效率高、动作迅速、维修简体积小、重量轻、效率高、动作迅速、维修简单、操作方便、寿命长、单、操作方便、寿命长、单、操作方便、寿命长、单、操作方便、寿命长、 容量大（正向平均电流容量大（正向平均电流容量大（正向平均电流容量大（正向平均电流达千安、正向耐压达数千伏）。达千安、正向耐压达数千伏）。达千安、正向耐压达数千伏）。达千安、正向耐压达数千伏）。 优点：优点：优点：优
10、点：电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件晶闸管外型晶闸管外型电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件晶闸管型号及其含义晶闸管型号及其含义晶闸管型号及其含义晶闸管型号及其含义 导通时平均电压组别导通时平均电压组别导通时平均电压组别导通时平均电压组别共九级共九级共九级共九级, , 用字母用字母用字母用字母AIAI表示表示表示表示0.41.2V0.41.2V额定电压额定电压, ,用百位或千位数表示用百位或千位数表示取取UFRM或或URRM较小者较小者额定正向平均电流额定正向平均电流( (IF)（晶闸管类型）（晶闸管类型）（晶闸管类型）（晶闸管类型）P-普通晶闸管普通晶闸管普通晶闸管普通晶闸管K-快速
11、晶闸管快速晶闸管快速晶闸管快速晶闸管S -双向晶闸管双向晶闸管双向晶闸管双向晶闸管 晶闸管晶闸管K P普通型普通型如如KP5-7表示表示额定正向平均电流为额定正向平均电流为5A, ,额定电压为额定电压为700V。电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件GG控制极控制极控制极控制极基本结构基本结构K K 阴极阴极阴极阴极G阳极阳极阳极阳极 A AP1P2N1N2四四四四 层层层层 半半半半 导导导导 体体体体晶闸管是具有三个晶闸管是具有三个晶闸管是具有三个晶闸管是具有三个PNPN结结结结的四层结构的四层结构的四层结构的四层结构, , 其外形、结其外形、结其外形、结其外形、结构及符号如图。构及符号如
12、图。构及符号如图。构及符号如图。(c) (c) 结构结构结构结构K K GGA A(b) (b) 符号符号符号符号(a) (a) 外形外形外形外形晶闸管的外形、结构及符号晶闸管的外形、结构及符号晶闸管的外形、结构及符号晶闸管的外形、结构及符号三三 个个PNPN 结结电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件S+-灯不亮灯不亮S+-灯灯 亮亮实实 验验工作原理工作原理电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件晶闸管相当于晶闸管相当于晶闸管相当于晶闸管相当于PNPPNP和和和和NPNNPN型两个晶体管的组合型两个晶体管的组合型两个晶体管的组合型两个晶体管的组合+KA T2T1_P2N1N2IGIAP1N1
13、P2IKGAP1 N1G P2N2K N1P2电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件1)1)晶闸管阳极晶闸管阳极晶闸管阳极晶闸管阳极A A与阴极与阴极与阴极与阴极KK之间加正向电压，控制极之间加正向电压，控制极之间加正向电压，控制极之间加正向电压，控制极断开，两个三极管均无基极电流，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。断开，两个三极管均无基极电流，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。EA+_R T1T2EGA A电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件 T1T2A A该过程在极短时间内连锁该过程在极短时间内连锁该过程在极短时间内连锁该过程在极短时间内连
14、锁循环进行，形成正反馈，循环进行，形成正反馈，循环进行，形成正反馈，循环进行，形成正反馈，晶闸管瞬间全部饱和导通。晶闸管瞬间全部饱和导通。晶闸管瞬间全部饱和导通。晶闸管瞬间全部饱和导通。KKGGE EA A 0 0、E EG G 0 0EGEA+_R2) 2) 在控制极在控制极在控制极在控制极GG与阴极与阴极与阴极与阴极KK之间加正向电压，当之间加正向电压，当之间加正向电压，当之间加正向电压，当I IGG 到达一到达一到达一到达一定数值，定数值，定数值，定数值，T T2 2 首先导通，随后首先导通，随后首先导通，随后首先导通，随后T T1 1导通，导通，导通，导通， I IC1C1与与与与I
15、IGG一起进一起进一起进一起进入入入入T T2 2的基极后再次放大。的基极后再次放大。的基极后再次放大。的基极后再次放大。电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件GE EA A 0 0、E EG G 0 0KKEA+_R T1T2EGA A3 3）晶闸管导通后，去掉控制极，依靠正反馈，）晶闸管导通后，去掉控制极，依靠正反馈，）晶闸管导通后，去掉控制极，依靠正反馈，）晶闸管导通后，去掉控制极，依靠正反馈，T2T2管管管管的基极电流的基极电流的基极电流的基极电流 I IB2B2= I= IC1C1，管子维持导通。，管子维持导通。，管子维持导通。，管子维持导通。晶闸管导通后，晶闸管导通后，晶闸管导通后
16、，晶闸管导通后，控制极失去控控制极失去控控制极失去控控制极失去控制作用制作用制作用制作用电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件在导通后，要关断晶闸管：在导通后，要关断晶闸管：在导通后，要关断晶闸管：在导通后，要关断晶闸管：1 1）阳极电流）阳极电流）阳极电流）阳极电流I IA A减小到某一数值以下，减小到某一数值以下，减小到某一数值以下，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。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) 2) 切断阳极电源切断阳极电源切断阳极电源切断阳极电源3) 3) 在阳极和阴极之间在阳极和阴极之间在阳极
17、和阴极之间在阳极和阴极之间 加反向电压加反向电压加反向电压加反向电压GKK T1T2EGA A电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件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，一旦 导通导通, 就不再有控制作用，无论控制极对阴极有无电压就不再有控制作用，无论控制极对阴极有无电压 或反向电压，管子始终导通或反向电压，管子始终导通3）要使晶闸管阻断）要使晶闸管阻断(截止截止), 必须具备下
18、列三个条件之一：必须具备下列三个条件之一：总总 结结切断阳极电源切断阳极电源阳极电压反向阳极电压反向将阳极电流减小到某一数值以下将阳极电流减小到某一数值以下电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件晶闸管的伏安特性曲线晶闸管的伏安特性曲线晶闸管的导通和截止由阳极电压晶闸管的导通和截止由阳极电压晶闸管的导通和截止由阳极电压晶闸管的导通和截止由阳极电压U U、电流、电流、电流、电流I I及控制极电流及控制极电流及控制极电流及控制极电流I IGG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。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
19、来表示。UI0+ - - + 电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件当晶闸管的阳极和阴极加正向电压当晶闸管的阳极和阴极加正向电压，控制极无电压时，控制极无电压时，J2反偏，因此只有很小电流，称正向漏电流。反偏，因此只有很小电流，称正向漏电流。 此时此时晶闸管截止，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当正向电压增加到某一数值，漏电流突然增大，晶闸管，漏电流突然增大，晶闸管导通，可以通过很大的电流，而管压降仅导通，可以通过很大的电流，而管压降仅1V左右。晶左右。晶闸管由截止变为导通所对应的电压闸管由截止变为导通所对应的电压UBO称正向转折电压。称正向转折电压。U
20、IUBRUBOIHIF0+ - - + AP1N1GP2N2KJ1J2J3电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件晶闸管导通后，晶闸管导通后，减小正向压降，正向电流减小，当减减小正向压降，正向电流减小，当减小到某一数值，晶闸管又转为阻断。此时对应的最小小到某一数值，晶闸管又转为阻断。此时对应的最小电流称维持电流电流称维持电流IH当晶闸管的阳极阴极加反向电压，当晶闸管的阳极阴极加反向电压，特性与二极管相似，特性与二极管相似，有很小的反向漏电流。加大反向电压有很小的反向漏电流。加大反向电压,晶闸管在反向晶闸管在反向转折电压转折电压UBR处反向导通。处反向导通。AP1N1GP2N2KJ1J2J3UIU
21、BRUBOIHIF0+ - - + 电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件UIUBRUBOIHIF0+ - - + 当阳极电压高于转折电压时，元件导通，但这种导通方法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，当控制极加正向电压，IG 产生，特性曲线左移，正向转产生，特性曲线左移，正向转折电压降低折电压降低, 元件容易导通。元件容易导通。 IG 越大，越大，UBO 越低。越低。UIIGOIG1IG20因此，通常采用加控制电压的方式使晶闸管导通因此，通常采用加控制电压的方式使晶闸管导通电工学
22、讲义9串联型电源电路及晶闸管课件正向特性正向特性正向特性正向特性反向特性反向特性反向特性反向特性URRMUFRMIG2 IG1 IG0 UBRIFUBO正向转折电压正向转折电压正向转折电压正向转折电压IHoUIIG0IG1IG2+ +_ _+ +_ _反向转折电压反向转折电压反向转折电压反向转折电压正向平均电流正向平均电流维持电流维持电流维持电流维持电流U U动画演示动画演示电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件晶闸管晶闸管主要参数主要参数1.1.正向重复峰值电压正向重复峰值电压UFRM2.2.反向重复峰值电压反向重复峰值电压URRM3.3.正向平均电流正向平均电流IF4.4.维持电流维持电流
23、IHUIUBRUBOURRMIHUFRMIF0+ - - + 电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件v 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，它具有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，它具有 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，通过控制该电极可以控制晶闸管的一个控制电极，通过控制该电极可以控制晶闸管的一个控制电极，通过控制该电极可以控制晶闸管的 导通时间，调节输出电压电流的大小，称为导通时间，调节输出电压电流的大小，称为导通时间，调节输出电压电流的大小，称为导通时间，调节输出电压电流
24、的大小，称为可控整可控整可控整可控整 流流流流。可控硅整流电路可控硅整流电路v 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，用该元件组成的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，用该元件组成的 整流电路，输出电流和电压的大小不能通过元件本整流电路，输出电流和电压的大小不能通过元件本整流电路，输出电流和电压的大小不能通过元件本整流电路，输出电流和电压的大小不能通过元件本 身来调节，称为身来调节，称为身来调节，称为身来调节，称为不可控整流不可控整流不可控整流不可控整流。电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件单相半波可控整流电路单相半波
25、可控整流电路单相半波可控整流电路单相半波可控整流电路1）以晶闸管代替半波整流电路中的二极管）以晶闸管代替半波整流电路中的二极管2）晶闸管与）晶闸管与RL串联，电路电流为串联，电路电流为io，控制极施加，控制极施加 周期性正向脉冲电压周期性正向脉冲电压uG特点特点特点特点+ +uuGuoRL+-+-io-1. 1. 电路电路电路电路电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件2 2 工作原理工作原理工作原理工作原理 t1 2 u u 0 0时时时时: : : : tO uuGuoRL+ +- -+ +- -io o- - 无触发信号，无触发信号，无触发信号，无触发信号，晶闸管承受正向电压晶闸管承受正向
26、电压晶闸管承受正向电压晶闸管承受正向电压导通导通导通导通电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件 tO 控制角控制角 t1 tO tO t22 tO导通角导通角3 3 工作波形工作波形工作波形工作波形电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件输出电压及电流的平均值输出电压及电流的平均值输出电压及电流的平均值输出电压及电流的平均值uo,io uoio晶闸管全导通晶闸管全导通晶闸管全阻断晶闸管全阻断改变控制角改变控制角改变控制角改变控制角 ，可改变输出电压可改变输出电压可改变输出电压可改变输出电压U Uo o。电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件单相半控桥式整流电路单相半控桥式整流电路1. 1. 电路
27、电路电路电路2. 2. 工作原理工作原理工作原理工作原理T T1 1和和和和D D2 2承受正向电压。承受正向电压。承受正向电压。承受正向电压。 T T1 1控制极加触发电压控制极加触发电压控制极加触发电压控制极加触发电压, , , , 则则则则T T1 1和和和和D D2 2导通，导通，导通，导通，电流的电流的电流的电流的通路为通路为通路为通路为T T1 1、T T2 2 晶闸管晶闸管晶闸管晶闸管D D1 1、D D2 2晶体管晶体管晶体管晶体管aRLD2T1b(1)(1)电压电压电压电压u u 为正半周为正半周为正半周为正半周时时时时i io o+T1T2RLuoD1D2a a u u+b
28、 b此时，此时，此时，此时，T T2 2和和和和D D1 1均承受反向电压而截止。均承受反向电压而截止。均承受反向电压而截止。均承受反向电压而截止。电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件i io o+T1T2RLuoD1D2a a u u+b b T T2 2和和和和D D1 1承受正向承受正向承受正向承受正向电压。电压。电压。电压。 T T2 2控制极加触控制极加触控制极加触控制极加触发电压发电压发电压发电压, , , , 则则则则T T2 2和和和和D D1 1导导导导通，通，通，通，电流的通路为电流的通路为电流的通路为电流的通路为(2)(2)电压电压电压电压u u 为负半周为负半周为负半
29、周为负半周时时时时bRLD1T2a此时，此时，此时，此时，T T1 1和和和和D D2 2均承受反向电压而截止。均承受反向电压而截止。均承受反向电压而截止。均承受反向电压而截止。电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件 t tO3. 3. 工作波形工作波形工作波形工作波形2 tO电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件4. 4. 输出电压及电流的平均值输出电压及电流的平均值输出电压及电流的平均值输出电压及电流的平均值uo,iouoio0u电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件两种常用可控整流电路两种常用可控整流电路电路电路特点特点1.该电路只用一只晶闸管，且其上该电路只用一只晶闸管，且其上2. 无
30、反向电压。无反向电压。2. 晶闸管和负载上的电流相同。晶闸管和负载上的电流相同。(1)uTD2D D1 1D4u0RLD D3 3+-+-电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件电路电路特点特点(2) 由于由于T1的阳极和的阳极和T2的阴极相连，两管控的阴极相连，两管控 制极必须加独立的触发信号。制极必须加独立的触发信号。T1T2D1D2uuORL+-+-电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件单结晶体管有三个极，外型类似普通小功率三极管单结晶体管有三个极，外型类似普通小功率三极管单结晶体管有三个极，外型类似普通小功率三极管单结晶体管有三个极，外型类似普通小功率三极管EB2B1要使晶闸管导通，除在
31、阳极和阴极之间加正向电压，还要要使晶闸管导通，除在阳极和阴极之间加正向电压，还要要使晶闸管导通，除在阳极和阴极之间加正向电压，还要要使晶闸管导通，除在阳极和阴极之间加正向电压，还要在控制极和阴极之间加正向触发电压。产生触发电压的电在控制极和阴极之间加正向触发电压。产生触发电压的电在控制极和阴极之间加正向触发电压。产生触发电压的电在控制极和阴极之间加正向触发电压。产生触发电压的电路称为触发电路。路称为触发电路。路称为触发电路。路称为触发电路。目前常用的是单结晶体管触发电路。目前常用的是单结晶体管触发电路。目前常用的是单结晶体管触发电路。目前常用的是单结晶体管触发电路。单结晶体管触发电路单结晶体管
32、触发电路电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件单结晶体管结构及工作原理单结晶体管结构及工作原理单结晶体管结构及工作原理单结晶体管结构及工作原理B B2 2第二基极第二基极第二基极第二基极B B1 1N欧姆接触欧姆接触欧姆接触欧姆接触接触电阻接触电阻接触电阻接触电阻P发射极发射极发射极发射极E E第一基极第一基极第一基极第一基极PN结结N型硅片型硅片B B2 2E EB B1 11.1.1.1.结构结构结构结构N N型硅片的一侧引出两个极型硅片的一侧引出两个极型硅片的一侧引出两个极型硅片的一侧引出两个极,B1,B1称第一基极称第一基极称第一基极称第一基极,B2,B2称第二称第二称第二称第二基极；
33、硅片另一侧靠近基极；硅片另一侧靠近基极；硅片另一侧靠近基极；硅片另一侧靠近B2B2处有一个处有一个处有一个处有一个PNPN结，从此处引结，从此处引结，从此处引结，从此处引出电极出电极出电极出电极E E称发射极。因有两个基极，单结晶体管又称称发射极。因有两个基极，单结晶体管又称称发射极。因有两个基极，单结晶体管又称称发射极。因有两个基极，单结晶体管又称双基极二极管双基极二极管双基极二极管双基极二极管。电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件E（发射极）（发射极）B2（第二基极）（第二基极）B1（第一基极）（第一基极）PN基极电阻基极电阻EB2B1RB2RB1等效电路等效电路单结晶体管两个基极之间呈
34、电阻性，称基极电阻单结晶体管两个基极之间呈电阻性，称基极电阻单结晶体管两个基极之间呈电阻性，称基极电阻单结晶体管两个基极之间呈电阻性，称基极电阻R RBBBB=R=RB1B1+R+RB2B2，其值为几千欧。其值为几千欧。其值为几千欧。其值为几千欧。第一基极与发射极之间的电阻为第一基极与发射极之间的电阻为第一基极与发射极之间的电阻为第一基极与发射极之间的电阻为R RB1B1，随射极电流，随射极电流，随射极电流，随射极电流I IE E的增大而减的增大而减的增大而减的增大而减小，当小，当小，当小，当I IE E为为为为0 0，R RB1B1为几千欧，当为几千欧，当为几千欧，当为几千欧，当I IE E
35、为为为为20mA20mA左右，其为几十欧。左右，其为几十欧。左右，其为几十欧。左右，其为几十欧。第二基极与发射极之间的电阻为第二基极与发射极之间的电阻为第二基极与发射极之间的电阻为第二基极与发射极之间的电阻为R RB2B2，数值恒定。，数值恒定。，数值恒定。，数值恒定。发射结具有单向导电性，以二极管发射结具有单向导电性，以二极管发射结具有单向导电性，以二极管发射结具有单向导电性，以二极管D D表示。表示。表示。表示。2 2 特性分析特性分析特性分析特性分析电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件E（发射极）（发射极）B2（第二基极）（第二基极）B1（第一基极）（第一基极）PN等效电路等效电路在两
36、个基极之间外加一个电压在两个基极之间外加一个电压在两个基极之间外加一个电压在两个基极之间外加一个电压U UBBBB，当，当，当，当U UE E=0=0时，时，时，时，A A点对地电压为：点对地电压为：点对地电压为：点对地电压为：2 2 特性分析特性分析特性分析特性分析EB2B1RB2RB1A 分压系数（分压比）分压系数（分压比） 一般为一般为0.3 0.9电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件IEPIPIVUPUEVUV截止区 负阻区饱和区伏安特性曲线伏安特性曲线+-+-REB2B1+- E+-UEIERP+-+-REB2B1+-ERPRB2RB1D 测量单结晶体管特性的实验电路测量单结晶体管
37、特性的实验电路UBBUBBAA电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件3 .单结晶体管的伏安特性单结晶体管的伏安特性单结晶体管的伏安特性单结晶体管的伏安特性 U UV V、I IV V( ( ( (谷点电压、电流谷点电压、电流谷点电压、电流谷点电压、电流):):):): 维持单结管导通的最小维持单结管导通的最小 电压、电流。电压、电流。 U UP P( (峰点电压峰点电压峰点电压峰点电压) ) ) )： 单结管由截止变导通单结管由截止变导通 所需发射极电压所需发射极电压。IpIVoI IE EU UE EU UP P峰点电压峰点电压峰点电压峰点电压U UV V谷点电压谷点电压谷点电压谷点电压V负
38、阻区负阻区负阻区负阻区截止区截止区截止区截止区饱和区饱和区饱和区饱和区负阻区：负阻区：负阻区：负阻区：IE增加、增加、增加、增加、UE反而下降，出反而下降，出反而下降，出反而下降，出现负阻。现负阻。现负阻。现负阻。PU UE E U UA APN结反偏，结反偏，IE0单结管截止单结管截止电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件IEPIPIVUPVUV截止区负阻区饱和区UE 1. 1. U UE E U UP P时单结管导通，时单结管导通，时单结管导通，时单结管导通，U UE E U UV V时恢复截止。时恢复截止。时恢复截止。时恢复截止。2. 2. 单结晶体单结晶体单结晶体单结晶体管的峰点电压管
39、的峰点电压管的峰点电压管的峰点电压U UP P 与外加固定电压与外加固定电压与外加固定电压与外加固定电压U UBBBB及分及分及分及分 压比压比压比压比 有关，有关，有关，有关，外加电压外加电压外加电压外加电压U UBBBB 或或或或分压比分压比分压比分压比 不同，则峰点电不同，则峰点电不同，则峰点电不同，则峰点电 压压压压U UP P不同。不同。不同。不同。RB1RB2AUBBE EU UE E+_RP+_+_B B2 2B B1 1小小 结结电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件单结晶体管振荡电路单结晶体管振荡电路R R1 1，R R2 2 为外接电阻为外接电阻为外接电阻为外接电阻C C
40、为外接电容为外接电容为外接电容为外接电容ug gR R2 2R R1 1R RU Uuc cE E+C C+ +_ _ _+ +_ _5050 100k100k 300300 0. 470. 47 F F单结晶体管振荡电路单结晶体管振荡电路单结晶体管振荡电路单结晶体管振荡电路利用单结管的负阻特利用单结管的负阻特利用单结管的负阻特利用单结管的负阻特性及性及性及性及RCRC电路的充放电电路的充放电电路的充放电电路的充放电特性组成频率可调的特性组成频率可调的特性组成频率可调的特性组成频率可调的振荡电路。振荡电路。振荡电路。振荡电路。电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件ug gR R2 2R R1
41、1R RU UuC CE E+C C+ +_ _ _+ +_ _5050 100k100k 300300 0. 470. 47 F F工作原理工作原理设通电前设通电前设通电前设通电前u uC C=0=0。接通电源接通电源接通电源接通电源U U, , 电容电容电容电容C C经电阻经电阻经电阻经电阻R R充电。充电。充电。充电。电容电压电容电压电容电压电容电压u uC C C C逐渐升高。逐渐升高。逐渐升高。逐渐升高。当当当当u uC C U UP P时时时时, , , ,单结管导通单结管导通单结管导通单结管导通, , , ,电容电容电容电容C C放电放电放电放电, , , ,R R1 1上得到一
42、脉冲电压。上得到一脉冲电压。上得到一脉冲电压。上得到一脉冲电压。U Up pUvU Up p- -U UD DuC C tug t电容放电至电容放电至电容放电至电容放电至 u uC C U Uv v v v时，单结管重新关断，使时，单结管重新关断，使时，单结管重新关断，使时，单结管重新关断，使u ug g 0 0 0 0。(a)(a)(b)(b)电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件电容上的电荷通过电容上的电荷通过电容上的电荷通过电容上的电荷通过R R1 1 放电，放电速度取决于放电，放电速度取决于放电，放电速度取决于放电，放电速度取决于R R1 1C C，因为，因为，因为，因为R R1 1R
43、 U UA2A2时，时，时，时，控制极控制极控制极控制极相对于相对于相对于相对于A A2 2加正脉冲，加正脉冲，加正脉冲，加正脉冲，晶闸管晶闸管晶闸管晶闸管正向导通，电流从正向导通，电流从正向导通，电流从正向导通，电流从A A1 1 1 1流向流向流向流向A A2 2 2 2。U UA2A2 U UA1A1时，时，时，时，控制极相对于控制极相对于控制极相对于控制极相对于A A2 2加加加加负脉冲，负脉冲，负脉冲，负脉冲，晶闸管晶闸管晶闸管晶闸管反向导通，电流从反向导通，电流从反向导通，电流从反向导通，电流从A A2 2 2 2流向流向流向流向A A1 1 1 1。A1A2G电工学讲义9串联型电
44、源电路及晶闸管课件交流调压电路交流调压电路 双向二极管：双向二极管：双向二极管：双向二极管：只要在其两端加只要在其两端加只要在其两端加只要在其两端加上一定数值的正上一定数值的正上一定数值的正上一定数值的正或负电压即可使或负电压即可使或负电压即可使或负电压即可使其导通。其导通。其导通。其导通。 RC Tu+ +_ _双向二极管双向二极管电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件End电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件T1T1、T2 -T2 -晶闸管晶闸管D1D1、D2 -D2 -晶体管晶体管T1T2D1D2RLuu0+-+-io半控桥式全波整流电路半控桥式全波整流电路电工学讲义9串联型电源电路及
45、晶闸管课件T1T2D1D2RLuu0+-+-ioU 的正半周时，的正半周时，T1和和D2导通，电流的通路为：导通，电流的通路为：ab工作原理工作原理电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件U 的负半周时，的负半周时，T2和和D1导通，电流的通路为：导通，电流的通路为：T1T2D1D2RLuu0+-+-ioab电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件波形分析波形分析uo,iouoio0uuT10uT2T1T2D1D2RLuu0+-+-ioabT1T2D1D2RLuu0+-+-iouuG 2 电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件输出电压的平均值为：输出电压的平均值为：输出电流的平均值为：输出电流的平
46、均值为：输出电压及电流的平均值输出电压及电流的平均值uo,iouoio0u电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件IEPIPIVUPUEVUV截止区 负阻区饱和区伏安特性曲线伏安特性曲线+-+-REB2B1+-UBBE+-UEIERP+-+-REB2B1+-UBBERPRB2RB1D测量单结晶体管特性的实验电路测量单结晶体管特性的实验电路电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件伏安特性曲线伏安特性曲线在两个基极之间加正向电压在两个基极之间加正向电压UBB当发射极电压为当发射极电压为0：UA=RB1UBB /(RB1+RB2 )= UBB 称分压系数称分压系数(分压比分压比)，一般为，一般为0.30
47、.9，是单结晶，是单结晶体管的重要参数体管的重要参数提高发射极电压提高发射极电压UE：当当UEUA, PN结反偏结反偏, IE几乎为几乎为0， RB1呈高阻，单结晶体管呈高阻，单结晶体管截止截止。IEPIPIVUPVUV截止区负阻区饱和区UE+-+-REB2B1+-UBBERPRB2RB1DA电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件IEPIPIVUPVUV截止区负阻区饱和区UE当当UE 升高到一定值升高到一定值: PN 结导通，发射极电流结导通，发射极电流 IE 增大，增大，电压电压 UE 的最大值称为峰点电压的最大值称为峰点电压UP ，与之对应的电流，与之对应的电流称峰点电流称峰点电流IPUP
48、=UA+UD= UBB+UD ，UD 为二极管正向压降，约为二极管正向压降，约0.6VPN结导通后结导通后，RB1 迅速减小，迅速减小，E与与B1之间的电压之间的电压UE 下下降，这段曲线的动态电阻降，这段曲线的动态电阻UE / IE为负值，称为为负值，称为负阻区负阻区+-+-REB2B1+-UBBERPRB2RB1DA电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件UE 逐步下降至逐步下降至UV 点，点，当当 UEUV，单结晶体管关断。，单结晶体管关断。IE 再增大，再增大，UE 仅略有增大，单结晶体管进入仅略有增大，单结晶体管进入饱和区饱和区。电压电压UE 的最低点称谷点电压的最低点称谷点电压UVI
49、EPIPIVUPVUV截止区负阻区饱和区UE+-+-REB2B1+-UBBERPRB2RB1DA电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件当当UE=UP 时，单结晶体管导通，呈低阻态时，单结晶体管导通，呈低阻态当当UEUV 时，单结晶体管关断，呈高阻态时，单结晶体管关断，呈高阻态IEPIPIVUPVUV截止区负阻区饱和区UE小小 结结电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件uCttuG工作原理工作原理1)接通电源接通电源,电容充电电容充电,电压电压uc 上升上升,上升速度取决于上升速度取决于RC的值的值,当当 uCuP, 单结晶体管截止单结晶体管截止2) 当当uC=uP, 单结管单结管E导通导通,
50、E 与与B1间电阻突然减小，电容间电阻突然减小，电容上的电荷通过上的电荷通过R1 放电，放电速度取决于放电，放电速度取决于RC1，因为，因为R1R，放电迅速，放电电流在，放电迅速，放电电流在R1 上形成尖脉冲。上形成尖脉冲。RR2100KC+uC-uGEB1R1B23051+-+_U电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件uFttuGRR2100KC+uC-uGEB1R1B23051+-+_U3) 当当uc 降到谷点电压降到谷点电压 uV , 单结管关断。单结管关断。4)重复上述过程，重复上述过程， 在在R1上形成一系列尖脉冲。上形成一系列尖脉冲。电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件uouZ整
51、整 流流削削 波波波形关系波形关系电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件波形关系波形关系UZ削削 波波uZuCUpUvuG电容充、放电电容充、放电触触 发发 脉脉 冲冲电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件uG触发脉冲触发脉冲uL波形关系波形关系电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件UZ整流、整流、削波削波uLuCUpUvug电容充、放电电容充、放电触触 发发 脉脉 冲冲uZ小小结结电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件温度补偿电阻温度补偿电阻R2R2R2 的作用是补偿温度的作用是补偿温度变化对单结晶体管峰变化对单结晶体管峰值电压值电压UP 的影响的影响UP= UBB+UD 当温度升高，结电压
52、当温度升高，结电压UD 略有减小，而略有减小，而RBB随温度升高而略有增大。串联随温度升高而略有增大。串联R2 以后，若以后，若RBB增大，增大，按照分压原理，按照分压原理，UBB 升高，补偿升高，补偿UD 的的 减小，使减小，使UP 稳定。稳定。200600 电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件(1)(1) 稳压管稳压管削波作用。使单结晶体管输出的脉冲幅削波作用。使单结晶体管输出的脉冲幅度和每半周期产生的第一个脉冲的时间不受交流电度和每半周期产生的第一个脉冲的时间不受交流电源电压的波动影响。此外还可以展宽脉冲的移相范源电压的波动影响。此外还可以展宽脉冲的移相范围。围。(2)(2) 变压器变
53、压器同步作用。使主电路和触发电路保持同同步作用。使主电路和触发电路保持同步。步。(3)(3) 电位器电位器RP 移相作用。改变移相作用。改变RP可以改变电容可以改变电容C的的充放电时间常数，从而达到移相的目的。充放电时间常数，从而达到移相的目的。小小 结结(4)(4) 电位器电位器R2温度补偿作用。补偿温度变化对单结温度补偿作用。补偿温度变化对单结晶体管峰值电压晶体管峰值电压UP 的影响的影响电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件2) 在控制极在控制极G与阴极与阴极K之间加正向电压，当之间加正向电压，当IG 到达一到达一定数值，定数值，T2 首先导通：首先导通：IB2=IG，IC2= IB2
54、= IG随后随后T1导通，导通， IB2=IC1 , IC1与与IG一起进入一起进入T2的基极后的基极后再次放大。再次放大。该过程在极短时间内连锁循环进行，晶闸管瞬间全部该过程在极短时间内连锁循环进行，晶闸管瞬间全部饱和导通。饱和导通。K+AGP1P2N1N1N2P2IAIGIKT1T2 电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件3）晶闸管导通后，即使控制极与外界断）晶闸管导通后，即使控制极与外界断 开，开，T2管的管的基极电流基极电流 IB2= IC1 IA，比，比 IG 大，管子维持导通。大，管子维持导通。晶闸管导通后，控制极失去控制作用晶闸管导通后，控制极失去控制作用K+AGP1P2N1N1
55、N2P2IAIGIKT1T2电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件uguouo,ioio t=0，电压为电压为0，uG为为0，晶闸管电流，晶闸管电流io=0 t=0 t1 (不含不含 t1点点)，电压为正，但电压为正，但uG为为0,晶闸管正向阻断，电流晶闸管正向阻断，电流io=0u t1 2 工作波形分析工作波形分析 u u2 2u uG Gu uo oR RL L+ +- -+ +- -i io o- -电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件 t= t1电压为正，控制极电压在电压为正，控制极电压在 t1点出现点出现,晶闸管导通条件具备，正向导通，产生电流晶闸管导通条件具备，正向导通，产生电流
56、io t= t1 uG消失，但晶闸管一旦导通，控制极失去作用，消失，但晶闸管一旦导通，控制极失去作用，晶闸管仍然有导通电流晶闸管仍然有导通电流io存在存在uguouo,ioiou t1 2 uuGuoRL+ +- -+ +- -io o- -电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件 t= 2 电源电压反向，不论电源电压反向，不论uG是否存在是否存在,晶闸管反向阻断，晶闸管反向阻断，io=0uguouo,ioiou t1 2 u u2 2u uG Gu uo oR RL L+ +- -+ +- -i io o- -电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件uuguTuo,io uoio电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件晶闸管在正向电压下的阻断范围称为晶闸管在正向电压下的阻断范围称为控制角控制角 晶闸管在正向电压下的导通范围称为晶闸管在正向电压下的导通范围称为导通角导通角 + =180uo,io uoio电工学讲义9串联型电源电路及晶闸管课件
