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1、下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术第第19章章 电力电子技术电力电子技术19.1 电力电子器件电力电子器件19.2 可控整流电路可控整流电路19.3 逆变电路逆变电路19.4 交流调压电路交流调压电路 19.5 直流斩波电路直流斩波电路下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术本章要求本章要求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、工作原理、特 性和主要参数。性和主要参数。2. 理解理解可控整流电路的工作原理、可控整流电路的工作原理、掌握掌握电电 压平均值与控制角的关系压
2、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。第第19章章 晶闸管及其应用晶闸管及其应用下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术晶闸管晶闸管晶闸管晶闸管（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晶闸管是在晶体管基础上发展起来的一种晶闸管是在晶体管基础上发展起来的一种晶闸管是在晶体管基础上发展起来的一种大功大功大功大功率半导体器件。它的出现使半导体器件由弱电领域率半导体器件
3、。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。 晶闸管晶闸管晶闸管晶闸管也像半导体二极管那样具有也像半导体二极管那样具有也像半导体二极管那样具有也像半导体二极管那样具有单向导电性，单向导电性，单向导电性，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
4、。 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：优点：下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术GG控制极控制极控制极控制极19.1.
5、1 基本结构基本结构K K 阴极阴极阴极阴极阳极阳极阳极阳极 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结的四层结构。结的四层结构。结的四层结构。结的四层结构。K K GGA A(b) (b) 符号符号符号符号(a) (a) 外形外形外形外形三三 个个PNPN 结结下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术P1P2N1N2K GA晶闸管相当于晶闸管相当于晶闸管相当于晶闸管相当于PNPPNPPNPPNP和和和和NPNNPNNPNNPN型两个晶体管的
6、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_P2N1N2IGIAP1N1P2IKGPPNNNPAGK下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术 T1T219.1.2 工作原理工作原理A A 在极短时间内使两个在极短时间内使两个三极管均饱和导通，此三极管均饱和导通，此过程称触发导通。过程称触发导通。形成正反馈过程形成正反馈过程形成正反馈过程形成正反馈过程KKGGE EA A 0 0、E EG G 0 0EGEA+_R下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术 晶闸管导通
7、后，去掉晶闸管导通后，去掉晶闸管导通后，去掉晶闸管导通后，去掉E EGG ， 依靠正反馈，仍依靠正反馈，仍依靠正反馈，仍依靠正反馈，仍可维持导通状态。可维持导通状态。可维持导通状态。可维持导通状态。19.2.2 工作原理工作原理GE EA A 0 0、E EG G 0 0KKEA+_R T1T2EGA A形成正反馈过程形成正反馈过程形成正反馈过程形成正反馈过程下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术晶闸管导通的条件：晶闸管导通的条件：晶闸管导通的条件：晶闸管导通的条件： 1. 1. 晶闸管阳极电路晶闸管阳极电路晶闸管阳极电路晶闸管阳极电路( (
8、阳极与阴极之间阳极与阴极之间阳极与阴极之间阳极与阴极之间) )施加正向施加正向施加正向施加正向电压。电压。电压。电压。 2. 2. 晶闸管控制电路晶闸管控制电路晶闸管控制电路晶闸管控制电路( (控制极与阴极之间控制极与阴极之间控制极与阴极之间控制极与阴极之间) )加正向加正向加正向加正向电压或正向脉冲电压或正向脉冲电压或正向脉冲电压或正向脉冲( (正向触发电压正向触发电压正向触发电压正向触发电压) )。 晶闸管导通后，控制极便失去作用。晶闸管导通后，控制极便失去作用。晶闸管导通后，控制极便失去作用。晶闸管导通后，控制极便失去作用。 依靠正反依靠正反依靠正反依靠正反馈，馈，馈，馈，晶闸管仍可维持
9、导通状态。晶闸管仍可维持导通状态。晶闸管仍可维持导通状态。晶闸管仍可维持导通状态。晶闸管关断的条件：晶闸管关断的条件：晶闸管关断的条件：晶闸管关断的条件： 1. 1. 必须使可控硅阳极电流减小必须使可控硅阳极电流减小, ,直到直到正反馈正反馈效应效应不能维持。不能维持。 2. 2. 将阳极电源断开或者在晶闸管的将阳极电源断开或者在晶闸管的阳极和阴极阳极和阴极阳极和阴极阳极和阴极间加反向电压。间加反向电压。间加反向电压。间加反向电压。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术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URRMU
10、FRMIG2 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 U19.1.3 伏安特性伏安特性下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术19.1.4 主要参数主要参数UFRM: 正向重复峰值电压（正向重复峰值电压（正向重复峰值电压（正向重复峰值电压（晶闸管晶闸管晶闸管晶闸管耐压值）耐压值）耐压值）耐压值）晶闸管晶闸管控制极开路且正向阻断情况下控制极开路且正向
11、阻断情况下, ,允允许重复加在许重复加在晶闸管晶闸管两端的正向峰值电压。两端的正向峰值电压。一般取一般取UFRM = = 80% UB0 。普通普通晶闸管晶闸管 UFRM 为为100V 3000V反向重复峰值电压反向重复峰值电压反向重复峰值电压反向重复峰值电压控制极开路时控制极开路时, ,允许重复作用在允许重复作用在晶闸管晶闸管元元 件上的反向峰值电压。件上的反向峰值电压。一般取一般取 URRM = 80% UBR 普通普通晶闸管晶闸管 URRM为为100V3000VURRM：下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术正向平均电流正向平均电流正向
12、平均电流正向平均电流环境温度为环境温度为4040 C C及及标准散热条件下，标准散热条件下，晶闸晶闸管处于管处于全导通时全导通时可以连续通过的工频正弦可以连续通过的工频正弦半波电流的平均值。半波电流的平均值。 IF：IF t 2 如果正弦半波电流的最大值为如果正弦半波电流的最大值为Im, 则则普通晶闸管普通晶闸管IF为为1A 1000A。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术UF: 通态平均电压（管压降）通态平均电压（管压降）通态平均电压（管压降）通态平均电压（管压降） 在规定的条件下，通过正弦半波平均电流时，在规定的条件下，通过正弦半波平均
13、电流时，在规定的条件下，通过正弦半波平均电流时，在规定的条件下，通过正弦半波平均电流时， 晶闸管阳、阴极间的电压平均值。晶闸管阳、阴极间的电压平均值。晶闸管阳、阴极间的电压平均值。晶闸管阳、阴极间的电压平均值。 一般为一般为一般为一般为1V1V左右。左右。左右。左右。I IHH: : 维持电流维持电流维持电流维持电流 在规定的环境和控制极断路时，晶闸管维持导在规定的环境和控制极断路时，晶闸管维持导在规定的环境和控制极断路时，晶闸管维持导在规定的环境和控制极断路时，晶闸管维持导 通状态所必须的最小电流。通状态所必须的最小电流。通状态所必须的最小电流。通状态所必须的最小电流。 一般一般一般一般I
14、IHH为几十为几十为几十为几十 一百多毫安。一百多毫安。一百多毫安。一百多毫安。U UGG、I IGG：控制极触发电压和电流控制极触发电压和电流控制极触发电压和电流控制极触发电压和电流 室温下，阳极电压为直流室温下，阳极电压为直流室温下，阳极电压为直流室温下，阳极电压为直流6V6V时，使晶闸管完时，使晶闸管完时，使晶闸管完时，使晶闸管完 全导通所必须的最小控制极直流电压、电流全导通所必须的最小控制极直流电压、电流全导通所必须的最小控制极直流电压、电流全导通所必须的最小控制极直流电压、电流 。 一般一般一般一般U UGG为为为为1 1到到到到5V5V，I IGG为几十到几百毫安。为几十到几百毫安
15、。为几十到几百毫安。为几十到几百毫安。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术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
16、普通晶闸管普通晶闸管K-快速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。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术19.2 可控整流电路可控整流电路19.2.1 单相半波可控整流单相半波可控整流 1. 1. 电阻性负载电阻性负载电阻性负载电阻性负载(1) 电路电路 u u 0 0 时：时：时：时：若若若若u ug g g g = 0= 0= 0= 0，晶闸管晶闸管晶闸管晶闸管不导通
17、，不导通，不导通，不导通，u u 0 0 时时时时: : 晶闸管晶闸管晶闸管晶闸管承受反向电压不导通承受反向电压不导通承受反向电压不导通承受反向电压不导通, , , , u uo o = 0, = 0, = 0, = 0, u uT T T T = = = = u u ，故称可控整流。故称可控整流。故称可控整流。故称可控整流。控制极加触发信号，晶闸管控制极加触发信号，晶闸管控制极加触发信号，晶闸管控制极加触发信号，晶闸管承受正向电压承受正向电压承受正向电压承受正向电压导导导导 通，通，通，通， u uu uo oR RL L+u uT T+Ti io o下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返
18、回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术(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下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术 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 = 180- 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术(4)(4)整流输出电压及电流的平均值整流输出电压及电流的平均值整流输出电压及电流的平均值整流输出电压及电流的平均值由公式可知：由公式可知：由公
19、式可知：由公式可知：改变控制角改变控制角 ，可改变输出电压，可改变输出电压Uo。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术2. 电感性负载与续流二极管电感性负载与续流二极管(1)(1)电路电路电路电路 当电压当电压当电压当电压u过零后，由于电感反电动势的存在，晶过零后，由于电感反电动势的存在，晶过零后，由于电感反电动势的存在，晶过零后，由于电感反电动势的存在，晶闸管在一段时间内仍维持导通，失去单向导电作用。闸管在一段时间内仍维持导通，失去单向导电作用。闸管在一段时间内仍维持导通，失去单向导电作用。闸管在一段时间内仍维持导通，失去单向导电作用。 u
20、 uu uo oR R+u uT T+TLeL 在电感性负载中在电感性负载中在电感性负载中在电感性负载中 , , , ,当晶闸管刚触发导通时，电当晶闸管刚触发导通时，电当晶闸管刚触发导通时，电当晶闸管刚触发导通时，电感元件上产生阻碍电流变化的感应电势感元件上产生阻碍电流变化的感应电势感元件上产生阻碍电流变化的感应电势感元件上产生阻碍电流变化的感应电势( ( ( (极性如图极性如图极性如图极性如图) ) ) )，电流不能跃变，将由零逐渐上升电流不能跃变，将由零逐渐上升电流不能跃变，将由零逐渐上升电流不能跃变，将由零逐渐上升( ( ( (见波形见波形见波形见波形) ) ) )。下一页下一页总目录总
21、目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术 tO tO tO t1 tO t22 2) 2) 工作波形工作波形工作波形工作波形( ( ( (未未未未加加加加续流二极管续流二极管续流二极管续流二极管) ) 180- 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术 u uu uo oR R+u uT T+LTi io oDi io ou u 0 0 0 0时时时时： D D反向截止，不影响整流电路工作。反向截止，不影响整流电路工作。反向截止，不影响整流电路工作。反向截止，不影响整流电路工作。u u 0 0时：时：时：时： D
22、D正向导通正向导通正向导通正向导通, , , ,晶闸管晶闸管晶闸管晶闸管承受反向电压关断承受反向电压关断承受反向电压关断承受反向电压关断, , , ,电感元件电感元件电感元件电感元件L L释放能量形成的电流经释放能量形成的电流经释放能量形成的电流经释放能量形成的电流经D D构成回路构成回路构成回路构成回路( ( ( (续流续流续流续流),),),),负载电负载电负载电负载电压压压压u uo o o o波形与电阻性负载相同波形与电阻性负载相同波形与电阻性负载相同波形与电阻性负载相同( ( ( (见波形图见波形图见波形图见波形图) ) ) )。3.电感性负载电感性负载( (加加续流二极管续流二极管
23、)+(1) 电路电路下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术(3)(3)工作波形工作波形工作波形工作波形( ( ( (加续流二极管加续流二极管加续流二极管加续流二极管) ) ) )iL t tO tO 2 tO下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术19.2.2 单相半控桥式整流电路单相半控桥式整流电路1. 1. 电路电路电路电路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承受正向承受正向承受正向承受正向电压。电压。电压。电压。 T T1 1控制极加触控制极加触
24、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 T1 1和和和和D D2 2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T T1 1、T T2 2 晶闸管晶闸管晶闸管晶闸管D D1 1、D D2 2二极管二极管二极管二极管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 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。下一页下一页总目录总目录 章目
25、录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术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
26、而截止。均承受反向电压而截止。均承受反向电压而截止。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术 t tO tO3. 3. 工作波形工作波形工作波形工作波形2 tO下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术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下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术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，
27、且其上2. 无反向电压。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+-+-下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术电路电路特点特点 1. 该电路接入电感性负载时，该电路接入电感性负载时，D1、D2 便起便起 续流二极管作用。续流二极管作用。(2)19.2.3 19.2.3 三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路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
28、触发信号。T1T2D1D2uuORL+-+-下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术19.2.4 三相桥式半控整流电路三相桥式半控整流电路2. 2.工作原理工作原理工作原理工作原理1 1 1 1. . 电路电路电路电路u2a2 u2bu2ct1t2oT T T T1 1R RL LuoD D3 3 T T2 2T T3 3D D2 2D D1 1io c cb ba au+ + + 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术19.2.2 晶闸管的保护晶闸管的保护 晶闸管承受过电压、过电流的能力很差
29、，这是晶闸管承受过电压、过电流的能力很差，这是晶闸管承受过电压、过电流的能力很差，这是晶闸管承受过电压、过电流的能力很差，这是它的主要缺点。它的主要缺点。它的主要缺点。它的主要缺点。 晶闸管的热容量很小晶闸管的热容量很小晶闸管的热容量很小晶闸管的热容量很小，一旦发生过，一旦发生过电流时，温度急剧上升，可能将电流时，温度急剧上升，可能将PNPN结烧坏，造成元结烧坏，造成元件内部短路或开路。例如一只件内部短路或开路。例如一只100A的的晶闸管晶闸管过电流过电流为为400A400A时，仅允许持续时，仅允许持续0.020.02秒，否则将因过热而损秒，否则将因过热而损坏；坏； 晶闸管耐受过电压的能力极差
30、，晶闸管耐受过电压的能力极差，晶闸管耐受过电压的能力极差，晶闸管耐受过电压的能力极差，电压超过其反电压超过其反向击穿电压时，即使时间极短，也容易损坏。若正向击穿电压时，即使时间极短，也容易损坏。若正向电压超过转折电压时，则晶闸管误导通，导通后向电压超过转折电压时，则晶闸管误导通，导通后的电流较大，使器件受损。的电流较大，使器件受损。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术（1）晶闸管的过流保护）晶闸管的过流保护1. 1. 快速熔断器保护快速熔断器保护快速熔断器保护快速熔断器保护 电路中加快速熔断器。当电路发生过流故障时，电路中加快速熔断器。当电
31、路发生过流故障时，电路中加快速熔断器。当电路发生过流故障时，电路中加快速熔断器。当电路发生过流故障时，它能在晶闸管过热损坏之前熔断，切断电流通路，它能在晶闸管过热损坏之前熔断，切断电流通路，它能在晶闸管过热损坏之前熔断，切断电流通路，它能在晶闸管过热损坏之前熔断，切断电流通路，以保证晶闸管的安全。以保证晶闸管的安全。以保证晶闸管的安全。以保证晶闸管的安全。与晶闸与晶闸管串联管串联接在接在输入输入端端接在接在输出输出端端快速熔断器接入方式有三种，如下图所示。快速熔断器接入方式有三种，如下图所示。快速熔断器接入方式有三种，如下图所示。快速熔断器接入方式有三种，如下图所示。下一页下一页总目录总目录
32、章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术2. 2. 过流继电器保护过流继电器保护过流继电器保护过流继电器保护3. 3. 过流截止保护（控制保护）过流截止保护（控制保护）过流截止保护（控制保护）过流截止保护（控制保护） 在输出端在输出端在输出端在输出端( ( ( (直流侧直流侧直流侧直流侧) ) ) )或输入端或输入端或输入端或输入端( ( ( (交流侧交流侧交流侧交流侧) ) ) )接入过电接入过电接入过电接入过电流继电器，当电路发生过流故障时，继电器动作，流继电器，当电路发生过流故障时，继电器动作，流继电器，当电路发生过流故障时，继电器动作，流继电器，当电路发生过流故
33、障时，继电器动作，使电路自动切断。使电路自动切断。使电路自动切断。使电路自动切断。 在交流侧设置电流检测电路，利用过电流信号在交流侧设置电流检测电路，利用过电流信号在交流侧设置电流检测电路，利用过电流信号在交流侧设置电流检测电路，利用过电流信号控制触发电路。控制触发电路。控制触发电路。控制触发电路。当电路发生过流故障时，当电路发生过流故障时，当电路发生过流故障时，当电路发生过流故障时，检测电路检测电路检测电路检测电路控制触发脉冲迅速后移或停止产生触发脉冲，从而控制触发脉冲迅速后移或停止产生触发脉冲，从而控制触发脉冲迅速后移或停止产生触发脉冲，从而控制触发脉冲迅速后移或停止产生触发脉冲，从而使晶
34、闸管导通角减小或立即关断。使晶闸管导通角减小或立即关断。使晶闸管导通角减小或立即关断。使晶闸管导通角减小或立即关断。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术2. 2. 硒堆保护硒堆保护硒堆保护硒堆保护（2） 晶闸管的过压保护晶闸管的过压保护1. 1. 阻容保护阻容保护阻容保护阻容保护C CR R 利用电容吸收过压。利用电容吸收过压。利用电容吸收过压。利用电容吸收过压。其实质就是将造成过电压其实质就是将造成过电压其实质就是将造成过电压其实质就是将造成过电压的能量变成电场能量储存到电容中，然后释放到电的能量变成电场能量储存到电容中，然后释放到电的能
35、量变成电场能量储存到电容中，然后释放到电的能量变成电场能量储存到电容中，然后释放到电阻中消耗掉。阻中消耗掉。阻中消耗掉。阻中消耗掉。RCRC 硒堆保护硒堆保护(硒整流片硒整流片)C CR RR RL L晶闸管元件晶闸管元件的阻容保护的阻容保护下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术19.2.3 单结晶体管触发电路单结晶体管触发电路（1） 单结晶体管（双基极二极管）单结晶体管（双基极二极管）1.1.1.1.结构结构结构结构B B2 2第二基极第二基极第二基极第二基极B B1 1N欧姆接欧姆接欧姆接欧姆接触电阻触电阻触电阻触电阻P发射极发射极发射极
36、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 1下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术2. 2. 工作原理工作原理工作原理工作原理 U UE E U UP P后，后，后，后，大量空穴注入基区，大量空穴注入基区，大量空穴注入基区，大量空穴注入基区，致使致使致使致使IE增加、增加、增加、增加、UE反反反反而下降，出现负阻。而下降，出现负阻。而下降，出现负阻。而下降，出现负阻。P下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术1. 1. U UE E U UP
37、 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。单结晶体管的特点单结晶体管的特点单结晶体管的特点单结晶体管的特点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及及及及分压比分压比分压比分压比 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，则不同，则不同，则不同，则峰点电压峰点电压峰点电压峰点电压U UP P不同。不同。不同
38、。不同。3. 不同单结晶体管的谷点电压不同单结晶体管的谷点电压U UV V和和谷点电流谷点电流I IV V都都不一样。谷点电压大约在不一样。谷点电压大约在2 5V之间。常选用之间。常选用 稍稍大一些，大一些， U UV V稍小的单结晶体管，以增大出脉冲幅稍小的单结晶体管，以增大出脉冲幅度和移相范围。度和移相范围。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术（2） 单结晶体管触发电路单结晶体管触发电路1. 1. 振荡电路振荡电路振荡电路振荡电路 单结晶体管弛张单结晶体管弛张单结晶体管弛张单结晶体管弛张振荡电路利用单结管振荡电路利用单结管振荡电路利用单
39、结管振荡电路利用单结管的负阻特性及的负阻特性及的负阻特性及的负阻特性及RCRC电路电路电路电路的充放电特性组成频的充放电特性组成频的充放电特性组成频的充放电特性组成频率可调的振荡电路。率可调的振荡电路。率可调的振荡电路。率可调的振荡电路。ug gR R2 2R R1 1R RU Uuc cE E+C C+ +_ _ _+ +_ _5050 100k100k 300300 0. 470. 47 F F放电电阻放电电阻温度补偿电阻温度补偿电阻充电电阻充电电阻下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术ug gR R2 2R R1 1R RU UuC C
40、E E+C C+ +_ _ _+ +_ _5050 100k100k 300300 0. 470. 47 F F2. 2. 振荡过程分析振荡过程分析振荡过程分析振荡过程分析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, , , ,电电电电容容容容C C放电放电放电放电, ,
41、, ,R R1 1上得到一脉冲电压。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。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术注意：注意：注意：注意：R R值不能选值不能选值不能选值不能选的太小，否则单结的太小，否则单结的太小，否则单结的太小，否则单结管不能关断，电路管不能关断，电路管
42、不能关断，电路管不能关断，电路亦不能振荡亦不能振荡亦不能振荡亦不能振荡。Up pUvuC C t tugOO下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术主电路主电路主电路主电路触发电路触发电路触发电路触发电路u u1 1+ +RLR1R2RPCRuZT1D1D2T2u2+ uC+ + RuL L+ +ug g+ +u u+ + （3） 单结管触发的半控桥式整流电路单结管触发的半控桥式整流电路1. 1. 电路电路电路电路下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术2. 2. 工作原理工作原理工作原理工作原
43、理(1)(1)整流削波整流削波整流削波整流削波U2M削波削波削波削波U UZ ZRu2+ + uo+ uZ整流整流整流整流U2M t tO2 2 t tO t tO下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术(2) (2) 触发电路触发电路触发电路触发电路UP-UDR1R2RPCuc+ +Rug g+ +uZ+ + t t t tU UvUpRLT1D1D2T2uL L+ +(3) (3) 输出电压输出电压输出电压输出电压u uL LOOUZ t tO t tO下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技
44、术问问 题题 讨讨 论论1. 1. 单结管触发的可控整流电路中，主电路和触发单结管触发的可控整流电路中，主电路和触发单结管触发的可控整流电路中，主电路和触发单结管触发的可控整流电路中，主电路和触发 电路为什么接在同一个变压器上？电路为什么接在同一个变压器上？电路为什么接在同一个变压器上？电路为什么接在同一个变压器上？ 目的：目的：目的：目的：保证主电路和触发电路的电源电压同时过保证主电路和触发电路的电源电压同时过保证主电路和触发电路的电源电压同时过保证主电路和触发电路的电源电压同时过零零零零( ( ( (即两者同步即两者同步即两者同步即两者同步) ) ) )，使电容在每半个周期均从零开始，使电
45、容在每半个周期均从零开始，使电容在每半个周期均从零开始，使电容在每半个周期均从零开始充电，从而保证每半个周期的第一个触发脉冲出现充电，从而保证每半个周期的第一个触发脉冲出现充电，从而保证每半个周期的第一个触发脉冲出现充电，从而保证每半个周期的第一个触发脉冲出现的时刻相同的时刻相同的时刻相同的时刻相同( ( ( (即即即即 角一样角一样角一样角一样) ) ) )以使输出平均电压不变。以使输出平均电压不变。以使输出平均电压不变。以使输出平均电压不变。2. 2. 触发电路中，整流后为什么加稳压管？触发电路中，整流后为什么加稳压管？触发电路中，整流后为什么加稳压管？触发电路中，整流后为什么加稳压管？
46、稳压管的作用：稳压管的作用：稳压管的作用：稳压管的作用：是将整流后的电压变成梯形是将整流后的电压变成梯形是将整流后的电压变成梯形是将整流后的电压变成梯形( ( ( (即削即削即削即削波波波波) ) ) )，使单结管两端电压稳定在稳压管的稳压值上，使单结管两端电压稳定在稳压管的稳压值上，使单结管两端电压稳定在稳压管的稳压值上，使单结管两端电压稳定在稳压管的稳压值上，从而保证单结管产生的脉冲幅度和每半个周期产生从而保证单结管产生的脉冲幅度和每半个周期产生从而保证单结管产生的脉冲幅度和每半个周期产生从而保证单结管产生的脉冲幅度和每半个周期产生第一脉冲的时间，不受交流电源电压变化的影响。第一脉冲的时间
47、，不受交流电源电压变化的影响。第一脉冲的时间，不受交流电源电压变化的影响。第一脉冲的时间，不受交流电源电压变化的影响。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术3. 3. 一系列触发脉冲中，为什么只有第一个起作用？一系列触发脉冲中，为什么只有第一个起作用？一系列触发脉冲中，为什么只有第一个起作用？一系列触发脉冲中，为什么只有第一个起作用？ 如何改变控制角如何改变控制角如何改变控制角如何改变控制角 ？ 根据晶闸管的特性，它一旦触发导通，在阳极电根据晶闸管的特性，它一旦触发导通，在阳极电根据晶闸管的特性，它一旦触发导通，在阳极电根据晶闸管的特性，它一
48、旦触发导通，在阳极电压足够大的条件下，即使去掉触发信号，仍能维持压足够大的条件下，即使去掉触发信号，仍能维持压足够大的条件下，即使去掉触发信号，仍能维持压足够大的条件下，即使去掉触发信号，仍能维持导通状态。因此，每半个周期中只有第一个触发脉导通状态。因此，每半个周期中只有第一个触发脉导通状态。因此，每半个周期中只有第一个触发脉导通状态。因此，每半个周期中只有第一个触发脉冲起作用。冲起作用。冲起作用。冲起作用。改变充电时间常数即可改变控制角改变充电时间常数即可改变控制角改变充电时间常数即可改变控制角改变充电时间常数即可改变控制角 。控制角控制角控制角控制角 变化的范围称为移相范围。变化的范围称为
49、移相范围。变化的范围称为移相范围。变化的范围称为移相范围。4. 4. 电压的调节电压的调节电压的调节电压的调节R R 电容充电速度变慢电容充电速度变慢电容充电速度变慢电容充电速度变慢 uL L下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术T1+U1RE1-CT2RC1RE2R2T3T4D1D2DZR 输出脉冲可以直接从电阻输出脉冲可以直接从电阻R1引出引出(如前图如前图)，也可也可通过脉冲变压器输出。由于晶闸管控制极与阴极间通过脉冲变压器输出。由于晶闸管控制极与阴极间允许的反向电压很小，为了防止反向击穿，在脉冲允许的反向电压很小，为了防止反向击穿，在
50、脉冲变压器二次侧串联二极管变压器二次侧串联二极管D1, 可将反向电压隔开，而可将反向电压隔开，而并联并联D2，可将反向电压短路。可将反向电压短路。 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术使用脉冲变压器的触发电器使用脉冲变压器的触发电器下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术3. 3. 应用举例应用举例应用举例应用举例(1) (1) 电瓶充电机电路电瓶充电机电路电瓶充电机电路电瓶充电机电路 该电瓶充电机电路使用元件较少，线路简单，该电瓶充电机电路使用元件较少，线路简单，该电瓶充电机电路使用元件较
51、少，线路简单，该电瓶充电机电路使用元件较少，线路简单，具有过充电保护、短路保护和电瓶短接保护。具有过充电保护、短路保护和电瓶短接保护。具有过充电保护、短路保护和电瓶短接保护。具有过充电保护、短路保护和电瓶短接保护。TR1AVR2R4R3RPDDZC+_待待待待充充充充电电电电瓶瓶瓶瓶T1下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术R1AVR2R4R3RPDDZC+_待待待待充充充充电电电电瓶瓶瓶瓶T1工作原理工作原理工作原理工作原理 当待充电电瓶接入电路后，触发电路获得所需当待充电电瓶接入电路后，触发电路获得所需当待充电电瓶接入电路后，触发电路获得
52、所需当待充电电瓶接入电路后，触发电路获得所需电源电压开始工作。电源电压开始工作。电源电压开始工作。电源电压开始工作。 R R2 2 、R RP P、 C C 、T T1 1 、 R R3 3 、 R R4 4 构成了单结晶体管构成了单结晶体管构成了单结晶体管构成了单结晶体管触发电路触发电路触发电路触发电路。 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术 当电瓶电压充到一定数值时，使得当电瓶电压充到一定数值时，使得当电瓶电压充到一定数值时，使得当电瓶电压充到一定数值时，使得单结晶体管单结晶体管单结晶体管单结晶体管的峰点电压的峰点电压的峰点电压的峰点电
53、压U UP P大于稳压管大于稳压管大于稳压管大于稳压管D DZ Z的稳定电压，单结晶体的稳定电压，单结晶体的稳定电压，单结晶体的稳定电压，单结晶体管不能导通，触发电路不再产生触发脉冲，充电机管不能导通，触发电路不再产生触发脉冲，充电机管不能导通，触发电路不再产生触发脉冲，充电机管不能导通，触发电路不再产生触发脉冲，充电机停止充电。停止充电。停止充电。停止充电。 R1AVR2R4R3RPDDZC+_待待待待充充充充电电电电瓶瓶瓶瓶T1下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术R1AVR2R4R3RPDDZC+_待待待待充充充充电电电电瓶瓶瓶瓶T1
54、触发电路和可控整流电路的同步是由二极管触发电路和可控整流电路的同步是由二极管触发电路和可控整流电路的同步是由二极管触发电路和可控整流电路的同步是由二极管D D和电和电和电和电阻阻阻阻R R1 1来完成的。来完成的。来完成的。来完成的。 交流电压过零变正后交流电压过零变正后交流电压过零变正后交流电压过零变正后D D截止，电瓶电压通过截止，电瓶电压通过截止，电瓶电压通过截止，电瓶电压通过R R2 2 、R RP P向向向向C C充电。改变充电。改变充电。改变充电。改变R RP P之值，可设定电瓶的初始充电之值，可设定电瓶的初始充电之值，可设定电瓶的初始充电之值，可设定电瓶的初始充电电流。电流。电流
55、。电流。 交流电压过零变负后，电容通过交流电压过零变负后，电容通过交流电压过零变负后，电容通过交流电压过零变负后，电容通过D D和和和和R R1 1迅速放电。迅速放电。迅速放电。迅速放电。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术19.3 逆变电路逆变电路能够实现能够实现能够实现能够实现DCDC- - - -ACAC变换的电路称为逆变电路。变换的电路称为逆变电路。变换的电路称为逆变电路。变换的电路称为逆变电路。 逆变器逆变器逆变器逆变器U UD DDCDCu uOO , , f fOOACAC整流器整流器整流器整流器u u , , f fACAC
56、 变频变频变频变频电路的输入与输出均为交流，电路的输出电电路的输入与输出均为交流，电路的输出电电路的输入与输出均为交流，电路的输出电电路的输入与输出均为交流，电路的输出电压压压压u uOO的的的的幅值和频率幅值和频率幅值和频率幅值和频率f fOO可可可可单独或同时调节。单独或同时调节。单独或同时调节。单独或同时调节。变频电路变频电路变频电路变频电路 变频变频变频变频器一般用作电源，用于交流调速、感应加器一般用作电源，用于交流调速、感应加器一般用作电源，用于交流调速、感应加器一般用作电源，用于交流调速、感应加热、焊接、不间断电源及直流输电等。热、焊接、不间断电源及直流输电等。热、焊接、不间断电源
57、及直流输电等。热、焊接、不间断电源及直流输电等。 逆变逆变逆变逆变器可采用不同的电力电子器件，本章只介绍器可采用不同的电力电子器件，本章只介绍器可采用不同的电力电子器件，本章只介绍器可采用不同的电力电子器件，本章只介绍可关断晶闸管逆变电路。可关断晶闸管逆变电路。可关断晶闸管逆变电路。可关断晶闸管逆变电路。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术19.3.1 电压型单相桥式逆变电路电压型单相桥式逆变电路T T1 1D D1 1T T4 4T T3 3T T2 2D D4 4D D3 3D D2 2+ +- - - -u uo oi io o+ +
58、 +- - - -U UD DC C1. 1.电路电路电路电路 2. 2.工作原理工作原理工作原理工作原理 令晶闸管令晶闸管令晶闸管令晶闸管T T1 1、T T3 3和和和和T T2 2、T T4 4轮流导通。轮流导通。轮流导通。轮流导通。 3. 3. u uOO的的的的波形波形波形波形 t to ou uOOU UD D二极管的作用二极管的作用二极管的作用二极管的作用: : T T2 2T T4 4导通导通导通导通T T1 1T T3 3导通导通导通导通 当负载为感性时，因电流当负载为感性时，因电流当负载为感性时，因电流当负载为感性时，因电流 i io o滞滞滞滞后于电压后于电压后于电压后于
59、电压u uOO，二极管可在晶闸管切换导通时将电二极管可在晶闸管切换导通时将电二极管可在晶闸管切换导通时将电二极管可在晶闸管切换导通时将电感的储能反馈给电源，故称为感的储能反馈给电源，故称为感的储能反馈给电源，故称为感的储能反馈给电源，故称为反馈二极管反馈二极管反馈二极管反馈二极管。 改变晶闸管改变晶闸管改变晶闸管改变晶闸管切换切换切换切换导通的时间即可改变输出电压导通的时间即可改变输出电压导通的时间即可改变输出电压导通的时间即可改变输出电压的频率的频率的频率的频率f fOO。 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术19.3.2 电压型三相桥式
60、逆变电路电压型三相桥式逆变电路1. 1.电路电路电路电路 2. 2.工作原理工作原理工作原理工作原理 晶闸管晶闸管晶闸管晶闸管T T1 1TT6 6每隔每隔每隔每隔6060 依次触发导通，每管导通依次触发导通，每管导通依次触发导通，每管导通依次触发导通，每管导通180180 ，每一，每一，每一，每一6060 区间有三个晶闸管导通。区间有三个晶闸管导通。区间有三个晶闸管导通。区间有三个晶闸管导通。 同一臂上的两个晶闸管不能同时导通。同一臂上的两个晶闸管不能同时导通。同一臂上的两个晶闸管不能同时导通。同一臂上的两个晶闸管不能同时导通。T T1 1D D1 1T T4 4T T5 5T T3 3D
61、D4 4D D5 5D D3 3+ + +- - - -U UD DC CT T6 6D D6 6T T2 2D D2 2U U1 1V V1 1WW1 1+ + u u2 2- - - -+ + u u1 1- - - -+ + u u3 3- - - -三相负载三相负载三相负载三相负载逆变电路逆变电路逆变电路逆变电路下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术晶闸管在一个周期内导通次序晶闸管在一个周期内导通次序晶闸管在一个周期内导通次序晶闸管在一个周期内导通次序导通区间导通区间导通区间导通区间060060 6012060120 12018012
62、0180 180240180240 240300240300 300360 300360 晶晶晶晶 闸闸闸闸 管管管管 导导导导 通通通通 次次次次 序序序序T T5 5 T T6 6 T T1 1 T T6 6 T T1 1 T T2 2 T T1 1 T T2 2 T T3 3 T T2 2 T T3 3 T T4 4 T T3 3 T T4 4 T T5 5 T T4 4 T T5 5 T T6 6T T1 1T T5 5T T6 6U U1 1WW1 1V V1 1u u2 2u u1 1u u3 3+ +- - - -U UD DT T1 1T T6 6T T2 2U U1 1WW1
63、 1V V1 1u u2 2u u1 1u u3 3+ +- - - -U UD D060060 区间区间区间区间6012060120 区间区间区间区间负载相电压负载相电压负载相电压负载相电压负载相电压负载相电压负载相电压负载相电压下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术3. 3. 负载相电压与线电压负载相电压与线电压负载相电压与线电压负载相电压与线电压波形波形波形波形 t to ou u2 2 t to ou u3 3 t to ou u2323 t to ou u3131 t to ou u1 1 2 2 t to ou u1212 2 2
64、 相电压相电压相电压相电压线电压线电压线电压线电压相电压之间和线电压之间均相差相电压之间和线电压之间均相差相电压之间和线电压之间均相差相电压之间和线电压之间均相差120120 。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术19.3.3 正弦波脉宽调制正弦波脉宽调制1. 1.电路电路电路电路 2. 2. 工作工作工作工作波形波形波形波形 t to ou uC C u uS Su uG1G1u uou uS S+ + + u uC C控制电压控制电压控制电压控制电压调制电压调制电压调制电压调制电压 t to ou uo ou uC Cu uS S t
65、to ou u1212U UD D电压比较器电压比较器电压比较器电压比较器下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术19.4 交流调压电路交流调压电路T T1 1T T2 2u u+ +- -u uo+ +- -R RL L t to ou uOO t to ou uGG t to ou uOO1. 1.电路电路电路电路 2. 2. 工作工作工作工作波形波形波形波形3. 3. 输出电压有效值输出电压有效值输出电压有效值输出电压有效值 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术简单的交流调压电路简单的交流调压电路 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
