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1、电子技术电子技术第第 11 章章 电力电子技术电力电子技术11.1 晶晶闸管管 11.2 可控整流可控整流电路路 *11.3 交流交流调压电路路 *11.4 直流直流调压电路路 *11.5 逆逆变电路路 *11.6 晶晶闸管触管触发电路路 下一章下一章 上一章上一章 前往主前往主页 第第第第11111111章章章章 电电力力力力电电子子子子技技技技术术 11.1 晶晶 闸闸 管管 一、普通晶一、普通晶闸管管 图形符号形符号PNPNG控制极控制极 或门极或门极K阴极阴极A阳极阳极AKG1. 1. 根本构造根本构造根本构造根本构造 第第第第11111111章章章章 电电力力力力电电子子子子技技技技
2、术术 2. 2. 任任任任务务原理原理原理原理 (1) uG0 时 无无论 uA 0 或或 uA0，晶，晶闸管均截止。管均截止。 PNPNG KA uAuGAGKuAuGPNP 管管NPN 管管第第第第11111111章章章章 电电力力力力电电子子子子技技技技术术 AGKuAuG(2) uA 0，uG 0 时时 iG iB1 T1 导通通 iC1= iB2 T2 导通通 iB1 = iGiC2 T1 进一步一步导通通由于由于 iB1iC2，可使，可使 iG = 0。T2T1iGiB1iB2= iC1iA= iE2iC2构成正反响构成正反响管子迅速管子迅速导通。通。 第第第第11111111章章
3、章章 电电力力力力电电子子子子技技技技术术 (3) 晶晶闸管管导通后通后 假假设 uA 0，uG0， 管子会管子会继续导通。通。AGKuAuGT2T1iGiB1iB2= iC1iA= iE2iC2(4) 晶晶闸管由管由导通通转换 为截止的条件截止的条件 结论： 晶晶闸管具有管具有单导游游电性直流开关。性直流开关。 uA0 或或 iAIH维持持电流流 第第第第11111111章章章章 电电力力力力电电子子子子技技技技术术 3. 3. 主要参数主要参数主要参数主要参数 (1) 额定正向平均定正向平均电流流 IF 允允许经过的工的工频正弦半波正弦半波电流在一个周期内的平均流在一个周期内的平均值 (2
4、) 正向反复峰正向反复峰值电压UFRM (3) 反向反复峰反向反复峰值电压URRM (4) 控制极触控制极触发电压UG 和触和触发电流流IG 第第第第11111111章章章章 电电力力力力电电子子子子技技技技术术 *二、双向晶闸管二、双向晶闸管 A2A1GKAG*三、可关断晶三、可关断晶闸管管 uA0 时，uG0，管子，管子导通；通；uA0 时，uG0，管子截止。，管子截止。 相当于两个反向晶相当于两个反向晶闸管并管并联，两者共用一个控制极。两者共用一个控制极。第第第第11111111章章章章 电电力力力力电电子子子子技技技技术术 单相相桥式整流式整流电路中的两个二极管用可控路中的两个二极管用
5、可控 的的 晶晶闸管交管交换 半控。半控。 1. 1. 电电路构造路构造路构造路构造 11.2 可控整流电路可控整流电路 abT+- -u2+- -u1uGT1D1uGT2D2RL+- -uOiO 第第第第11111111章章章章 电电力力力力电电子子子子技技技技术术 2. 2. 任任任任务务原理原理原理原理 正半周，正半周，T2、D1 接受反向接受反向电压截止，截止， T1、D2 接受正向接受正向电压，控制极控制极电压 uG 在在 t =时施加，施加，故在故在 t 时， T1 和和 D2 导通通电流通路：流通路：a T1 RL D2 babT+-u2+-u1uGT1D1 uGT2D2RL+-
6、uOiO 第第第第11111111章章章章 电电力力力力电电子子子子技技技技术术 负半周，半周，T1、D2接受反向接受反向电压截止，截止， T2、D1 接受正向接受正向电压。控制极控制极电压 uG 在在 t =+ 时施加，施加，故在故在+ t2 时， T2 和和 D1 导通。通。 电流通路：流通路：bT2 RLD1 aabT+- -u2+- -u1uGT1D1uGT2D2RL+- -uOiO2. 2. 任任任任务务原理原理原理原理 第第第第11111111章章章章 电电力力力力电电子子子子技技技技术术 3. 3. 任任任任务务波形波形波形波形 + + 2 ab+- -u2uGT1D1uGT2D
7、2RL+- -uOiO负载 RL 上得到不完好上得到不完好 的全波脉的全波脉动电压 。u2 t O t uGuO t OO 第第第第11111111章章章章 电电力力力力电电子子子子技技技技术术 4. 4. 主要参数主要参数主要参数主要参数 uO 2 t UO(1) 负载直流直流电压 (2) 负载直流直流电流流 UO= 2U2sin td( t)1 = U2 2 2 1+cos 2= 0.9U2 1+cos 2IO= UORL第第第第11111111章章章章 电电力力力力电电子子子子技技技技术术 (3) 二极管和晶闸管平均电流二极管和晶闸管平均电流 ID = IT = 0.5IO (4) 晶晶
8、闸管管电流有效流有效值 (5) 晶晶闸管正向阳极管正向阳极电压最大最大值 第第第第11111111章章章章 电电力力力力电电子子子子技技技技术术 (7) 二极管反向阳极二极管反向阳极电压最大最大值(6) 晶闸管反向阳极电压最大值晶闸管反向阳极电压最大值 第第第第11111111章章章章 电电力力力力电电子子子子技技技技术术 例例11.2.1 一一单相相桥式半控整流式半控整流电路，交流路，交流输入入电压有效有效值 U2 = 100 V,负载电阻阻 RL= 10 ，控制角，控制角的的调理范理范围为0o 120o 。求下述数。求下述数值的的变化范化范围：(1)输出直出直流流电压， (2)输出直流出直
9、流电流，流， (3)晶晶闸管平均管平均电流，流，(4)晶晶闸管管电流有效流有效值。 解解(1)输出直流出直流电压的的变化范化范围 当当 = 0o 时， 当当 = 120o 时， 第第第第11111111章章章章 电电力力力力电电子子子子技技技技术术 (2) 输出直流电流的变化范围输出直流电流的变化范围 当当 = 0o 时， 当当 = 120o 时， (3) 晶晶闸管平均管平均电流的流的变化范化范围 当当 = 0o 时， 当当 = 120o 时， 第第第第11111111章章章章 电电力力力力电电子子子子技技技技术术 (4) 晶闸管电流有效值的变化范围晶闸管电流有效值的变化范围 当当 = 0o
10、时， 当当 = 120o 时， 第第第第11111111章章章章 电电力力力力电电子子子子技技技技术术 输出出电压有效有效值 电电路构造路构造路构造路构造 *11.3 交流调压电路交流调压电路 O uOt 3p 2p O uIt 3p 2p 输出出电流有效流有效值 uO uI + + RL A1 A2 第第第第11111111章章章章 电电力力力力电电子子子子技技技技术术 例例11.3.1 交流交流调压电路，交流路，交流输入入电压有效有效值 UI = 220 V，负载电阻阻 RL = 11 ，控制角，控制角的的调理范理范围为 0o 90o 。求。求输出出电压和和输出直流的出直流的变化范化范围。
11、 解解当当 = 0o 时， 第第第第11111111章章章章 电电力力力力电电子子子子技技技技术术 当当 = 90o 时， 故当故当 = 0o 90o 时， UO = 220 V 155.56 V， IO = 20 A 14.14 A第第第第11111111章章章章 电电力力力力电电子子子子技技技技术术 输入入电压和和输出出电压关系关系 电电路构造：路构造：路构造：路构造： *11.4 直流调压电路直流调压电路 占空比占空比 O uOt T tW 输出出电压波形波形 直流直流输出出电流流 uO I RL K AG+ + 第第第第11111111章章章章 电电力力力力电电子子子子技技技技术术 例
12、例11.1 直流直流调压电路，路，输入入电压 UI = 110 V, 假假设要求直流要求直流输出出电压 UO 在在 0 80 V 范范围内可内可调。求。求占空比占空比的的调理范理范围。 解解当当UO = 0 V 时， 当当UO = 80 V 时， 第第第第11111111章章章章 电电力力力力电电子子子子技技技技术术 逆逆逆逆变电变电路分路分路分路分类类：*11.5 逆变电路逆变电路 输入入电源源 电压型型 电流型流型 输出出电源相数源相数 三相三相 单相相 输出波形出波形 矩形波矩形波 正弦波正弦波 逆逆逆逆变电变电路作用：路作用：路作用：路作用：将直流将直流电变换为交流交流电。 第第第第1
13、1111111章章章章 电电力力力力电电子子子子技技技技术术 电电路构造路构造路构造路构造 可关断晶可关断晶闸管管电路路 输出出电压波形波形 O uOt T/2T uO I S1 S2 S3 S4 RL uO I RL 第第第第11111111章章章章 电电力力力力电电子子子子技技技技术术 *11.6 晶闸管触发电路晶闸管触发电路 也称也称为双基极二极管。双基极二极管。 一、一、单结晶体管晶体管 图形符号形符号B2第二基极第二基极B1第一基极第一基极E发射极射极PN结N型硅片型硅片B2B1E第第第第11111111章章章章 电电力力力力电电子子子子技技技技术术 电电路模型和伏安特性路模型和伏安
14、特性路模型和伏安特性路模型和伏安特性 伏安特性伏安特性 BB + - RB2 RB1 + - EIEDB2B1EO UEIEVPIVIPUVUP电路模型路模型 分分压比比 峰点峰点电压 第第第第11111111章章章章 电电力力力力电电子子子子技技技技术术 二、触发电路二、触发电路 - B2B1Eu + R2 R1 R C O ut O uEt UPUV触触发波形波形触触发电路路第第第第11111111章章章章 电电力力力力电电子子子子技技技技术术 完好的可控整流完好的可控整流完好的可控整流完好的可控整流电电路路路路T2 +- -u2T1D1T2D2RLT1 +- -u2+- -u1RB2B1CR2 R1 第第第第11111111章章章章 电电力力力力电电子子子子技技技技术术 第第 11 章章 结 束束 下一章下一章 上一章上一章 前往主前往主页
