電子技術(shù)-chapter5-第5章-電力電子技術(shù)課件

本章要求：1.理解單相整流電路和濾波電路的工作原理及參數(shù)的計(jì)算;2.了解穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路和串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的工作原理;3.了解集成穩(wěn)壓電路的性能及應(yīng)用。4.了解晶閘管的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、特性和主要參數(shù)。5.理解可控整流電路的工作原理、掌握電壓平均值與控制角的關(guān)系。6.了解單結(jié)晶體管及其觸發(fā)電路的工作原理。第5章電力電子技術(shù)

本章要求：第5章電力電子技術(shù)5.1直流穩(wěn)壓電源小功率直流穩(wěn)壓電源的組成功能：把交流電壓變成穩(wěn)定的大小合適的直流電壓u4uou3u2u1交流電源負(fù)載變壓整流濾波穩(wěn)壓5.1直流穩(wěn)壓電源小功率直流穩(wěn)壓電源的組成功能：把交流電壓5.1.1

整流電路整流電路的作用:

將交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)槊}動(dòng)的直流電壓。

常見的整流電路：

半波、全波、橋式和倍壓整流；單相和三相整流等。分析時(shí)可把二極管當(dāng)作理想元件處理：

二極管的正向?qū)娮铻榱?，反向電阻為無窮大。整流原理：

利用二極管的單向?qū)щ娦?.1.1整流電路整流電路的作用:常見的整流電路：分uDO1.單相半波整流電路2）工作原理u

正半周，Va>Vb，二極管D導(dǎo)通；3）工作波形

u負(fù)半周，Va<Vb，二極管D截止。1）電路結(jié)構(gòu)–++–aTrDuoubRLio動(dòng)畫utOuoOuDO1.單相半波整流電路2）工作原理u正半4）參數(shù)計(jì)算(1)整流電壓平均值Uo(2)整流電流平均值Io(3)流過每管電流平均值ID(4)每管承受的最高反向電壓UDRM(5)變壓器副邊電流有效值I4）參數(shù)計(jì)算(1)整流電壓平均值Uo(2)整流電流5）整流二極管的選擇

在選擇整流二極管時(shí)，平均電流ID

與最高反向電壓UDRM

是選擇整流二極管的主要依據(jù)，為使工作可靠，應(yīng)使整流二極管的最大整流電流IOM和最高反向工作電壓URWM

滿足下列條件：選管時(shí)應(yīng)滿足：

IOM

2ID

，URWM2UDRM

5）整流二極管的選擇在選擇整流二極管時(shí)，平均電流2.單相橋式整流電路2）工作原理u

正半周，Va>Vb，二極管

D1、D3

導(dǎo)通，D2、D4

截止。3）工作波形uD2uD41）電路結(jié)構(gòu)－uouDttRLuiouo1234ab+–+–－動(dòng)畫u2.單相橋式整流電路2）工作原理u正半周，例1：

試分析圖示橋式整流電路中的二極管D2

或D4

斷開時(shí)負(fù)載電壓的波形。如果D2

或D4接反，后果如何？如果D2或D4因擊穿或燒壞而短路，后果又如何？

uo+_~u+_RLD2D4D1D3解：當(dāng)D2或D4斷開后電路為單相半波整流電路。正半周時(shí)，D1和D3導(dǎo)通，負(fù)載中有電流過，負(fù)載電壓uo=u；負(fù)半周時(shí)，D1和D3截止，負(fù)載中無電流通過，負(fù)載兩端無電壓，uo=0。

uo

u

π2π3π4πtwtwπ2π3π4πoo例1：試分析圖示橋式整流電路中的二極管D2或D4

如果D2或D4接反則正半周時(shí)，二極管D1、D4或D2、D3導(dǎo)通，電流經(jīng)D1、D4或D2、D3而造成電源短路，電流很大，因此變壓器及D1、D4或D2、D3將被燒壞。

如果D2或D4因擊穿燒壞而短路則正半周時(shí)，情況與D2或D4接反類似，電源及D1或D3也將因電流過大而燒壞。uo+_~u+_RLD2D4D1D3如果D2或D4接反如果D2或D4因擊穿燒壞而短路uo3.三相橋式整流電路2）工作原理在每一瞬間共陰極組中陽極電位最高的二極管導(dǎo)通；共陽極組中陰極電位最低的二極管導(dǎo)通。1）電路D1RLuoD6D3D5D4D2io

Cbau++––o

三相變壓器原繞組接成三角形，副繞組接成星形共陽極組共陰極組3.三相橋式整流電路2）工作原理在每一瞬間1）電路

在t1~

t2

期間共陰極組中a點(diǎn)電位最高，D1導(dǎo)通；共陽極組中b點(diǎn)電位最低，D4導(dǎo)通。負(fù)載兩端的電壓為線電壓uab。D1RLuoD6D3D5D4D2io

Cbau++––

o負(fù)載電壓2）工作原理變壓器副邊電壓動(dòng)畫uouaubuC2uoot1t2t3t4t5t6t7t8t9在t1~t2期間負(fù)載兩端的電壓為線電壓u

在t2~

t3

期間共陰極組中a點(diǎn)電位最高，D1導(dǎo)通；共陽極組中c點(diǎn)電位最低，D6導(dǎo)通。負(fù)載兩端的電壓為線電壓uaC。D1RLuoD6D3D5D4D2io

Cbau++––

o負(fù)載電壓2）工作原理變壓器副邊電壓uouaubuC2t1t2t3t4t5t6t7t8t9uoo在t2~t3期間負(fù)載兩端的電壓為線電壓u

在t3~

t4

期間共陰極組中b點(diǎn)電位最高，D3導(dǎo)通；共陽極組中c點(diǎn)電位最低，D6導(dǎo)通。負(fù)載兩端的電壓為線電壓ubC。D1RLuoD6D3D5D4D2io

Cbau++––

o負(fù)載電壓2）工作原理變壓器副邊電壓uouaubuC2t1t2t3t4t5t6t7t8t9uoo在t3~t4期間負(fù)載兩端的電壓為線電壓u

在t4~

t5

期間共陰極組中b點(diǎn)電位最高，D3導(dǎo)通；共陽極組中a點(diǎn)電位最低，D2導(dǎo)通。負(fù)載兩端的電壓為線電壓uba。D1RLuoD6D3D5D4D2io

Cbau++––

o負(fù)載電壓2）工作原理變壓器副邊電壓uouaubuC2t1t2t3t4t5t6t7t8t9uoo在t4~t5期間負(fù)載兩端的電壓為線電壓ut1t2t3t4t5t6t7t8t9uoo2）工作原理結(jié)論：

在一個(gè)周期中，每個(gè)二極管只有三分之一的時(shí)間導(dǎo)通（導(dǎo)通角為120°）。D1RLuoD6D3D5D4D2iocbau++––

o變壓器副邊電壓負(fù)載電壓負(fù)載兩端的電壓為線電壓。uouaubuC2t1t2t3t4t5t6t7t8t9uoo2）工作原理結(jié)論3）參數(shù)計(jì)算(1)整流電壓平均值Uo(2)整流電流平均值Io(3)流過每管電流平均值ID(4)每管承受的最高反向電壓UDRM3）參數(shù)計(jì)算(1)整流電壓平均值Uo(2)整流電流平5.1.2

濾波電路

交流電壓經(jīng)整流電路整流后輸出的是脈動(dòng)直流，其中既有直流成份又有交流成份。

濾波原理：濾波電路利用儲(chǔ)能元件電容兩端的電壓(或通過電感中的電流)不能突變的特性,濾掉整流電路輸出電壓中的交流成份，保留其直流成份，達(dá)到平滑輸出電壓波形的目的。方法：將電容與負(fù)載RL并聯(lián)(或?qū)㈦姼信c負(fù)載RL串聯(lián))。5.1.2濾波電路交流電壓經(jīng)整流電路整流后輸出的是

1.電容濾波器

1）電路結(jié)構(gòu)2）工作原理

u>uC時(shí)，二極管導(dǎo)通，電源在給負(fù)載RL供電的同時(shí)也給電容充電，uC

增加，uo=uC

。

u<uC時(shí)，二極管截止，電容通過負(fù)載RL

放電，uC按指數(shù)規(guī)律下降，uo=uC

。+Cici–++–aDuoubRLio=uC

3）工作波形二極管承受的最高反向電壓為。動(dòng)畫uoutOtO1.電容濾波器

1）電路結(jié)構(gòu)2）工作原理4）電容濾波電路的特點(diǎn)(T—電源電壓的周期)(1)輸出電壓的脈動(dòng)程度與平均值Uo與放電時(shí)間常數(shù)RLC有關(guān)。

RLC

越大電容器放電越慢輸出電壓的平均值Uo越大，波形越平滑。近似估算?。?/p>

Uo

=1.2U(

橋式、全波）

Uo

=1.0U

（半波）當(dāng)負(fù)載RL開路時(shí)，UO

為了得到比較平直的輸出電壓4）電容濾波電路的特點(diǎn)(T—電源電壓的周期)(1)(2)外特性曲線有電容濾波1.4U

無電容濾波0.45UUooIO

結(jié)論

采用電容濾波時(shí)，輸出電壓受負(fù)載變化影響較大，即帶負(fù)載能力較差。因此電容濾波適合于要求輸出電壓較高、負(fù)載電流較小且負(fù)載變化較小的場(chǎng)合。(3)流過二極管的瞬時(shí)電流很大選管時(shí)一般?。?/p>

IOM=2ID

RLC

越大ＵO

越高，IO

越大整流二極管導(dǎo)通時(shí)間越短iD

的峰值電流越大。iDtuotOO(2)外特性曲線有電容濾波1.4U無電容濾波0.例：

有一單相橋式整流濾波電路，已知交流電源頻率f=50Hz，負(fù)載電阻RL=200，要求直流輸出電壓Uo=30V，選擇整流二極管及濾波電容器。流過二極管的電流二極管承受的最高反向電壓變壓器副邊電壓的有效值uRLuo++––~+C解：1.選擇整流二極管可選用二極管2CP11IOM=100mAUDRM=50V

例：有一單相橋式整流濾波電路，已知交流電源頻例：有一單相橋式整流濾波電路，已知交流電源頻率f=50Hz，負(fù)載電阻RL=200，要求直流輸出電壓Uo=30V，選擇整流二極管及濾波電容器。取RLC=5T/2已知RL=50uRLuo++––~+C解：2.選擇濾波電容器可選用C=250F，耐壓為50V的極性電容器例：有一單相橋式整流濾波電路，已知交流電源頻率f=50H2.電感電容濾波器1.電路結(jié)構(gòu)L

uRLuo++––~+C2.濾波原理

對(duì)直流分量:XL=0，L相當(dāng)于短路,電壓大部分降在RL上。對(duì)諧波分量:f

越高,XL越大,電壓大部分降在L上。因此,在負(fù)載上得到比較平滑的直流電壓。

當(dāng)流過電感的電流發(fā)生變化時(shí)，線圈中產(chǎn)生自感電勢(shì)阻礙電流的變化,使負(fù)載電流和電壓的脈動(dòng)減小。

LC濾波適合于電流較大、要求輸出電壓脈動(dòng)較小的場(chǎng)合，用于高頻時(shí)更為合適。2.電感電容濾波器1.電路結(jié)構(gòu)LuRLuo++–3.形濾波器形LC濾波器

濾波效果比LC濾波器更好，但二極管的沖擊電流較大。

比形LC濾波器的體積小、成本低。LuRLuo++––~+C2+C1形RC濾波器RuRLuo++––~+C2+C1

R愈大，C2愈大，濾波效果愈好。但R大將使直流壓降增加，主要適用于負(fù)載電流較小而又要求輸出電壓脈動(dòng)很小的場(chǎng)合。3.形濾波器形LC濾波器濾波效果比L5.1.3穩(wěn)壓電路

穩(wěn)壓電路（穩(wěn)壓器）是為電路或負(fù)載提供穩(wěn)定的輸出電壓的一種電子設(shè)備。

穩(wěn)壓電路的輸出電壓大小基本上與電網(wǎng)電壓、負(fù)載及環(huán)境溫度的變化無關(guān)。理想的穩(wěn)壓器是輸出阻抗為零的恒壓源。實(shí)際上，它是內(nèi)阻很小的電壓源。其內(nèi)阻越小，穩(wěn)壓性能越好。

穩(wěn)壓電路是整個(gè)電子系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，也可以是一個(gè)獨(dú)立的電子部件。5.1.3穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路（穩(wěn)壓器）是為電路1.穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路

2）工作原理UO

=UZ

IR=IO+IZUIUZRL(IO)IR設(shè)UI一定，負(fù)載RL變化UO

基本不變IR

(IRR)基本不變UO

(UZ

)IZ1）電路+–UIRL+CIOUO+–+–uIRRDZIz限流調(diào)壓穩(wěn)壓電路1.穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路2）工作原理UO=UZ1.穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路

2）工作原理UO

=UZ

IR=IO+IZUIUZUIUZ設(shè)負(fù)載RL一定，UI變化UO

基本不變IRRIZIR1）電路+–UIRL+CIOUO+–+–uIRRDZIz1.穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路2）工作原理UO=UZ3）參數(shù)的選擇(1)UZ

=UO(2)IZM=(1.5~3)ICM(3)UI

=(2~3)UO(4)為保證穩(wěn)壓管安全工作為保證穩(wěn)壓管正常工作

適用于輸出電壓固定、輸出電流不大、且負(fù)載變動(dòng)不大的場(chǎng)合。3）參數(shù)的選擇(1)UZ=UO(4)為保證穩(wěn)壓為3.恒壓源

由穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路和運(yùn)算放大器可組成恒壓源。UZRFR2R1+–++–RL+–UZRDZ+UUORFR2R1++–+–RLRDZ+–UZ+U反相輸入恒壓源同相輸入恒壓源改變RF即可調(diào)節(jié)恒壓源的輸出電壓。3.恒壓源由穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路和運(yùn)算放大器可組成恒UiTR2UZRLUO+–R3++––+UB+–DZ+–Uf+–R14.串聯(lián)型穩(wěn)壓電路1）電路結(jié)構(gòu)

串聯(lián)型穩(wěn)壓電路由基準(zhǔn)電壓、比較放大、取樣電路和調(diào)整元件四部分組成。調(diào)整元件比較放大基準(zhǔn)電壓取樣電路UiTR2UZRLUO+–R3++––+UB+–DZ+–U

當(dāng)由于電源電壓或負(fù)載電阻的變化使輸出電壓UO

升高時(shí)，有如下穩(wěn)壓過程：2）穩(wěn)壓過程

由電路圖可知UOUfUBUOICUCE

由于引入的是串聯(lián)電壓負(fù)反饋，故稱串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。UITR2UZRLUO+–R3++––+UB+–DZ+–Uf+–R1當(dāng)由于電源電壓或負(fù)載電阻的變化使輸出電壓UO升高3）輸出電壓及調(diào)節(jié)范圍

輸出電壓UiTR2UZRLUO+–R3++––+UB+–DZ+–Uf+–R13）輸出電壓及調(diào)節(jié)范圍輸出電壓UiTR2UZRLUO4.

集成穩(wěn)壓電源單片集成穩(wěn)壓電源，具有體積小,可靠性高,使用靈活,價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。最簡(jiǎn)單的集成穩(wěn)壓電源只有輸入，輸出和公共引出端,故稱之為三端集成穩(wěn)壓器。1）分類XX兩位數(shù)字為輸出電壓值三端穩(wěn)壓器輸出固定電壓輸出可調(diào)電壓輸出正電壓78XX輸出負(fù)電壓79XX（1.25~37V連續(xù)可調(diào)）4.集成穩(wěn)壓電源單片集成穩(wěn)壓電源，具有體積小,可靠性高,使2）外形及引腳功能W7800系列穩(wěn)壓器外形1—輸入端3—公共端2—輸出端78xxW7900系列穩(wěn)壓器外形1—

公共端3—輸入端2—輸出端79xx塑料封裝2）外形及引腳功能W7800系列穩(wěn)壓器外形1—輸入端3—3）性能特點(diǎn)（7800、7900系列）輸出電流超過1.5A（加散熱器）不需要外接元件內(nèi)部有過熱保護(hù)內(nèi)部有過流保護(hù)調(diào)整管設(shè)有安全工作區(qū)保護(hù)輸出電壓容差為4%輸出電壓額定值有:

5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V等。3）性能特點(diǎn)（7800、7900系列）輸出電流超過1.4）主要參數(shù)(1)電壓調(diào)整率SU(穩(wěn)壓系數(shù))

反映當(dāng)負(fù)載電流和環(huán)境溫度不變時(shí)，電網(wǎng)電壓波動(dòng)對(duì)穩(wěn)壓電路的影響。(2)電流調(diào)整率SI

反映當(dāng)輸入電壓和環(huán)境溫度不變時(shí)，輸出電流變化時(shí)輸出電壓保持穩(wěn)定的能力，即穩(wěn)壓電路的帶負(fù)載能力。0.005~0.02%0.1~1.0%4）主要參數(shù)(1)電壓調(diào)整率SU(穩(wěn)壓系數(shù))(2)(3)輸出電壓UO

(6)最大輸入電壓UiM

(7)最大功耗PM

(4)最大輸出電流IOM

(5)最小輸入、輸出電壓差(Ui-UO

)min

(3)輸出電壓UO(6)最大輸入電壓Ui輸出為固定正電壓時(shí)的接法如圖所示。(1)

輸出為固定電壓的電路輸入與輸出之間的電壓不得低于3V！5）三端固定輸出集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用COW7805CiUi+_+_UO123

0.1~1F1F為了瞬時(shí)增減負(fù)載電流時(shí)，不致引起輸出電壓有較大的波動(dòng)。即用來改善負(fù)載的瞬態(tài)響應(yīng)。用來抵消輸入端接線較長(zhǎng)時(shí)的電感效應(yīng)，防止產(chǎn)生自激振蕩。即用以改善波形。輸出為固定正電壓時(shí)的接法如圖所示。(1)輸出為固定電壓的(2)同時(shí)輸出正、負(fù)電壓的電路23220V

24V+C

24V+CW7815Ci+15V123CiW79151COCO–15V1F1F0.33F0.33F1000F1000F(2)同時(shí)輸出正、負(fù)電壓的電路23220V24V+C24UXX:

為W78XX固定輸出電壓UO=UXX+UZ（3）提高輸出電壓的電路COW78XXCiUI+_+_UO123UXXUZRDZ+_+_IO=I2+IC（4）提高輸出電流的電路

當(dāng)IO較小時(shí)，UR較小，T截止，IC=0。COW78XXCiUI+_+_UO123RURICI2IOT+–

當(dāng)IO>

IOM時(shí)，UR較大，T導(dǎo)通，IO=IOM+IC

R

可由功率管T的UBE和穩(wěn)壓器的IOM確定,即RUBE/IOM。UXX:為W78XX固定輸出電壓（3）提高輸出電壓的電路C6）三端可調(diào)輸出集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用

流過調(diào)整端電流<100μA，在要求不高的場(chǎng)合它在R2上的壓降可以忽略2、1兩端電壓為1.25V—

基準(zhǔn)電壓COCW117CiUi+_+_UO321AdjR1R22401μF0.1μF6）三端可調(diào)輸出集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用流過調(diào)整端電流<1晶閘管（Silicon

ControlledRectifier）

晶閘管是在晶體管基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種大功率半導(dǎo)體器件。它的出現(xiàn)使半導(dǎo)體器件由弱電領(lǐng)域擴(kuò)展到強(qiáng)電領(lǐng)域。

晶閘管也像半導(dǎo)體二極管那樣具有單向?qū)щ娦?，但它的?dǎo)通時(shí)間是可控的，主要用于整流、逆變、調(diào)壓及開關(guān)等方面。

體積小、重量輕、效率高、動(dòng)作迅速、維修簡(jiǎn)單、操作方便、壽命長(zhǎng)、容量大（正向平均電流達(dá)千安、正向耐壓達(dá)數(shù)千伏）。

優(yōu)點(diǎn)：5.2晶閘管及其應(yīng)用晶閘管體積小、重量輕、效率高、動(dòng)作迅速、維修簡(jiǎn)G控制極5.2.1

晶閘管1.基本結(jié)構(gòu)K陰極G陽極

AP1P2N1N2四層半導(dǎo)體

晶閘管是具有三個(gè)PN結(jié)的四層結(jié)構(gòu),其外形、結(jié)構(gòu)及符號(hào)如圖。(c)結(jié)構(gòu)KGA(b)符號(hào)(a)外形晶閘管的外形、結(jié)構(gòu)及符號(hào)三個(gè)

PN

結(jié)G控制極5.2.1晶閘管1.基本結(jié)構(gòu)K陰極G陽極P1P2N1N2K

GA晶閘管相當(dāng)于PNP和NPN型兩個(gè)晶體管的組合+KA

T2T1_P2N1N2IGIAP1N1P2IKGPPNNNPAGKP1P2N1N2KGA晶閘管相當(dāng)于PNP和NPN型兩個(gè)晶T1T22.工作原理A

在極短時(shí)間內(nèi)使兩個(gè)三極管均飽和導(dǎo)通，此過程稱觸發(fā)導(dǎo)通。形成正反饋過程KGEA>0、EG>0EGEA+_RT1T22.工作原理A在極短時(shí)間內(nèi)使兩個(gè)三極管

晶閘管導(dǎo)通后，去掉EG

，依靠正反饋，仍可維持導(dǎo)通狀態(tài)。2.

工作原理GEA>0、EG>0KEA+_RT1T2EGA形成正反饋過程晶閘管導(dǎo)通后，去掉EG，依靠正反饋，仍可維持導(dǎo)通晶閘管導(dǎo)通的條件：1）晶閘管陽極電路(陽極與陰極之間)施加正向電壓。

2）晶閘管控制電路(控制極與陰極之間)加正向電壓或正向脈沖(正向觸發(fā)電壓)。

晶閘管導(dǎo)通后，控制極便失去作用。

依靠正反饋，晶閘管仍可維持導(dǎo)通狀態(tài)。晶閘管關(guān)斷的條件：

1）必須使可控硅陽極電流減小,直到正反饋效應(yīng)不能維持。

2）將陽極電源斷開或者在晶閘管的陽極和陰極間加反相電壓。晶閘管導(dǎo)通的條件：1）晶閘管陽極電路(陽極與正向特性反向特性URRMUFRMIG2>IG1>IG0UBRIFUBO正向轉(zhuǎn)折電壓IHoUIIG0IG1IG2+_+_反向轉(zhuǎn)折電壓正向平均電流維持電流U3.伏安特性正向特性反向特性URRMUFRMIG2>IG1>IG4.主要參數(shù)UFRM:正向重復(fù)峰值電壓（晶閘管耐壓值）晶閘管控制極開路且正向阻斷情況下,允許重復(fù)加在晶閘管兩端的正向峰值電壓。一般取UFRM

=80%UB0

。普通晶閘管UFRM

為100V—3000V反向重復(fù)峰值電壓控制極開路時(shí),允許重復(fù)作用在晶閘管元件上的反向峰值電壓。一般取URRM

=80%UBR

普通晶閘管URRM為100V—3000VURRM：4.主要參數(shù)UFRM:正向重復(fù)峰值電壓（晶閘管耐壓值）反正向平均電流環(huán)境溫度為40C及標(biāo)準(zhǔn)散熱條件下，晶閘管處于全導(dǎo)通時(shí)可以連續(xù)通過的工頻正弦半波電流的平均值。

IF：IFt2如果正弦半波電流的最大值為Im,則普通晶閘管IF為1A—1000A。正向平均電流IF：IFt2如果正弦半波電流的最大值為UF:

通態(tài)平均電壓（管壓降）在規(guī)定的條件下，通過正弦半波平均電流時(shí)，晶閘管陽、陰極間的電壓平均值。一般為1V左右。IH:

維持電流在規(guī)定的環(huán)境和控制極斷路時(shí)，晶閘管維持導(dǎo)通狀態(tài)所必須的最小電流。一般IH為幾十~一百多毫安。UG、IG：控制極觸發(fā)電壓和電流室溫下，陽極電壓為直流6V時(shí)，使晶閘管完全導(dǎo)通所必須的最小控制極直流電壓、電流。一般UG為1到5V，IG為幾十到幾百毫安。UF:通態(tài)平均電壓（管壓降）IH:維持電流UG、IG：晶閘管型號(hào)及其含義導(dǎo)通時(shí)平均電壓組別共九級(jí),用字母A~I表示0.4~1.2V額定電壓,用百位或千位數(shù)表示取UFRM或URRM較小者額定正向平均電流(IF)（晶閘管類型）P--普通晶閘管K--快速晶閘管S--雙向晶閘管

晶閘管KP普通型如KP5-7表示額定正向平均電流為5A,額定電壓為700V。晶閘管型號(hào)及其含義導(dǎo)通時(shí)平均電壓組別額定電壓,用百位或千位5.2.2

可控整流電路1.單相半波可控整流

1）電阻性負(fù)載(1)

電路

u

>0時(shí)：若ug=0，晶閘管不導(dǎo)通，u

<0時(shí):

晶閘管承受反向電壓不導(dǎo)通,

uo=0,uT=u，故稱可控整流。控制極加觸發(fā)信號(hào)，晶閘管承受正向電壓導(dǎo)通，uuoRL+–+uT+––Tio5.2.2可控整流電路1.單相半波可控整流(1)(2)工作原理t12u

<

0時(shí):

可控硅承受反向電壓不導(dǎo)通即：晶閘管反向阻斷

加觸發(fā)信號(hào)，晶閘管承受正向電壓導(dǎo)通tOu

>0時(shí):tO(2)工作原理t12u<0時(shí):可控硅承受反tO

接電阻負(fù)載時(shí)單相半波可控整流電路電壓、電流波形動(dòng)畫控制角t1tOtOt22tO導(dǎo)通角(3)工作波形tO接電阻負(fù)載時(shí)動(dòng)畫控制角t1tOtO(4)整流輸出電壓及電流的平均值由公式可知：改變控制角，可改變輸出電壓Uo。(4)整流輸出電壓及電流的平均值由公式可知：改變控制角，可2）電感性負(fù)載與續(xù)流二極管(1)電路

當(dāng)電壓u過零后，由于電感反電動(dòng)勢(shì)的存在，晶閘管在一段時(shí)間內(nèi)仍維持導(dǎo)通，失去單向?qū)щ娮饔谩uoR+–+uT+––T?LeL?

在電感性負(fù)載中,當(dāng)晶閘管剛觸發(fā)導(dǎo)通時(shí)，電感元件上產(chǎn)生阻礙電流變化的感應(yīng)電勢(shì)(極性如圖)，電流不能躍變，將由零逐漸上升(見波形)。2）電感性負(fù)載與續(xù)流二極管(1)電路當(dāng)電壓utOtOtOt1tOt22(2)工作波形(未加續(xù)流二極管)tOtOtOt1tOt22(2uuoR+–+uT+––LTioDiou>0時(shí)：

D反向截止，不影響整流電路工作。u

<0時(shí)：

D正向?qū)?晶閘管承受反向電壓關(guān)斷,電感元件L釋放能量形成的電流經(jīng)D構(gòu)成回路(續(xù)流),負(fù)載電壓uo波形與電阻性負(fù)載相同(見波形圖)。3）電感性負(fù)載(加續(xù)流二極管)+–(1)電路uuoR+–+uT+––LTioDiou>0時(shí)：u<(3)工作波形(加續(xù)流二極管)iLttOtO2tO(3)工作波形(加續(xù)流二極管)iLttOtO2.單相半控橋式整流電路1）電路2）工作原理T1和D2承受正向電壓。T1控制極加觸發(fā)電壓,則T1和D2導(dǎo)通，電流的通路為T1、T2晶閘管D1、D2晶體管aRLD2T1b(1)電壓u

為正半周時(shí)io+–+–T1T2RLuoD1D2au+–b此時(shí)，T2和D1均承受反向電壓而截止。2.單相半控橋式整流電路1）電路2）工作原理io+–+–T1T2RLuoD1D2au+–bT2和D1承受正向電壓。T2控制極加觸發(fā)電壓,則T2和D1導(dǎo)通，電流的通路為(2)電壓u

為負(fù)半周時(shí)bRLD1T2a此時(shí)，T1和D2均承受反向電壓而截止。io+–+–T1T2RLuoD1D2au+–bttOtO3）工作波形2動(dòng)畫tOttOtO3）工作波形2動(dòng)畫tO4）輸出電壓及電流的平均值4）輸出電壓及電流的平均值兩種常用可控整流電路電路特點(diǎn)該電路只用一只晶閘管，且其上無反向電壓。2.晶閘管和負(fù)載上的電流相同。(1)uTD2D1D4u0RLD3+-+-兩種常用可控整流電路電路該電路只用一只晶閘管，且其上2.電路特點(diǎn)1.該電路接入電感性負(fù)載時(shí)，D1、D2

便起續(xù)流二極管作用。(2)20.2.3三相半波可控整流電路動(dòng)畫2.由于T1的陽極和T2的陰極相連，兩管控制極必須加獨(dú)立的觸發(fā)信號(hào)。T1T2D1D2uuORL+-+-電路1.該電路接入電感性負(fù)載時(shí)，D1、D2便起(2)23.三相橋式半控整流電路2）工作原理1）電路動(dòng)畫u2a2u2bu2ct1t2uoTT1RLuoD3T2T3D2D1iocbau++––3.三相橋式半控整流電路2）工作原理1）電路動(dòng)畫u2a本章要求：1.理解單相整流電路和濾波電路的工作原理及參數(shù)的計(jì)算;2.了解穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路和串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的工作原理;3.了解集成穩(wěn)壓電路的性能及應(yīng)用。4.了解晶閘管的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、特性和主要參數(shù)。5.理解可控整流電路的工作原理、掌握電壓平均值與控制角的關(guān)系。6.了解單結(jié)晶體管及其觸發(fā)電路的工作原理。第5章電力電子技術(shù)

本章要求：第5章電力電子技術(shù)5.1直流穩(wěn)壓電源小功率直流穩(wěn)壓電源的組成功能：把交流電壓變成穩(wěn)定的大小合適的直流電壓u4uou3u2u1交流電源負(fù)載變壓整流濾波穩(wěn)壓5.1直流穩(wěn)壓電源小功率直流穩(wěn)壓電源的組成功能：把交流電壓5.1.1

整流電路整流電路的作用:

將交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)槊}動(dòng)的直流電壓。

常見的整流電路：

半波、全波、橋式和倍壓整流；單相和三相整流等。分析時(shí)可把二極管當(dāng)作理想元件處理：

二極管的正向?qū)娮铻榱?，反向電阻為無窮大。整流原理：

利用二極管的單向?qū)щ娦?.1.1整流電路整流電路的作用:常見的整流電路：分uDO1.單相半波整流電路2）工作原理u

正半周，Va>Vb，二極管D導(dǎo)通；3）工作波形

u負(fù)半周，Va<Vb，二極管D截止。1）電路結(jié)構(gòu)–++–aTrDuoubRLio動(dòng)畫utOuoOuDO1.單相半波整流電路2）工作原理u正半4）參數(shù)計(jì)算(1)整流電壓平均值Uo(2)整流電流平均值Io(3)流過每管電流平均值ID(4)每管承受的最高反向電壓UDRM(5)變壓器副邊電流有效值I4）參數(shù)計(jì)算(1)整流電壓平均值Uo(2)整流電流5）整流二極管的選擇

在選擇整流二極管時(shí)，平均電流ID

與最高反向電壓UDRM

是選擇整流二極管的主要依據(jù)，為使工作可靠，應(yīng)使整流二極管的最大整流電流IOM和最高反向工作電壓URWM

滿足下列條件：選管時(shí)應(yīng)滿足：

IOM

2ID

，URWM2UDRM

5）整流二極管的選擇在選擇整流二極管時(shí)，平均電流2.單相橋式整流電路2）工作原理u

正半周，Va>Vb，二極管

D1、D3

導(dǎo)通，D2、D4

截止。3）工作波形uD2uD41）電路結(jié)構(gòu)－uouDttRLuiouo1234ab+–+–－動(dòng)畫u2.單相橋式整流電路2）工作原理u正半周，例1：

試分析圖示橋式整流電路中的二極管D2

或D4

斷開時(shí)負(fù)載電壓的波形。如果D2

或D4接反，后果如何？如果D2或D4因擊穿或燒壞而短路，后果又如何？

uo+_~u+_RLD2D4D1D3解：當(dāng)D2或D4斷開后電路為單相半波整流電路。正半周時(shí)，D1和D3導(dǎo)通，負(fù)載中有電流過，負(fù)載電壓uo=u；負(fù)半周時(shí)，D1和D3截止，負(fù)載中無電流通過，負(fù)載兩端無電壓，uo=0。

uo

u

π2π3π4πtwtwπ2π3π4πoo例1：試分析圖示橋式整流電路中的二極管D2或D4

如果D2或D4接反則正半周時(shí)，二極管D1、D4或D2、D3導(dǎo)通，電流經(jīng)D1、D4或D2、D3而造成電源短路，電流很大，因此變壓器及D1、D4或D2、D3將被燒壞。

如果D2或D4因擊穿燒壞而短路則正半周時(shí)，情況與D2或D4接反類似，電源及D1或D3也將因電流過大而燒壞。uo+_~u+_RLD2D4D1D3如果D2或D4接反如果D2或D4因擊穿燒壞而短路uo3.三相橋式整流電路2）工作原理在每一瞬間共陰極組中陽極電位最高的二極管導(dǎo)通；共陽極組中陰極電位最低的二極管導(dǎo)通。1）電路D1RLuoD6D3D5D4D2io

Cbau++––o

三相變壓器原繞組接成三角形，副繞組接成星形共陽極組共陰極組3.三相橋式整流電路2）工作原理在每一瞬間1）電路

在t1~

t2

期間共陰極組中a點(diǎn)電位最高，D1導(dǎo)通；共陽極組中b點(diǎn)電位最低，D4導(dǎo)通。負(fù)載兩端的電壓為線電壓uab。D1RLuoD6D3D5D4D2io

Cbau++––

o負(fù)載電壓2）工作原理變壓器副邊電壓動(dòng)畫uouaubuC2uoot1t2t3t4t5t6t7t8t9在t1~t2期間負(fù)載兩端的電壓為線電壓u

在t2~

t3

期間共陰極組中a點(diǎn)電位最高，D1導(dǎo)通；共陽極組中c點(diǎn)電位最低，D6導(dǎo)通。負(fù)載兩端的電壓為線電壓uaC。D1RLuoD6D3D5D4D2io

Cbau++––

o負(fù)載電壓2）工作原理變壓器副邊電壓uouaubuC2t1t2t3t4t5t6t7t8t9uoo在t2~t3期間負(fù)載兩端的電壓為線電壓u

在t3~

t4

期間共陰極組中b點(diǎn)電位最高，D3導(dǎo)通；共陽極組中c點(diǎn)電位最低，D6導(dǎo)通。負(fù)載兩端的電壓為線電壓ubC。D1RLuoD6D3D5D4D2io

Cbau++––

o負(fù)載電壓2）工作原理變壓器副邊電壓uouaubuC2t1t2t3t4t5t6t7t8t9uoo在t3~t4期間負(fù)載兩端的電壓為線電壓u

在t4~

t5

期間共陰極組中b點(diǎn)電位最高，D3導(dǎo)通；共陽極組中a點(diǎn)電位最低，D2導(dǎo)通。負(fù)載兩端的電壓為線電壓uba。D1RLuoD6D3D5D4D2io

Cbau++––

o負(fù)載電壓2）工作原理變壓器副邊電壓uouaubuC2t1t2t3t4t5t6t7t8t9uoo在t4~t5期間負(fù)載兩端的電壓為線電壓ut1t2t3t4t5t6t7t8t9uoo2）工作原理結(jié)論：

在一個(gè)周期中，每個(gè)二極管只有三分之一的時(shí)間導(dǎo)通（導(dǎo)通角為120°）。D1RLuoD6D3D5D4D2iocbau++––

o變壓器副邊電壓負(fù)載電壓負(fù)載兩端的電壓為線電壓。uouaubuC2t1t2t3t4t5t6t7t8t9uoo2）工作原理結(jié)論3）參數(shù)計(jì)算(1)整流電壓平均值Uo(2)整流電流平均值Io(3)流過每管電流平均值ID(4)每管承受的最高反向電壓UDRM3）參數(shù)計(jì)算(1)整流電壓平均值Uo(2)整流電流平5.1.2

濾波電路

交流電壓經(jīng)整流電路整流后輸出的是脈動(dòng)直流，其中既有直流成份又有交流成份。

濾波原理：濾波電路利用儲(chǔ)能元件電容兩端的電壓(或通過電感中的電流)不能突變的特性,濾掉整流電路輸出電壓中的交流成份，保留其直流成份，達(dá)到平滑輸出電壓波形的目的。方法：將電容與負(fù)載RL并聯(lián)(或?qū)㈦姼信c負(fù)載RL串聯(lián))。5.1.2濾波電路交流電壓經(jīng)整流電路整流后輸出的是

1.電容濾波器

1）電路結(jié)構(gòu)2）工作原理

u>uC時(shí)，二極管導(dǎo)通，電源在給負(fù)載RL供電的同時(shí)也給電容充電，uC

增加，uo=uC

。

u<uC時(shí)，二極管截止，電容通過負(fù)載RL

放電，uC按指數(shù)規(guī)律下降，uo=uC

。+Cici–++–aDuoubRLio=uC

3）工作波形二極管承受的最高反向電壓為。動(dòng)畫uoutOtO1.電容濾波器

1）電路結(jié)構(gòu)2）工作原理4）電容濾波電路的特點(diǎn)(T—電源電壓的周期)(1)輸出電壓的脈動(dòng)程度與平均值Uo與放電時(shí)間常數(shù)RLC有關(guān)。

RLC

越大電容器放電越慢輸出電壓的平均值Uo越大，波形越平滑。近似估算?。?/p>

Uo

=1.2U(

橋式、全波）

Uo

=1.0U

（半波）當(dāng)負(fù)載RL開路時(shí)，UO

為了得到比較平直的輸出電壓4）電容濾波電路的特點(diǎn)(T—電源電壓的周期)(1)(2)外特性曲線有電容濾波1.4U

無電容濾波0.45UUooIO

結(jié)論

采用電容濾波時(shí)，輸出電壓受負(fù)載變化影響較大，即帶負(fù)載能力較差。因此電容濾波適合于要求輸出電壓較高、負(fù)載電流較小且負(fù)載變化較小的場(chǎng)合。(3)流過二極管的瞬時(shí)電流很大選管時(shí)一般?。?/p>

IOM=2ID

RLC

越大ＵO

越高，IO

越大整流二極管導(dǎo)通時(shí)間越短iD

的峰值電流越大。iDtuotOO(2)外特性曲線有電容濾波1.4U無電容濾波0.例：

有一單相橋式整流濾波電路，已知交流電源頻率f=50Hz，負(fù)載電阻RL=200，要求直流輸出電壓Uo=30V，選擇整流二極管及濾波電容器。流過二極管的電流二極管承受的最高反向電壓變壓器副邊電壓的有效值uRLuo++––~+C解：1.選擇整流二極管可選用二極管2CP11IOM=100mAUDRM=50V

例：有一單相橋式整流濾波電路，已知交流電源頻例：有一單相橋式整流濾波電路，已知交流電源頻率f=50Hz，負(fù)載電阻RL=200，要求直流輸出電壓Uo=30V，選擇整流二極管及濾波電容器。取RLC=5T/2已知RL=50uRLuo++––~+C解：2.選擇濾波電容器可選用C=250F，耐壓為50V的極性電容器例：有一單相橋式整流濾波電路，已知交流電源頻率f=50H2.電感電容濾波器1.電路結(jié)構(gòu)L

uRLuo++––~+C2.濾波原理

對(duì)直流分量:XL=0，L相當(dāng)于短路,電壓大部分降在RL上。對(duì)諧波分量:f

越高,XL越大,電壓大部分降在L上。因此,在負(fù)載上得到比較平滑的直流電壓。

當(dāng)流過電感的電流發(fā)生變化時(shí)，線圈中產(chǎn)生自感電勢(shì)阻礙電流的變化,使負(fù)載電流和電壓的脈動(dòng)減小。

LC濾波適合于電流較大、要求輸出電壓脈動(dòng)較小的場(chǎng)合，用于高頻時(shí)更為合適。2.電感電容濾波器1.電路結(jié)構(gòu)LuRLuo++–3.形濾波器形LC濾波器

濾波效果比LC濾波器更好，但二極管的沖擊電流較大。

比形LC濾波器的體積小、成本低。LuRLuo++––~+C2+C1形RC濾波器RuRLuo++––~+C2+C1

R愈大，C2愈大，濾波效果愈好。但R大將使直流壓降增加，主要適用于負(fù)載電流較小而又要求輸出電壓脈動(dòng)很小的場(chǎng)合。3.形濾波器形LC濾波器濾波效果比L5.1.3穩(wěn)壓電路

穩(wěn)壓電路（穩(wěn)壓器）是為電路或負(fù)載提供穩(wěn)定的輸出電壓的一種電子設(shè)備。

穩(wěn)壓電路的輸出電壓大小基本上與電網(wǎng)電壓、負(fù)載及環(huán)境溫度的變化無關(guān)。理想的穩(wěn)壓器是輸出阻抗為零的恒壓源。實(shí)際上，它是內(nèi)阻很小的電壓源。其內(nèi)阻越小，穩(wěn)壓性能越好。

穩(wěn)壓電路是整個(gè)電子系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，也可以是一個(gè)獨(dú)立的電子部件。5.1.3穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路（穩(wěn)壓器）是為電路1.穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路

2）工作原理UO

=UZ

IR=IO+IZUIUZRL(IO)IR設(shè)UI一定，負(fù)載RL變化UO

基本不變IR

(IRR)基本不變UO

(UZ

)IZ1）電路+–UIRL+CIOUO+–+–uIRRDZIz限流調(diào)壓穩(wěn)壓電路1.穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路2）工作原理UO=UZ1.穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路

2）工作原理UO

=UZ

IR=IO+IZUIUZUIUZ設(shè)負(fù)載RL一定，UI變化UO

基本不變IRRIZIR1）電路+–UIRL+CIOUO+–+–uIRRDZIz1.穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路2）工作原理UO=UZ3）參數(shù)的選擇(1)UZ

=UO(2)IZM=(1.5~3)ICM(3)UI

=(2~3)UO(4)為保證穩(wěn)壓管安全工作為保證穩(wěn)壓管正常工作

適用于輸出電壓固定、輸出電流不大、且負(fù)載變動(dòng)不大的場(chǎng)合。3）參數(shù)的選擇(1)UZ=UO(4)為保證穩(wěn)壓為3.恒壓源

由穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路和運(yùn)算放大器可組成恒壓源。UZRFR2R1+–++–RL+–UZRDZ+UUORFR2R1++–+–RLRDZ+–UZ+U反相輸入恒壓源同相輸入恒壓源改變RF即可調(diào)節(jié)恒壓源的輸出電壓。3.恒壓源由穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路和運(yùn)算放大器可組成恒UiTR2UZRLUO+–R3++––+UB+–DZ+–Uf+–R14.串聯(lián)型穩(wěn)壓電路1）電路結(jié)構(gòu)

串聯(lián)型穩(wěn)壓電路由基準(zhǔn)電壓、比較放大、取樣電路和調(diào)整元件四部分組成。調(diào)整元件比較放大基準(zhǔn)電壓取樣電路UiTR2UZRLUO+–R3++––+UB+–DZ+–U

當(dāng)由于電源電壓或負(fù)載電阻的變化使輸出電壓UO

升高時(shí)，有如下穩(wěn)壓過程：2）穩(wěn)壓過程

由電路圖可知UOUfUBUOICUCE

由于引入的是串聯(lián)電壓負(fù)反饋，故稱串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。UITR2UZRLUO+–R3++––+UB+–DZ+–Uf+–R1當(dāng)由于電源電壓或負(fù)載電阻的變化使輸出電壓UO升高3）輸出電壓及調(diào)節(jié)范圍

輸出電壓UiTR2UZRLUO+–R3++––+UB+–DZ+–Uf+–R13）輸出電壓及調(diào)節(jié)范圍輸出電壓UiTR2UZRLUO4.

集成穩(wěn)壓電源單片集成穩(wěn)壓電源，具有體積小,可靠性高,使用靈活,價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。最簡(jiǎn)單的集成穩(wěn)壓電源只有輸入，輸出和公共引出端,故稱之為三端集成穩(wěn)壓器。1）分類XX兩位數(shù)字為輸出電壓值三端穩(wěn)壓器輸出固定電壓輸出可調(diào)電壓輸出正電壓78XX輸出負(fù)電壓79XX（1.25~37V連續(xù)可調(diào)）4.集成穩(wěn)壓電源單片集成穩(wěn)壓電源，具有體積小,可靠性高,使2）外形及引腳功能W7800系列穩(wěn)壓器外形1—輸入端3—公共端2—輸出端78xxW7900系列穩(wěn)壓器外形1—

公共端3—輸入端2—輸出端79xx塑料封裝2）外形及引腳功能W7800系列穩(wěn)壓器外形1—輸入端3—3）性能特點(diǎn)（7800、7900系列）輸出電流超過1.5A（加散熱器）不需要外接元件內(nèi)部有過熱保護(hù)內(nèi)部有過流保護(hù)調(diào)整管設(shè)有安全工作區(qū)保護(hù)輸出電壓容差為4%輸出電壓額定值有:

5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V等。3）性能特點(diǎn)（7800、7900系列）輸出電流超過1.4）主要參數(shù)(1)電壓調(diào)整率SU(穩(wěn)壓系數(shù))

反映當(dāng)負(fù)載電流和環(huán)境溫度不變時(shí)，電網(wǎng)電壓波動(dòng)對(duì)穩(wěn)壓電路的影響。(2)電流調(diào)整率SI

反映當(dāng)輸入電壓和環(huán)境溫度不變時(shí)，輸出電流變化時(shí)輸出電壓保持穩(wěn)定的能力，即穩(wěn)壓電路的帶負(fù)載能力。0.005~0.02%0.1~1.0%4）主要參數(shù)(1)電壓調(diào)整率SU(穩(wěn)壓系數(shù))(2)(3)輸出電壓UO

(6)最大輸入電壓UiM

(7)最大功耗PM

(4)最大輸出電流IOM

(5)最小輸入、輸出電壓差(Ui-UO

)min

(3)輸出電壓UO(6)最大輸入電壓Ui輸出為固定正電壓時(shí)的接法如圖所示。(1)

輸出為固定電壓的電路輸入與輸出之間的電壓不得低于3V！5）三端固定輸出集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用COW7805CiUi+_+_UO123

0.1~1F1F為了瞬時(shí)增減負(fù)載電流時(shí)，不致引起輸出電壓有較大的波動(dòng)。即用來改善負(fù)載的瞬態(tài)響應(yīng)。用來抵消輸入端接線較長(zhǎng)時(shí)的電感效應(yīng)，防止產(chǎn)生自激振蕩。即用以改善波形。輸出為固定正電壓時(shí)的接法如圖所示。(1)輸出為固定電壓的(2)同時(shí)輸出正、負(fù)電壓的電路23220V

24V+C

24V+CW7815Ci+15V123CiW79151COCO–15V1F1F0.33F0.33F1000F1000F(2)同時(shí)輸出正、負(fù)電壓的電路23220V24V+C24UXX:

為W78XX固定輸出電壓UO=UXX+UZ（3）提高輸出電壓的電路COW78XXCiUI+_+_UO123UXXUZRDZ+_+_IO=I2+IC（4）提高輸出電流的電路

當(dāng)IO較小時(shí)，UR較小，T截止，IC=0。COW78XXCiUI+_+_UO123RURICI2IOT+–

當(dāng)IO>

IOM時(shí)，UR較大，T導(dǎo)通，IO=IOM+IC

R

可由功率管T的UBE和穩(wěn)壓器的IOM確定,即RUBE/IOM。UXX:為W78XX固定輸出電壓（3）提高輸出電壓的電路C6）三端可調(diào)輸出集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用

流過調(diào)整端電流<100μA，在要求不高的場(chǎng)合它在R2上的壓降可以忽略2、1兩端電壓為1.25V—

基準(zhǔn)電壓COCW117CiUi+_+_UO321AdjR1R22401μF0.1μF6）三端可調(diào)輸出集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用流過調(diào)整端電流<1晶閘管（Silicon

ControlledRectifier）

晶閘管是在晶體管基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種大功率半導(dǎo)體器件。它的出現(xiàn)使半導(dǎo)體器件由弱電領(lǐng)域擴(kuò)展到強(qiáng)電領(lǐng)域。

晶閘管也像半導(dǎo)體二極管那樣具有單向?qū)щ娦?，但它的?dǎo)通時(shí)間是可控的，主要用于整流、逆變、調(diào)壓及開關(guān)等方面。

體積小、重量輕、效率高、動(dòng)作迅速、維修簡(jiǎn)單、操作方便、壽命長(zhǎng)、容量大（正向平均電流達(dá)千安、正向耐壓達(dá)數(shù)千伏）。

優(yōu)點(diǎn)：5.2晶閘管及其應(yīng)用晶閘管體積小、重量輕、效率高、動(dòng)作迅速、維修簡(jiǎn)G控制極5.2.1

晶閘管1.基本結(jié)構(gòu)K陰極G陽極

AP1P2N1N2四層半導(dǎo)體

晶閘管是具有三個(gè)PN結(jié)的四層結(jié)構(gòu),其外形、結(jié)構(gòu)及符號(hào)如圖。(c)結(jié)構(gòu)KGA(b)符號(hào)(a)外形晶閘管的外形、結(jié)構(gòu)及符號(hào)三個(gè)

PN

結(jié)G控制極5.2.1晶閘管1.基本結(jié)構(gòu)K陰極G陽極P1P2N1N2K

GA晶閘管相當(dāng)于PNP和NPN型兩個(gè)晶體管的組合+KA

T2T1_P2N1N2IGIAP1N1P2IKGPPNNNPAGKP1P2N1N2KGA晶閘管相當(dāng)于PNP和NPN型兩個(gè)晶T1T22.工作原理A

在極短時(shí)間內(nèi)使兩個(gè)三極管均飽和導(dǎo)通，此過程稱觸發(fā)導(dǎo)通。形成正反饋過程KGEA>0、EG>0EGEA+_RT1T22.工作原理A在極短時(shí)間內(nèi)使兩個(gè)三極管

晶閘管導(dǎo)通后，去掉EG

，依靠正反饋，仍可維持導(dǎo)通狀態(tài)。2.

工作原理GEA>0、EG>0KEA+_RT1T2EGA形成正反饋過程晶閘管導(dǎo)通后，去掉EG，依靠正反饋，仍可維持導(dǎo)通晶閘管導(dǎo)通的條件：1）晶閘管陽極電路(陽極與陰極之間)施加正向電壓。

2）晶閘管控制電路(控制極與陰極之間)加正向電壓或正向脈沖(正向觸發(fā)電壓)。

晶閘管導(dǎo)通后，控制極便失去作用。

依靠正反饋，晶閘管仍可維持導(dǎo)通狀態(tài)。晶閘管關(guān)斷的條件：

1）必須使可控硅陽極電流減小,直到正反饋效應(yīng)不能維持。

2）將陽極電源斷開或者在晶閘管的陽極和陰極間加反相電壓。晶閘管導(dǎo)通的條件：1）晶閘管陽極電路(陽極與正向特性反向特性URRMUFRMIG2>IG1>IG0UBRIFUBO正向轉(zhuǎn)折電壓IHoUIIG0IG1IG2+_+_反向轉(zhuǎn)折電壓正向平均電流維持電流U3.伏安特性正向特性反向特性URRMUFRMIG2>IG1>IG4.主要參數(shù)UFRM:正向重復(fù)峰值電壓（晶閘管耐壓值）晶閘管控制極開路且正向阻斷情況下,允許重復(fù)加在晶閘管兩端的正向峰值電壓。一般取UFRM

=80%UB0

。普通晶閘管UFRM

為100V—3000V反向重復(fù)峰值電壓控制極開路時(shí),允許重復(fù)作用在晶閘管元件上的反向峰值電壓。一般取URRM

=80%UBR

普通晶閘管URRM為100V—3000VURRM：4.主要參數(shù)UFRM:正向重復(fù)峰值電壓（晶閘管耐壓值）反正向平均電流環(huán)境溫度為40C及標(biāo)準(zhǔn)散熱條件下，晶閘管處于全導(dǎo)通時(shí)可以連續(xù)通過的工頻正弦半波電流的平均值。

IF：IFt2如果正弦半波電流的最大值為Im,則普通晶閘管IF為1A—1000A。正向平均電流IF：IFt2如果正弦半波電流的最大值為UF:

通態(tài)平均電壓（管壓降）在規(guī)定的條件下，通過正弦半波平均電流時(shí)，晶閘管陽、陰極間的電壓平均值。一