电力电子技术课件

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20.2 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。第第19章章 电力电子技术电力电子技术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19.1.1 19.1.1 电力电子器件的分类电力电子器件的分类19.1 电力电子器件电力电子器件 根据不同的开关特性，电力电子器件可分为如根据不同的开关特性，电力电子器件可分为如根据不同的开关特性，电力电子器件可分为如根据不同的开关特性，电力电子器件可分为如下三类：下三类：下三类：下三类：（1 1 1 1）不控器件：这种器件的导通和关断无可控的）不控器件：这种器件的导通和关断无可控的）不控器件：这种器件的导通和关断无可控的）不控器件：这种器件的导通和关断无可控的功能，如整流二极管等。功能，如整流二极管等。功能，如整流二极管等。功能，如整流二极管等。（2 2 2 2）半控器件：这种器件通过控制信号只能控制）半控器件：这种器件通过控制信号只能控制）半控器件：这种器件通过控制信号只能控制）半控器件：这种器件通过控制信号只能控制其导通，而不能控制其关断，如普通晶闸管等。其导通，而不能控制其关断，如普通晶闸管等。其导通，而不能控制其关断，如普通晶闸管等。其导通，而不能控制其关断，如普通晶闸管等。（3 3 3 3）全控器件：这种器件通过控制信号既能控制）全控器件：这种器件通过控制信号既能控制）全控器件：这种器件通过控制信号既能控制）全控器件：这种器件通过控制信号既能控制其导通，又能控制其关断，如可关断晶闸管，功率其导通，又能控制其关断，如可关断晶闸管，功率其导通，又能控制其关断，如可关断晶闸管，功率其导通，又能控制其关断，如可关断晶闸管，功率晶体管、功率场效晶体管等。晶体管、功率场效晶体管等。晶体管、功率场效晶体管等。晶体管、功率场效晶体管等。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（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：优点：19.1.2 晶闸管晶闸管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GG控制极控制极控制极控制极1.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结的四层结构结的四层结构结的四层结构结的四层结构,其外形、其外形、其外形、其外形、结构及符号如图。结构及符号如图。结构及符号如图。结构及符号如图。(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 T1T22 工作原理工作原理A A 在极短时间内使两在极短时间内使两个三极管均饱和导通，个三极管均饱和导通，此过程称触发导通。此过程称触发导通。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 晶闸管导通后，去晶闸管导通后，去晶闸管导通后，去晶闸管导通后，去掉掉掉掉E EGG ，依靠正反馈，依靠正反馈，依靠正反馈，依靠正反馈，仍可维持导通状态。仍可维持导通状态。仍可维持导通状态。仍可维持导通状态。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(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相电压。间加反相电压。间加反相电压。间加反相电压。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 U3.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正向平均电流正向平均电流正向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 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。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2.2.双向晶闸管双向晶闸管双向晶闸管双向晶闸管特点：特点：特点：特点：相当于两个晶闸管反向并联，两者共用相当于两个晶闸管反向并联，两者共用相当于两个晶闸管反向并联，两者共用相当于两个晶闸管反向并联，两者共用一个控制极。一个控制极。一个控制极。一个控制极。符号：符号：符号：符号：A1A2G控制极控制极控制极控制极第一电极第一电极第一电极第一电极第二电极第二电极第二电极第二电极通过控制电压的控制可实现双向导通。通过控制电压的控制可实现双向导通。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工作原理工作原理工作原理工作原理U UA1A1 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19.2.1 可控整流电路可控整流电路1.单相半波可控整流单相半波可控整流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，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 章目录章目录返回返回上一页上一页(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 tO 接电阻负载时接电阻负载时接电阻负载时接电阻负载时单相半波可控整流电路电压、电流波形单相半波可控整流电路电压、电流波形单相半波可控整流电路电压、电流波形单相半波可控整流电路电压、电流波形 动画动画控制角控制角 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(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闸管在一段时间内仍闸管在一段时间内仍闸管在一段时间内仍 维持导通，失去单向导电作用。维持导通，失去单向导电作用。维持导通，失去单向导电作用。维持导通，失去单向导电作用。u 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目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 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)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 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 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)+(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(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2.单相半控桥式整流电路单相半控桥式整流电路电路电路电路电路(1).(1).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晶体管晶体管晶体管晶体管aRLD2T1b(a)(a)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 章目录章目录返回返回上一页上一页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(b)(b)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 t tO tO3.3.工作波形工作波形工作波形工作波形2 动画动画 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)20.2.3 20.2.3 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动画动画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+-+-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.电路电路电路电路动画动画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，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，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 章目录章目录返回返回上一页上一页(2)(2)过流继电器保过流继电器保过流继电器保过流继电器保护护护护(3)(3)过流截止保护过流截止保护过流截止保护过流截止保护 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.单结晶体管结构及工作原理单结晶体管结构及工作原理(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(a)(a)示意图示意图示意图示意图单结晶体管结构示意图及其表示符号单结晶体管结构示意图及其表示符号单结晶体管结构示意图及其表示符号单结晶体管结构示意图及其表示符号(b)(b)符符符符号号号号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(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。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B B2 2E EB B1 12.2.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与与与与 外加固定电压外加固定电压外加固定电压外加固定电压U UBBBB及分压比及分压比及分压比及分压比 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。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 稍大一些，稍大一些，U UV V稍小的单结晶体管，以增大输稍小的单结晶体管，以增大输 出脉冲幅度和移相范围。出脉冲幅度和移相范围。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2.单结晶体管触发电路单结晶体管触发电路(1).(1).振荡电振荡电振荡电振荡电路路路路单结晶体管弛张振荡电路单结晶体管弛张振荡电路单结晶体管弛张振荡电路单结晶体管弛张振荡电路 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ug gR R2 2R R1 1R RU UuC CE E+C C+_ _ _+_ _5050 100k100k 300300 0.470.47 F F(2)(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,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。(a)(a)(b)(b)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 puv(c)(c)电压波形电压波形电压波形电压波形uC 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2.2.工作原理工作原理工作原理工作原理(1)(1)整流削波整流削波整流削波整流削波U2M削削削削 波波波波U UZ ZRu2+uo+uZ整流整流整流整流U2M t tOZ Z 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(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？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，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单结晶体管触发电路单结晶体管触发电路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，在脉冲变压器副边串联二极管变压器副边串联二极管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20.5 应用举例应用举例1.电瓶充电机电路电瓶充电机电路R1AVR2R4R3RPDDZTC+_待待待待充充充充电电电电瓶瓶瓶瓶T1 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。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工作原理工作原理工作原理工作原理 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。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。R1AV R2R4R3RP D DZTC+_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 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。R1AV R2R4R3RP D DZTC+_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R1AV R2R4R3RP DDZTC+_待待充充电电瓶瓶 T1 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。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。电流。p经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量pStudyConstantly,AndYouWillKnowEverything.TheMoreYouKnow,TheMorePowerfulYouWillBe写在最后Thank You在别人的演说中思考，在自己的故事里成长Thinking In Other PeopleS Speeches，Growing Up In Your Own Story讲师：XXXXXX XX年XX月XX日