电力电子电路(1)
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(3)触发脉冲的上升前沿要陡,以保证触发时间的准确性.
(4)触发脉冲要有足够的宽度 .
(5)在触发脉冲发送之前,触发电路的输出电压应小于
0.15~0.2V.
电力电子电路(1)
11.4.1单结晶体管
一.结构
单结晶体管又称双基极晶体管.
内部结构：
等效电路:
管脚排列：
符号:
电力电子电路(1)
二.单结晶体管的伏安特性 单结晶体管的基本电路：
二.参数计算 1.输出电压和电流 输出直流电压平均值
电力电子电路(1)
11.3.2 电感性负载的单相半控桥式整流电路
电路图
波形图
电力电子电路(1)
一.工作原理
1.当u2为正半周时，在ωt=α时加触发脉冲，T1、D2导通， 负载上有io流过，在电感中储存磁场能量i2oL/2.当ωt=π时 T1和D2截止.
输出直流平均电压
负载平均电流
电力电子电路(1)
流过晶闸管Ｔ和整流二极管Ｄ的电流平均值 流过晶闸管Ｔ和整流二极管Ｄ的电流有效值 流过续流二极管D3的电流平均值和有效值
电力电子电路(1)
11.4 触发电路
触发电路:向晶闸管控制极提供触发信号的电路.
对触发电路的基本要求:
(1)触发脉冲发出时刻,必须与主回路电源电压的相位 具有一定对应的控制角关系. (2)触发脉冲信号能提供足够大的电压和电流 ,应符合晶 闸管对触发信号的要求.
晶闸管也称可控硅,它是一种大功率半导体器件 晶闸管的优点: 1.体积小 重量轻 2.耐压高 3.容量大 4.响应速度快
5.控制灵活 6.寿命长及使用维护方便等
晶闸管的缺点:
1.晶闸管产生的大量谐波会对电网产生不良影响,造成干扰
2.过载能力和抗干扰能力差
3. 控制电路复杂等
电力电子电路(1)
11.2.1 晶闸管的结构
电力电子电路(1)
11.3单相可控整流电路
可控整流电路:利用晶闸管导通时间可控的特点,把交流电变
成大小可调的直流电的电路.
11.3.1电阻性负载的单相半控桥式整流电路
电阻性负载的单相半控桥式整流电路图
波形图
电力电子电路(1)
一.工作原理
(1)当u2为正半周时,a点为正电压,b点为负电压,当ωt=α时 ,T1在uG1作用下导通,T2阻断D1截止.当ωt=л,在u2过零时刻T1阻 断. (2)当u2为正半周时,b点为正电压,a点为负电压. 当ωt= л +α时,T2导通,T1阻断,D2截止.当ωt=2л时,u2过零使T2 阻断.
2.当u2为负半周时，在ωt=π~ (π ＋α)期间,无触发信号,Ｔ１、 Ｔ2和Ｄ1、D2均截止,电感上产生的自感应电势极性下正上 负.负载继续有电流io流过且iD=io. 当ωt= π ＋α时，在触发 信号作用下，使Ｔ2和Ｄ1导通，io方向不变.当ωt=2π时,Ｔ2 和Ｄ1截止，io继续流通.
二.参数计算
内部构造: 由四层半导体组成,中间形成三个PN结J1 J2和J3,外部引出 三个电极:阴极k,阳极a,控制极g .
a
电路符号
g k
晶闸管外形
电力电子电路(1)
11.2.2晶闸管的工作原理
晶闸管的工作原理图
等效电路图
等效结构
晶闸管的工作原理: 1.晶闸管使用时,要求阳极和阴极之间加正相电压,在控制 极和阴极间加正相控制电压.
电力电子电路(1)
11.2.3晶闸管的伏安特性和主要参数
一.伏安特性
二.主要参数 1.电压定额: (1)正向转折电压UBO
(2)断态重复峰值电压UDRM
UDRM=UBO-100V
电力电子电路(1)
(3)反向击穿电压UBR (4)反向重复峰值电压URRM
URRM=UBR-100V (5)额定电压UD (6)正向平均电压UF
电力电子电路(1)
2020/11/27
电力电子电路(1)
内容导航
11.0 教学基本要求 11.1 概述 11.2 晶闸管的结构和工作原理 11.3 单相可控整流电路 11.4 触发电路 11.5 应用举例
习题解答
电力电子电路(1)
教学基本要求
熟悉:
晶闸管的工作原理和外特性;导通和 阻断条件;电阻性负载的单相半控桥式 整流电路工作原理;单结晶体管的工 作原理和外特性,单结晶体管组成触发 电路及同步触发电路的工作原理
2.电流定额:
(1)额定正向平均电流IF (2) 掣住电流ILA (3)维持电流IH (4)浪涌电流IFSM
电力电子电路(1)
3.控制极定额: (1)控制极触发电压UG,触发电流IG
(2)瞬时正向和反向最大电压和电流,平均功 率及瞬时最大功率
4.其它定额 三.晶闸管的型号
KP
通态平均电压UF组别 额定电压UD等级 额定通态平均电流IF系列 普通型晶闸管(S-双速型,K-快速型) 晶闸管特性
了解: 晶闸管和单结晶体管的主要参数
电力电子电路(1)
11.1 概述
电力电子电路的功能 用微弱信号对电力电子器件进行通断控制,来实现 高电压,大电流的直流或交流电能之间进行各种形 式转换的电路.
电力电子器件又称电力或功率半导体器件,发展历程 第一代:以晶体管为主体的半控型器件 第二代:全控型器件 第三代:功率集成电路
电Hale Waihona Puke Baidu电子电路(1)
2.在触发信号Ugk的作用下,产生T2的基极电流IB2,即为触 为触发信号电流IG,经T2放大后形成IC2=β2·IB2,而IB1=IC2, 使T1的IC1=β1·β2·IB2,此电流又注入T2基极进一步放大,形成正 反馈,使晶闸管迅速导通,这一过程称为晶闸管触发导通. 3.当晶闸管导通后,将开关断开晶闸管仍将继续维持导通.
4.当阳极电流IA<IH或UAK ≤0V,晶闸管转为关断状态,称为 正相阻断状态.
5.在晶闸管的阳极和阴极间加反向电压,两PN结均反偏,处于 反向阻断状态.
电力电子电路(1)
晶闸管的导通条件: 在阳极和阴极之间加正向电压,在控制极加正向电压触发. 晶闸管是一种导通时间可以控制的,具有单向导电性能的 可控整流器件.
单结晶体管的等效电路：
电力电子电路(1)
电力电子器件的四种功能类型：
1. 交流电转换成直流电(AC￫DC) 2.交流电转换成交流电(AC￫AC) 3. 直流电转换成直流电(DC ￫DC) 4. 直流电转换成交流电(DC￫AC)
电力电子器件可取代接触器,实现通、断的 无触点控制
电力电子电路(1)
11.2晶闸管的结构和工作原理
(4)触发脉冲要有足够的宽度 .
(5)在触发脉冲发送之前,触发电路的输出电压应小于
0.15~0.2V.
电力电子电路(1)
11.4.1单结晶体管
一.结构
单结晶体管又称双基极晶体管.
内部结构：
等效电路:
管脚排列：
符号:
电力电子电路(1)
二.单结晶体管的伏安特性 单结晶体管的基本电路：
二.参数计算 1.输出电压和电流 输出直流电压平均值
电力电子电路(1)
11.3.2 电感性负载的单相半控桥式整流电路
电路图
波形图
电力电子电路(1)
一.工作原理
1.当u2为正半周时，在ωt=α时加触发脉冲，T1、D2导通， 负载上有io流过，在电感中储存磁场能量i2oL/2.当ωt=π时 T1和D2截止.
输出直流平均电压
负载平均电流
电力电子电路(1)
流过晶闸管Ｔ和整流二极管Ｄ的电流平均值 流过晶闸管Ｔ和整流二极管Ｄ的电流有效值 流过续流二极管D3的电流平均值和有效值
电力电子电路(1)
11.4 触发电路
触发电路:向晶闸管控制极提供触发信号的电路.
对触发电路的基本要求:
(1)触发脉冲发出时刻,必须与主回路电源电压的相位 具有一定对应的控制角关系. (2)触发脉冲信号能提供足够大的电压和电流 ,应符合晶 闸管对触发信号的要求.
晶闸管也称可控硅,它是一种大功率半导体器件 晶闸管的优点: 1.体积小 重量轻 2.耐压高 3.容量大 4.响应速度快
5.控制灵活 6.寿命长及使用维护方便等
晶闸管的缺点:
1.晶闸管产生的大量谐波会对电网产生不良影响,造成干扰
2.过载能力和抗干扰能力差
3. 控制电路复杂等
电力电子电路(1)
11.2.1 晶闸管的结构
电力电子电路(1)
11.3单相可控整流电路
可控整流电路:利用晶闸管导通时间可控的特点,把交流电变
成大小可调的直流电的电路.
11.3.1电阻性负载的单相半控桥式整流电路
电阻性负载的单相半控桥式整流电路图
波形图
电力电子电路(1)
一.工作原理
(1)当u2为正半周时,a点为正电压,b点为负电压,当ωt=α时 ,T1在uG1作用下导通,T2阻断D1截止.当ωt=л,在u2过零时刻T1阻 断. (2)当u2为正半周时,b点为正电压,a点为负电压. 当ωt= л +α时,T2导通,T1阻断,D2截止.当ωt=2л时,u2过零使T2 阻断.
2.当u2为负半周时，在ωt=π~ (π ＋α)期间,无触发信号,Ｔ１、 Ｔ2和Ｄ1、D2均截止,电感上产生的自感应电势极性下正上 负.负载继续有电流io流过且iD=io. 当ωt= π ＋α时，在触发 信号作用下，使Ｔ2和Ｄ1导通，io方向不变.当ωt=2π时,Ｔ2 和Ｄ1截止，io继续流通.
二.参数计算
内部构造: 由四层半导体组成,中间形成三个PN结J1 J2和J3,外部引出 三个电极:阴极k,阳极a,控制极g .
a
电路符号
g k
晶闸管外形
电力电子电路(1)
11.2.2晶闸管的工作原理
晶闸管的工作原理图
等效电路图
等效结构
晶闸管的工作原理: 1.晶闸管使用时,要求阳极和阴极之间加正相电压,在控制 极和阴极间加正相控制电压.
电力电子电路(1)
11.2.3晶闸管的伏安特性和主要参数
一.伏安特性
二.主要参数 1.电压定额: (1)正向转折电压UBO
(2)断态重复峰值电压UDRM
UDRM=UBO-100V
电力电子电路(1)
(3)反向击穿电压UBR (4)反向重复峰值电压URRM
URRM=UBR-100V (5)额定电压UD (6)正向平均电压UF
电力电子电路(1)
2020/11/27
电力电子电路(1)
内容导航
11.0 教学基本要求 11.1 概述 11.2 晶闸管的结构和工作原理 11.3 单相可控整流电路 11.4 触发电路 11.5 应用举例
习题解答
电力电子电路(1)
教学基本要求
熟悉:
晶闸管的工作原理和外特性;导通和 阻断条件;电阻性负载的单相半控桥式 整流电路工作原理;单结晶体管的工 作原理和外特性,单结晶体管组成触发 电路及同步触发电路的工作原理
2.电流定额:
(1)额定正向平均电流IF (2) 掣住电流ILA (3)维持电流IH (4)浪涌电流IFSM
电力电子电路(1)
3.控制极定额: (1)控制极触发电压UG,触发电流IG
(2)瞬时正向和反向最大电压和电流,平均功 率及瞬时最大功率
4.其它定额 三.晶闸管的型号
KP
通态平均电压UF组别 额定电压UD等级 额定通态平均电流IF系列 普通型晶闸管(S-双速型,K-快速型) 晶闸管特性
了解: 晶闸管和单结晶体管的主要参数
电力电子电路(1)
11.1 概述
电力电子电路的功能 用微弱信号对电力电子器件进行通断控制,来实现 高电压,大电流的直流或交流电能之间进行各种形 式转换的电路.
电力电子器件又称电力或功率半导体器件,发展历程 第一代:以晶体管为主体的半控型器件 第二代:全控型器件 第三代:功率集成电路
电Hale Waihona Puke Baidu电子电路(1)
2.在触发信号Ugk的作用下,产生T2的基极电流IB2,即为触 为触发信号电流IG,经T2放大后形成IC2=β2·IB2,而IB1=IC2, 使T1的IC1=β1·β2·IB2,此电流又注入T2基极进一步放大,形成正 反馈,使晶闸管迅速导通,这一过程称为晶闸管触发导通. 3.当晶闸管导通后,将开关断开晶闸管仍将继续维持导通.
4.当阳极电流IA<IH或UAK ≤0V,晶闸管转为关断状态,称为 正相阻断状态.
5.在晶闸管的阳极和阴极间加反向电压,两PN结均反偏,处于 反向阻断状态.
电力电子电路(1)
晶闸管的导通条件: 在阳极和阴极之间加正向电压,在控制极加正向电压触发. 晶闸管是一种导通时间可以控制的,具有单向导电性能的 可控整流器件.
单结晶体管的等效电路：
电力电子电路(1)
电力电子器件的四种功能类型：
1. 交流电转换成直流电(AC￫DC) 2.交流电转换成交流电(AC￫AC) 3. 直流电转换成直流电(DC ￫DC) 4. 直流电转换成交流电(DC￫AC)
电力电子器件可取代接触器,实现通、断的 无触点控制
电力电子电路(1)
11.2晶闸管的结构和工作原理