单相全波可控整流电路单相桥式半控整流电路[1]
可控整流电路
10
单相半波可控整流电路(0, ωt1)
dt
dt
感应电动势的实际方向总是企图阻止电流的 变化；电感电流不能发生突变。
18
电感的能量平恒
电感所储存的磁场能量：
WL (t)
1 2
Li2 (t)
当电流绝对值增加时，电感元件储能增加，元 件吸收电能转变为磁场能量；
当电流绝对值减小时，电感元件储能减小，元 件将磁场能量释放出来转变成电能；
8
单相半波可控整流电路原理
带电阻负载的工作情况
• 电路由变压器、晶闸管和电
T
阻负载组成
a) u1
Байду номын сангаас
u2
• 变压器T起幅值变换和电气
隔离的作用
u2
b) 0 t1
• 电阻负载的特点：电压与电 ug
流成正比，两者波形相同。 c) 0
ud
d) 0
VT
uVT
id
ud R
2
t
t
9 t
复习：晶闸管的开关特性
T
a) u1
u2
VT
uVT
id
ud R
u2
b) 0 t1 ug
c) 0 ud
d) 0
uVT
e) 0
2
t
t
t
t
16
1 单相半波整流电路
单相半波整流电路 纯阻性负载工作情况
电力电子技术最新版配套习题答案详解第2章
目录第1章电力电子器件 (1)第2章整流电路 (4)第3章直流斩波电路 (20)第4章交流电力控制电路和交交变频电路 (26)第5章逆变电路 (31)第6章PWM控制技术 (35)第7章软开关技术 (40)第8章组合变流电路 (42)第2章 整流电路1. 单相半波可控整流电路对电感负载供电，L ＝20mH ，U 2＝100V ，求当α＝0︒和60︒时的负载电流I d ，并画出u d 与i d 波形。
解：α＝0︒时，在电源电压u 2的正半周期晶闸管导通时，负载电感L 储能，在晶闸管开始导通时刻，负载电流为零。
在电源电压u 2的负半周期，负载电感L 释放能量，晶闸管继续导通。
因此，在电源电压u 2的一个周期里，以下方程均成立：t U ti Lωsin 2d d 2d= 考虑到初始条件：当ωt ＝0时i d ＝0可解方程得：)cos 1(22d t L U i ωω-= ⎰-=πωωωπ202d )(d )cos 1(221t t L U I =LU ω22=22.51(A)u d 与i d 的波形如下图：当α＝60°时，在u 2正半周期60︒~180︒期间晶闸管导通使电感L 储能，电感L 储藏的能量在u 2负半周期180︒~300︒期间释放，因此在u 2一个周期中60︒~300︒期间以下微分方程成立：t U ti Lωsin 2d d 2d= 考虑初始条件：当ωt ＝60︒时i d ＝0可解方程得：)cos 21(22d t L U i ωω-=其平均值为)(d )cos 21(2213532d t t L U I ωωωπππ-=⎰=L U ω222=11.25(A) 此时u d 与i d 的波形如下图：2．图2-9为具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路，问该变压器还有直流磁化问题吗？试说明：①晶闸管承受的最大反向电压为222U ；②当负载是电阻或电感时，其输出电压和电流的波形与单相全控桥时相同。
单相桥式全控整流电路实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除单相桥式全控整流电路实验报告篇一：实验五单相桥式全控整流电路实验实验五单相桥式全控整流电路实验一．实验目的1．了解单相桥式全控整流电路的工作原理。
2．研究单相桥式全控整流电路在电阻负载、电阻—电感性负载及反电势负载时的工作。
3．熟悉mcL—05锯齿波触发电路的工作。
二．实验线路及原理参见图4-7。
三．实验内容1．单相桥式全控整流电路供电给电阻负载。
2．单相桥式全控整流电路供电给电阻—电感性负载。
3．单相桥式全控整流电路供电给反电势负载。
四．实验设备及仪器1．mcL系列教学实验台主控制屏。
2．mcL—18组件（适合mcL—Ⅱ)或mcL—31组件（适合mcL—Ⅲ）。
3．mcL—33组件或mcL—53组件（适合mcL—Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ）4．mcL—05组件或mcL—05A组件5．meL—03三相可调电阻器或自配滑线变阻器。
6．meL—02三相芯式变压器。
7．双踪示波器8．万用表五．注意事项1．本实验中触发可控硅的脉冲来自mcL-05挂箱，故mcL-33（或mcL-53，以下同）的内部脉冲需断x1插座相连的扁平带需拆除，以免造成误触发。
2．电阻Rp的调节需注意。
若电阻过小，会出现电流过大造成过流保护动作（熔断丝烧断，或仪表告警）；若电阻过大，则可能流过可控硅的电流小于其维持电流，造成可控硅时断时续。
3．电感的值可根据需要选择，需防止过大的电感造成可控硅不能导通。
4．mcL-05面板的锯齿波触发脉冲需导线连到mcL-33面板，应注意连线不可接错，否则易造成损坏可控硅。
同时，需要注意同步电压的相位，若出现可控硅移相范围太小（正常范围约30°～180°），可尝试改变同步电压极性。
5．逆变(:单相桥式全控整流电路实验报告)变压器采用meL-02三相芯式变压器，原边为220V，中压绕组为110V，低压绕组不用。
6．示波器的两根地线由于同外壳相连，必须注意需接等电位，否则易造成短路事故。
第3章 整流电路part1
可得到 I S
PAC PAC VS PF VS cos1
8
《电力电子技术》
第3章 整流电路
3.1 单相可控整流电路
3.1.1单相半波可控整流电路 3.1.2单相桥式全控整流电路
3.1.3单相全波可控整流电路
3.1.4单相桥式半控整流电路
9
《电力电子技术》
第3章 整流电路
3.1.1 单相半波可控整流电路
《电力电子技术》
第3章 整流电路
第3章
整流电路
3.1 单相可控整流电路
3.2三相可控整流电路
3.3 变压器漏感对整流电路的影响
3.4 电容滤波的不可控整流电路
3.5 整流电路的谐波和功率因数
3.6大功率可控整流电路
3.7整流电路的有源逆变工作状态 3.8整流电路相位控制的实现
1
《电力电子技术》
第3章 整流电路
wt
wt
e)
晶闸管的电流有效值IVT
I VT 1 p 2 p a I a I d d (wt ) 2p 2p d
O i VD f) O u VT g) O
R
wt
wt
wt
20
《电力电子技术》
u2
第3章 整流电路
（3）续流二极管的电流平均值 IdVDR与续流二极管的 电流有效值IVDR w w
22
《电力电子技术》
第3章 整流电路
3.1.2 单相桥式全控整流电路
单相桥式全控整流电路(Single Phase
Bridge Contrelled Rectifier)
1) 带电阻负载的工作情况
电路结构
a)
晶闸管VT1和VT4组成一对桥臂，VT2和VT3组成另一对 桥臂。在实际的电路中，一般都采用这种标注方法，即 上面为1、3，下面为2、4。请同学们注意。
第1章 单相可控整流电路
3.1单相可控整流电路 3.2三相可控整流电路 3.3晶闸管触发电路
3.1 单相可控整流电路
整流电路：出现最早的电力电子电路，可将交流电变为直流电。 按组成的器件可分为不可控、半控、全控三种。 按电路结构可分为桥式电路和零式电路；按交流输入相数分为单相电路
和多相电路。 一 、 单 相 半 波 可 控 整 流 电 路 （ Single Phase Half Wave Controlled
无论u2在正半波或负半波，流过负载电阻的电流方向是相同的，ud，id 波形相似。
②晶闸管的电压（uVT）：
当晶闸管都不通时，设其漏电阻都相等则VT1的压降为近u2/2； 当VT1导通时，压降为其通态电压，近似为零；
-
+
t
f)
O
t
uVT
g)
O
t
3.1 单相可控整流电路
(2)原理：当u2过零变负后，电感上的反电势大于u2的负值则VDR承受正 向电压而导通，负载上由电感维持的电流，经二极管形成回路，而晶闸 管承受反压而关断。
（3）电流的计算:
若近似认为id为一条水平线，恒为Id，则有
A 晶闸管的平均电流
u2
VT
uVT
id
ud R
u2
b) 0 t1 ug
c) 0 ud
d) 0
uVT
e) 0
2
t
t
t
t
3.1 单相可控整流电路
u2正半波
ωt <α时 ： ud=0, uVT=u2 ， id=0 ,
ωt ≥ α时：ud=u2, uVT=0,
id=ud/R ,
直至ωt =π， id=0 ， VT关断。
第二章：电力电子习题解答
第二章：电力电子习题解答第二章 整流电路习题及思考题１．单相半波可控整流电路对电阻负载供电，R ＝20Ω，U ＝100V ，求当α＝0°和60°时的负载电流Id ，并画出u d 与i d 波形。
解：当α＝0°时： ）（V .U .U d 451004504502=⨯==）（A ./RU I dd 2522045===当α＝60°时： ）（A ..U .U d 753325014502=+⨯=）（A ..RU I dd 691207533===u d 与i d 的波形见：教材43页图2－1。
２．图2－9为具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路。
问该变压器还有直流磁化问题吗？试说明：① 晶闸管承受的最大正反向电压为222U ；② 当负载为电阻或电感时其输出电压和电流的波形与单相全控桥时相同。
解：由图2－9图可以看出，在2U 正半周1VT 导通，负载电流由变压器次级上端流出，由中心抽头流入，当2U 负半周时2VT 导通，负载电流由B 次级下端流出由中心抽头流入，正负半周电流相等，但在铁芯中产生的磁势方向大小相等且方向相反，故变压器无直流磁化问题。
① 当1VT 导通时，在2u ＝22U 时，2VT 的阴极为22U ，而其阳极为－22U ，所以VT 承受的最大反压为222U 。
如果是阻感负载且电感是足够大时，当90=α，1VT 导通，2VT 的阴极电压为－22U 而其阳极电压为22，故其承受的最大正向电压为－222U 。
② 正半周1VT 导通，2U ud=，负半周2VT 导通2U u d =。
所以输出电压和电流的波形与单相全控桥时相同。
３．单相桥式全控整流电路，V U 1002＝，负载中Ｒ＝Ω2，Ｌ值极大，当30时，要求：① 作出du ，di 和2i 的波形；② 求整流输出平均电压dU 、电流dI ，变压器二次电流有效值2I ；③ 考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。
电力电子技术考研必备题库与答案
电力电子技术试题库答案来源：欧阳陶昱的日志电力电子技术试题库答案一、填空题（每空1分，共20分）1、电力电子技术是利用（电力电子器件）对电能进行（控制、转换和传输）的技术.3电力电子技术研究的对象是（电力电子器件的应用）、（电力电子电路的电能变换原理）和电力电子装置的开发与应用。
.1957年（美国通用电气（GE）公司）研制出第一只晶闸管，它标志着（电力电子技术）的诞生。
6、电力二极管的主要类型有（普通二极管），（快恢复二极管）和肖特基二极管。
7、电力二极管的主要类型有普通二极管，（快恢复二极管）和（肖特基二极管）。
8、晶闸管是一种既具有（开关作用），又具有（整流作用）的大功率半导体器件。
9、晶闸管有三个电极，分别是（阳极），（阴极）和门极或栅极。
10、晶闸管有三个电极，分别是阳极，（阴极）和（门极或栅极）。
11、晶闸管的正向特性又有（阻断状态）和（导通状态）之分。
12、半控型电力电子器件控制极只能控制器件的（导通），而不能控制器件的（关断）。
13、电流的波形系数Kf指（电流有效值）和（电流平均值）比值。
14、电力晶体管是一种（耐高压）、（大电流）的双极型晶体管。
15、电力晶体管的安全工作区分为（正偏安全工作区）和（反偏安全工作区）。
16、双向晶闸管有两个（主）电极和一个（门）极。
17、双向晶闸管有(I+触发方式)，（I-触发），III+触发和III-触发。
18、IGBT的保护有（过电流保护），过电压保护和（过热保护）。
19、降压变换电路的输出电压与输入电压的关系为（Uo=DUd），升压变换电路的输出电压与输入电压的关系为（Uo=Ud/(1-D)）。
20、全控型电力电子器件控制极既能控制器件的（导通），也不能控制器件的（关断）。
21、电力器件的换流方式有（器件换流），（电网换流），负载换流和脉冲换流。
22、负载换流式逆变电路分为（并联谐振式），（串联谐振式）。
23、按照稳压控制方式，直流变换电路可分为（脉冲宽度调制）和（脉冲频率调制）。
单相半波、单相全波和单相桥式整流器
单相半波、单相全波和单相桥式整流器１.单相半波整流滤波器图1 单相半波整流滤波电路原理图图１所示是单相半波整流滤波电路原理图，图１(a)是电路原理图，图１(b)是整流波形图。
由于整流器具有单向通导的特性，所以输入电压U1 经整流器VD 整流后就变成了单向脉动波Uo，而输入的负半周被隔离掉。
一般整流器后面都有电容滤波器，如图１(a)中C，将脉动波变成直流波Uc，如图１(b) 所示。
有些情况下，由于某种原因将电容损坏，而电容上的标称值又看不清楚，就无法贸然更换。
在此情况下如何选择C 的电容量就成了首要问题。
这里可以用一个简单的方法计算出来，即一般要求在放电结束时的那一点上，电容上电压下降不超过５％，根据电容放电公式：(1)式中Uc——为在放电时间结束时那一点的瞬时电压；Uco——放电开始时的电压；t——放电时间，在半波整流时为10ms 的值；——放电时间常数，＝C(F)R(Ω)，单位是“s”将式(2-1)改写成：(2)按照上面的要求，为了便于计算，设放电到10ms 时，应当Uc=0.95Uco，代入这些数据后，上式就变为：即CR=19.5X10-3/R (s)，式中R——是整流滤波电源输出最大容量时的等效负载电阻值，于是电容C=19.5X10-3/R就可取标称值的电容代替。
{{分页}}２.单相全波整流滤波器单相半波整流一般都用于小功率的情况，所以当功率稍微增大时就必须用全波整流。
图２(a)所示是单相全波整流电路原理图，图２(b)是它的整流波形图。
由图中可以看出，这是两个单相半波整流器的组合。
需指出的是，有时这种整流器前面加了变压器，目的是使次级电压可以根据设计的要求随意变化。
图2 单相全波整流电路原理图往往有的情况下将小功率变压器烧坏了，而一般机器内的变压器由于是非标准件，并不给出它的绕线参数，使用户无从下手。
遇有这种情况就可以自己动手另外绕制一个变压器来代替。
下面就给出一个简单决定匝数的方法。
首先看一下变压器初级和次级之间的关系。
不可控、半控、全控整流电路
1.2 单相桥式全控整流电路
负载为直流电动机时，如 果出现电流断续，则电动
uad
q =p
机 的机械特性将很软 。
E
0
p
wt
为了克服此缺点，一般 在主电路中直流输出侧 串联一个平波电抗器。
id
O
wt
图2-8 单相桥式全控整流电路带反电动势负 载串平波电抗器，电流连续的临界情况
这时整流电压ud的波形和负载电流id的波形与阻感负载电流连 续时的波形相同，ud的计算公式也一样。 为保证电流连续所需的电感量L可由下式求出：
a)
变压器二次侧接成星形得到
u 2 a =0 u a
ub
uc R
id
零线，而一次侧接成三角形
b)
避免3次谐波流入电网。
O wt1
wt2
w t3
wt
uG
三个晶闸管分别接入a、b、c
c) O
wt
ud
三相电源，其阴极连接在一 d)
O
wt
起——共阴极接法 。
i VT 1
e)
自然换相点：
O f) u VT 1
单相全波与单相全控桥的区别：
单相全波中变压器结构较复杂，材料的消耗多。 单相全波只用2个晶闸管，比单相全控桥少2个，相 应地，门极驱动电路也少2个；但是晶闸管承受的最 大电压是单相全控桥的2倍。 单相全波导电回路只含1个晶闸管，比单相桥少1个， 因而管压降也少1个。
从上述后两点考虑，单相全波电路有利于在低输出电 压的场合应用。
1.2 单相桥式全控整流电路
1) 带电阻负载的工作情况
电路结构
工作原理及波形分析
VT1和VT4组成一对桥臂，在 u2正半周承受电压u2，得到 触发脉冲即导通，当u2过零 时关断。
整流电路波形总结(1)
1、单相半波可控整流电路——阻性负载，触发角2、单相半波可控整流电路——阻感负载，触发角3、单相半波可控整流电路——阻感负载有续流二极管，触发角4、单相桥式全控整流电路——纯阻性负载，触发角5、单相桥式全控整流电路——带反电动势负载，触发角6、单相桥式全控整流电路——阻感性负载，触发角7、单相全波可控整流电路(单相双半波可控整流电路）——阻性负载，触发角8、单相桥式半控整流电路——阻性负载，触发角9、单相桥式半控整流电路——阻感负载，有续流二极管，触发角10、单相桥式半控整流电路另一种接法1、三相半波可控整流电路——纯阻性负载R 1）纯电阻负载，触发角为0度2）纯阻性负载，触发角30度3）纯阻性负载，触发角大于30度电流断续，以60度为例2、三相半波可控整流电路——阻感负载1）阻感负载，触发角60度（当触发角时，整流电压波形与纯阻性负载时相同，因为两种负载情况下，负载电流均连续）。
3、三相桥式全控整流电路1）纯电阻负载，触发角0度纯阻性负载，0度触发角时晶闸管工作情况2）纯阻性负载，触发角30度3）纯阻性负载，触发角60度4）纯阻性负载，触发角90度5）阻感负载，触发角0度6）阻感负载，触发角30度7）阻感负载，触发角90度4、考虑变压器漏感时的三相半波可控整流电路及波形各种整流电路换相压降和换相重叠角的计算5、电容滤波的不可控整流电路（单相桥式整流电路）6、感容滤波的二极管整流电路7、带平衡电抗器的双反星型可控整流电路触发角为0度时，两组整流电压电流波形平衡电抗器作用下输出电压的波形和电抗器上的电压波形平衡电抗器作用下，两个晶闸管同时导通的情况当触发角为30度、60度、90度时，双反星形电路的输出电压波形8、多重化整流电路（并联多重联结的12脉波整流电路）9、移相30度串联2重联结电路移相30度串联2重联结电路电流波形三相桥式整流电路工作于有源逆变状态时的电压波形 u ab u ac u bc u ba u cau cb u ab u ac u bc u ba u ca u cb u ab u ac u bc u ba u ca u cb u ab u ac u bc u a u b u c u a u b u c u a u b u c u a u b u 2u d ωtO ωtO β =π4β =π3β =π6β =π4β =π3β =π6ωt 1ωt 3ωt 2。
单相全波可控整流电路单相桥式半控整流电路
单相全波可控整流电路、单相桥式半控整流电路一.单相全波可控整流电路单相全波可控整流电路（Single Phase Full Wave Controlled Rectifier)，又称单相双半波可控整流电路。
图1 单相全波可控整流电路及波形单相全波与单相全控桥从直流输出端或从交流输入端看均是基本一致的。
变压器不存在直流磁化的问题。
单相全波与单相全控桥的区别是：单相全波中变压器结构较复杂，材料的消耗多。
单相全波只用2个晶闸管，比单相全控桥少2个，相应的，门极驱动电路也少2个；但是晶闸管承受的最大电压是单相全控桥的2倍。
单相全波导电回路只含1个晶闸管，比单相桥少1个，因而管压降也少1个。
因此，单相全波电路有利于在低输出电压的场合应用1.电路结构图2.单相桥式半控整流电路，有续流二极管，阻感负载时的电路及波形单相全控桥中，每个导电回路中有2个晶闸管，1个晶闸管可以用二极管代替，从而简化整个电路。
如此即成为单相桥式半控整流电路（先不考虑VDR）。
单相全控桥式整流电路带电阻性负载的电路图如2所示，四个晶间管组成整流桥，其中vTl、vT4组成一对桥臂，vT 2、vT3组成另一对桥臂，vTl和vT3两只晶闸管接成共阴极，VT2和VT 4两只品间管接成共阳极，变压器二次电压比接在a、b两点，u2=1.414U2sin(wt)2.电阻负载半控电路与全控电路在电阻负载时的工作情况相同。
其工作过程如下：a)在u2正半周，u2经VT1和VD4向负载供电。
b) u2过零变负时，因电感作用电流不再流经变压器二次绕组，而是由VT1和VD2续流。
c)在u2负半周触发角a时刻触发VT3，VT3导通，u2经VT3和VD2向负载供电。
d)u2过零变正时，VD4导通，VD2关断。
VT3和VD4续流，u d又为零。
3.续流二极管的作用1)避免可能发生的失控现象。
2)若无续流二极管，则当a突然增大至180 或触发脉冲丢失时，会发生一个晶闸管持续导通而两个二极管轮流导通的情况，这使u d成为正弦半波，其平均值保持恒定，称为失控。
单相及三相半波可控与桥式全控整流电路原理
单相半波可控整流电路电阻性负载在生产实际中，有一些负载基本上是属于电阻性的，如电炉、电解、电镀、电焊及白炽灯等。
电阻性负载的特点是：负载两端的电压和流过负载的电流成一定的比例关系，且两者的波形相似；负载电压和电流均允许突变。
图8.8（a）即为单相半波可控整流电路带电阻性负载时的电路，它由晶闸管VT、负载电阻和变压器T主要来变换电压，其次它还有隔离一、二次侧的作用。
我们用、分别表示一次侧和二次侧电压的瞬时值；为一次侧电压有效值，为二次侧电压有效值，的大小是由负载所需的直流输出平均电压值来决定；、分别表示整流后的输出电压、电流的瞬时值；、分别为晶闸管两端电压和流过晶闸管电流的瞬时值；、分别为流过变压器一次侧绕组和二次侧绕组电流的瞬时值。
图8.8 单相半波可控整流带电阻性负载（a）电路图（b）波形图在单相可控整流电路中，从晶闸管开始承受正向电压，到其加上触发脉冲的这一段时间所对应的电角度()称为控制角（也叫移相角），用表示；晶闸管在一个周期内导通的电角度（）称为导通角，用表示，且在此电路中有的关系。
直流输出电压的平均值为（8.11）可见它是角的函数，通过改变角的大小就可以起到调节的目的。
当时，波形为一完整的正弦半波波形，此时输出电压为最大，用表示，。
随着的增大，将减小，至时，。
所以该电路角的移相范围。
直流输出电流的平均值为（8.12）而负载上得到的直流输出电压有效值和电流有效值分别为（8.13）（8.14）又因为在单相可控整流半波电路中，晶闸管与负载电阻以及变压器二次侧绕组是串联的，故流过负载的电流平均值即是流过晶闸管的电流平均值；流过负载的电流有效值也是流过晶闸管电流的有效值，同时也是流过变压器二次侧绕组电流的有效值，即存在如下关系（8.15）（8.16）流过晶闸管的电流的波形系数为（8.17）当时，即为单相半波波形，，与晶闸管额定电流定义的情况一致。
根据图8.8(b)中的波形可知，晶闸管可能承受的正反向峰值电压均为（8.18）另外，对于整流电路而言，通常还要考虑其功率因数和对电源的容量S的要求。
单相桥式整流电路设计
1单相桥式整流电路设计单相桥式整流电路可分为单相桥式相控整流电路和单相桥式半控整流电路，它们所连接的负载性质不同就会有不同的特点。
下面分析两种单相桥式整流电路在带电感性负载的工作情况。
单相半控整流电路的优点是：线路简单、调整方便。
弱点是：输出电压脉动冲大，负载电流脉冲大（电阻性负载时），且整流变压器二次绕组中存在直流分量 , 使铁心磁化，变压器不能充分利用。
而单相全控式整流电路具有输出电流脉动小，功率因数高，变压器二次电流为两个等大反向的半波，没有直流磁化问题，变压器利用率高的优点。
单相全控式整流电路其输出平均电压是半波整流电路 2 倍，在相同的负载下流过晶闸管的平均电流减小一半；且功率因数提高了一半。
单相半波相控整流电路因其性能较差，实际中很少采用，在中小功率场合采用更多的是单相全控桥式整流电路。
根据以上的比较分析因此选择的方案为单相全控桥式整流电路（负载为阻感性负载）。
1.1 元器件的选择1.1.1 晶闸管的介绍晶管又称为晶体闸流管，可控硅整流（Silicon Controlled Rectifier--SCR ），开辟了电力电子技术迅速发展和广泛应用的崭新时代 ; 20 世纪 80 年代以来，开始被性能更好的全控型器件取代。
能承受的电压和电流容量最高，工作可靠，以被广泛应用于相控整流、逆变、交流调压、直流变换等领域，成为功率低频（200Hz以下）装置中的主要器件。
晶闸管往往专指晶闸管的一种基本类型 --普通晶闸管。
广义上讲，晶闸管还包括其许多类型的派生器件1)晶闸管的结构晶闸管是大功率器件，工作时产生大量的热，因此必须安装散热器。
晶闸管有螺栓型和平板型两种封装引出阳极 A 、阴极 K 和门极（或称栅极） G 三个联接端。
对于螺栓型封装，通常螺栓是其阳极，能与散热器紧密联接且安装方便平板型封装的晶闸管可由两个散热器将其夹在中间内部结构 :四层三个结如图 1.1图 1.1 晶闸管的外形、内部结构、电气图形符号和模块外形a)晶闸管外形b)内部结构c)电气图形符号 d)模块外形2)晶闸管的工作原理图晶闸管由四层半导体（ P1、N1、 P2、N2）组成，形成三个结J1（P1N1）、 J2（ N1P2）、J3（P2N2），并分别从 P1、P2、N2引入 A、G、K 三个电极，如图 1.2(左)所示。
(完整版)电力电子技术(王兆安第五版)课后习题全部答案
电力电子技术2-1 与信息电子电路中的二极管对比，电力二极管拥有如何的构造特色才使得其拥有耐受高压和大电流的能力？答： 1.电力二极管多数采纳垂直导电构造，使得硅片中经过电流的有效面积增大，明显提升了二极管的通流能力。
2.电力二极管在 P 区和 N 区之间多了一层低混杂 N 区，也称漂移区。
低混杂 N 区因为混杂 浓度低而靠近于无混杂的纯半导体资料即本征半导体，因为混杂浓度低，低混杂 N 区就能够承 受很高的电压而不被击穿。
2-2. 使晶闸管导通的条件是什么？答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管蒙受正朝阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲） 。
或： uAK>0 且 uGK>0。
2-3. 保持晶闸管导通的条件是什么？如何才能使晶闸管由导通变成关断？答：保持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流， 即保持电流。
要使晶闸由导通变成关断， 可利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到靠近于零的某一数值以下，即降到保持电流以下，即可使导通的晶闸管关断。
2-4 图 2-27 中暗影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最大值均为 I m ，试计算各波形的电流均匀值 I d1、I d2、 I d3 与电流有效值 I 1、I 2、I 3。
1 4 Im sin ( t) Im ( 21) 0.2717 Im解： a)I d122 2=1(Im sin t )2 d (wt )Im 31I 1= 242 421 Im sin td (wt )Im ( 2 1) 0.5434 Im b)I d2=42 21 (Im sin t )2 d (wt)2 Im 31I 2=424 21 2Im d ( t )1Imc)I d3= 2412Im 2d ( t )1ImI 3= 2 022-5 上题中假如不考虑安全裕量 ,问 100A 的晶阐管能送出的均匀电流 I d1、I d2、I d3 各为多少 ?这时，相应的电流最大值 Im1 、 I、 Im3 各为多少 ?m2解：额定电流 I T(AV) =100A 的晶闸管，同意的电流有效值 I=157A,由上题计算结果知Ia) I m1 I d1 m1A,I232.90 A,0.5434 I m2 126.56 Ab) I m2 I d2c) I m3=2I=3141I m3 I d3= 42-6 GTO 和一般晶闸管同为PNPN 构造 ,为何 GTO 能够自关断 ,而一般晶闸管不可以 ?答： GTO 和一般晶阐管同为PNPN 构造，由 P1N1P2 和 N1P2N2 构成两个晶体管 V1 、V2 ，分别拥有共基极电流增益 1 和2 ，由一般晶阐管的剖析可得， 1 2 1 是器件临界导通的条件。
第3章 整流电路3-1 单相全波可控整流电路
o
ωt1 π
2π
ωt
ug
– VT2导通，两端电压为0
o ud
ωt
• 负 载：ud = –u2，id = Id
o
ωt
• 变压器：i1 = –nId
αθ i1
• 电 感：电感放电，感应电压为负
o
ωt
uVT1
• 晶闸管：uVT1 = 2u2，iVT1 = 0
o
ωt
• 晶闸管：uVT2 = 0，iVT2 = Id
12:18
第3章 整流电路
3
3.1.3 单相全波可控整流电路
带阻性负载时的工作情况
电路分析：寻找α = 0的位置
• VT1和VT2都不导通：VT1承受电压u2，VT2承受电压–u2
• VT1导通，VT2承受反压–2u2 • VT2导通，VT1承受反压2u2 • VT1和VT2同时导通？
u2
o
ωt
12:18
第3章 整流电路
18
思考题
计算题
如图所示，单相全波半控整流电路，变压器二次侧电压有效值U2
• 画出ud、i1和VT1的工作波形
• 求Ud、Id和α关系
u2
• 求晶闸管的移相范围 • 求晶闸管的额定电压和额定电流
o
ωt1 π
2π
ωt
α
ug
o
ωt
ud
i1 T
VT1
o
ωt
*
* u2
ωt1 π
2π
ωt
ug
– VT2阻断，承受正向电压–2u2
o ud
ωt
• 负 载：ud = u2，id = Id • 变压器：i1 = nId
o
电力电子技术试题(二)
电力电子技术 试题（A ）注：卷面85分，平时成绩15分一、 回答下列问题1、下列器件的分类表中，将符合每一类别的全部选项添入表中。
（8分）选项：（根据选项填空时，只需写选项的代号，如：A,B,….） A. SCRF.电力二极管 。
2、判断下列各题的正确性，正确的打“√”，不正确的打“×”。
（6分）（1）某晶闸管，若其断态重复峰值电压为500V，反向重复峰值电压700V，则该晶闸管的额定电压是700V。
（）第 1 页（共 8 页）试题：电力电子技术班号：姓名：（2）对于输入接整流变压器的可控整流电路，变压器存在直流磁化的有三相半波整流电路、单相半波整流电路和单相全波整流电路。
（）（3）单相全控桥式变流电路，“阻感——反电势”负载，已知60β=o，2100U V=，50E V=,电路处于可逆变状态。
（）3、画出全控型器件RCD关断缓冲电路，并分析缓冲电路中各元件作用。
（6分）第 2 页 （共 8 页）试 题： 电力电子技术 班号： 姓名：二、对于三相全控桥式变流电路，在不同的负载形式和控制要求下，回答下列问题。
1、画出该电路带“阻感——反电势” 负载，并工作于整流方式时的电路图（要标明反电势极性）。
（5分）u uu 2、当该电路工作于整流状态时，设触发角60α=o 且负载电流连续，请在图中画出此时整流器 输出电压u d 和晶闸管电流1VT i 在一个周期内的波形。
（5分） i VT103、设该电路为大电感负载且工作于整流状态，V U 1002=，负载中E=47V ，Ω=5R ,当60α=o 时，试计算整流输出平均电压d U 、负载电流d I 和晶闸管电流 平均值dVT I 。
（5分）第 3 页 （共 8 页）试 题：电力电子技术 班号： 姓名：三、H 型单极同频模式PWM 的功率转换电路如下图（a ）所示。
它由四个大功率IGBT 和四个续流二极管组成。
当控制指令0i u >时，1V 和2V 工作在交替开关状态，3V 截止关断 ，4V 饱和导通。
电力电子技术项目教程习题答案(1-3)
项目1 认识和调试晶闸管单相半波整流控制的调光灯电路1.1.4 思考题与习题1．晶闸管的导通条件是什么？怎样使晶闸管由导通变为关断？解：导通条件：(1)晶闸管阳极和阴极之间加正向电压；(2)晶闸管门极和阴极间加正向电压。
最根本的方法就是必须将阳极电流减小到使之不能维持正反馈的程度，也就是将晶闸管的阳极电流减小到小于维持电流。
可采用的方法有：将阳极电压减小到零或将晶闸管的阳极和阴极间加反向电压。
2．晶闸管导通后，去掉门极电压，晶闸管是否还能继续导通？为什么？解：继续导通，导通之后，门极就失去了控制作用。
3．说明晶闸管型号规格KP200-7E代表的含义。
解：额定电流为200A，额定电压为800V，管压降为0.8V4．有些晶闸管触发导通后，触发脉冲结束时它又关断是什么原因？解：欲使晶闸管触发导通，必须使触发脉冲保持到阳极电流上升到擎住电流IL以上，否则会造成晶闸管重新恢复阻断状态，因此触发脉冲必须具有一定宽度。
5．晶闸管导通时，流过晶闸管的电流大小取决于什么？晶闸管阻断时，承受的电压大小取决于什么？解：取决于电路里负载电阻的大小；取决于电源电压的大小。
6．画出图1-19所示电路电阻R d上的电压波形。
图1-19习题6图解：7．如图1-20，型号为KP100-3，维持电流4mA的晶闸管，在以下电路中使用是否合理？为什么？（未考虑电压、电流安全余量）（a) （b) （c)图1-20习题7图解：（a）图的目的是巩固维持电流和擎住电流概念，擎住电流一般为维持电流的数倍。
本题给定晶闸管的维持电流I H＝3mA，那么擎住电流必然是十几毫安，而图中数据表明，晶闸管即使被触发导通，阳极电流为100V/50KΩ＝3 mA，远小于擎住电流，晶闸管不可能导通，故不合理。
（b）图主要是加强对晶闸管型号的含义及额定电压、额定电流的理解。
本图所给的晶闸管额定电压为300A、额定电流100A。
图中数据表明，晶闸管可能承受的最大电压为311V，大于管子的额定电压，故不合理。
单相全波可控整流电路单相桥式半控整流电路[1]
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单相全波可控整流电路、单相桥式半控整流电路一.单相全波可控整流电路单相全波可控整流电路（Single Phase Full Wave Controlled Rectifier)，又称单相双半波可控整流电路。
图1 单相全波可控整流电路及波形单相全波与单相全控桥从直流输出端或从交流输入端看均是基本一致的。
变压器不存在直流磁化的问题。
单相全波与单相全控桥的区别是：单相全波中变压器结构较复杂，材料的消耗多。
单相全波只用2个晶闸管，比单相全控桥少2个，相应的，门极驱动电路也少2个；但是晶闸管承受的最大电压是单相全控桥的2倍。
单相全波导电回路只含1个晶闸管，比单相桥少1个，因而管压降也少1个。
因此，单相全波电路有利于在低输出电压的场合应用1.电路结构图2.单相桥式半控整流电路，有续流二极管，阻感负载时的电路及波形单相全控桥中，每个导电回路中有2个晶闸管，1个晶闸管可以用二极管代替，从而简化整个电路。
如此即成为单相桥式半控整流电路（先不考虑VDR）。
单相全控桥式整流电路带电阻性负载的电路图如2所示，四个晶间管组成整流桥，其中vTl、vT4组成一对桥臂，vT 2、vT3组成另一对桥臂，vTl和vT3两只晶闸管接成共阴极，VT2和VT 4两只品间管接成共阳极，变压器二次电压比接在a、b两点，u2=1.414U2sin(wt)2.电阻负载半控电路与全控电路在电阻负载时的工作情况相同。
其工作过程如下：a)在u2正半周，u2经VT1和VD4向负载供电。
b) u2过零变负时，因电感作用电流不再流经变压器二次绕组，而是由VT1和VD2续流。
c)在u2负半周触发角a时刻触发VT3，VT3导通，u2经VT3和VD2向负载供电。
d)u2过零变正时，VD4导通，VD2关断。
VT3和VD4续流，u d又为零。
3.续流二极管的作用1)避免可能发生的失控现象。
2)若无续流二极管，则当a突然增大至180 或触发脉冲丢失时，会发生一个晶闸管持续导通而两个二极管轮流导通的情况，这使u d成为正弦半波，其平均值保持恒定，称为失控。
单相及三相半波可控与桥式全控整流电路原理
单相半波可控整流电路电阻性负载在生产实际中，有一些负载基本上是属于电阻性的，如电炉、电解、电镀、电焊及白炽灯等。
电阻性负载的特点是：负载两端的电压和流过负载的电流成一定的比例关系，且两者的波形相似；负载电压和电流均允许突变。
图8.8（a）即为单相半波可控整流电路带电阻性负载时的电路，它由晶闸管VT、负载电阻和变压器T主要来变换电压，其次它还有隔离一、二次侧的作用。
我们用、分别表示一次侧和二次侧电压的瞬时值；为一次侧电压有效值，为二次侧电压有效值，的大小是由负载所需的直流输出平均电压值来决定；、分别表示整流后的输出电压、电流的瞬时值；、分别为晶闸管两端电压和流过晶闸管电流的瞬时值；、分别为流过变压器一次侧绕组和二次侧绕组电流的瞬时值。
图8.8 单相半波可控整流带电阻性负载（a）电路图（b）波形图在单相可控整流电路中，从晶闸管开始承受正向电压，到其加上触发脉冲的这一段时间所对应的电角度()称为控制角（也叫移相角），用表示；晶闸管在一个周期内导通的电角度（）称为导通角，用表示，且在此电路中有的关系。
直流输出电压的平均值为（8.11）可见它是角的函数，通过改变角的大小就可以起到调节的目的。
当时，波形为一完整的正弦半波波形，此时输出电压为最大，用表示，。
随着的增大，将减小，至时，。
所以该电路角的移相范围。
直流输出电流的平均值为（8.12）而负载上得到的直流输出电压有效值和电流有效值分别为（8.13）（8.14）又因为在单相可控整流半波电路中，晶闸管与负载电阻以及变压器二次侧绕组是串联的，故流过负载的电流平均值即是流过晶闸管的电流平均值；流过负载的电流有效值也是流过晶闸管电流的有效值，同时也是流过变压器二次侧绕组电流的有效值，即存在如下关系（8.15）（8.16）流过晶闸管的电流的波形系数为（8.17）当时，即为单相半波波形，，与晶闸管额定电流定义的情况一致。
根据图8.8(b)中的波形可知，晶闸管可能承受的正反向峰值电压均为（8.18）另外，对于整流电路而言，通常还要考虑其功率因数和对电源的容量S的要求。
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单相全波可控整流电路、单相桥式半控整流电路
一.单相全波可控整流电路
单相全波可控整流电路（Single Phase Full Wave Controlled Rectifier)，又称单相双半波可控整流电路。
图1 单相全波可控整流电路及波形
单相全波与单相全控桥从直流输出端或从交流输入端看均是基本一致的。
变压器不存在直流磁化的问题。
单相全波与单相全控桥的区别是：单相全波中变压器结构较复杂，材料的消耗多。
单相全波只用2个晶闸管，比单相全控桥少2个，相应的，门极驱动电路也少2个；但是晶闸管承受的最大电压是单相全控桥的2倍。
单相全波导电回路只含1个晶闸管，比单相桥少1个，因而管压降也少1个。
因此，单相全波电路有利于在低输出电压的场合应用
1.电路结构
图2.单相桥式半控整流电路，有续流二极管，阻感负载时的电路及波形
单相全控桥中，每个导电回路中有2个晶闸管，1个晶闸管可以用二极管代替，从而简化整个电路。
如此即成为单相桥式半控整流电路（先不考虑VDR）。
单相全控桥式整流电路带电阻性负载的电路图如2所示，四个晶间管组成整流桥，其中vTl、vT4组成一对桥臂，vT 2、vT3组成另一对桥臂，vTl和vT3两只晶闸管接成共阴极，VT2和VT 4两只品间管接成共阳极，变压器二次电压比接在a、b两点，u2=1.414U2sin(wt)
2.电阻负载
半控电路与全控电路在电阻负载时的工作情况相同。
其工作过程如下：
a)在u2正半周，u2经VT1和VD4向负载供电。
b) u2过零变负时，因电感作用电流不再流经变压器二次绕组，而是由VT1和VD2续流。
c)在u2负半周触发角a时刻触发VT3，VT3导通，u2经VT3和VD2向负载供电。
d)u2过零变正时，VD4导通，VD2关断。
VT3和VD4续流，u d又为零。
3.续流二极管的作用
1)避免可能发生的失控现象。
2)若无续流二极管，则当a突然增大至180 或触发脉冲
丢失时，会发生一个晶闸管持续导通而两个二极管轮流导通的情况，这使u d成为正弦半波，其平均值保持恒定，称为失控。
3)有续流二极管VDR时，续流过程由VDR完成，避免了失控的现象。
4)续流期间导电回路中只有一个管压降，有利于降低损耗。
4.单相桥式半控整流电路的另一种接法
图4.单相全控桥式带电阻负载时的电路及波形图5.单相桥式半控整流电路的另一接法相当于把上图中的VT3和VT4换为二极管VD3和VD4，这样可以省去续流二极管VDR，续流由VD3和VD4来实现。
二.阻感性负载(设WL>R)
1．电路结构
带阻感性负载的单相全控桥式电路如图3—7(a)所示。
由于电感的感应电势使输出电压波形出现负波。
输出电流是近似乎直的，晶间管和变压器副边的电流为矩形波。
图3 单相桥式全控整流电路[阻感性负载]
2．工作原理及工作波形
(1)在u2正半波的区间
当wt＝o-a时：品间管vT 1、vT4承受正压，但无触发脉冲，处于关断状态。
假设电路己工作在稳定状态，则在o—a区间出于电感释放能量，晶闸管vT2、vT4维持导通。
当wt＝a时刻及以后：在wt＝a处触发晶闸管vTl、vT4使其导通，电流沿a—>vT1->L-> R->VT4-b-Tr的二次绕组一>a流通，此时负载上有输出电压和屯流。
电源电压反向加到晶闸管vT2、vT3上，使其承受反压而处于关断状态。
(2)在u2负半波区间‘
当wt＝180度时：电源电压自然过零，感应电势使品闸管vTl、vT4继续导通波，晶间管vT2、vT3承受正压，因元触发脉冲，vTz、v工处于关断状态。
在wt＝180+a时刻及以后：在wt＝180+a处触发品间管vT2、VT3使其导通，电流沿b—VT3—L--R--VT2---a---Tr的二次绕组一>b流通，电源电压沿正半周期的方向施加到负载上，负载上有输出电压和电流，此时电源电压反向加到上vTl、vT4，使其承受反压而变为关断状态。
晶闸管vT2、VT3一直耍导通到下一周期wt=360+a处再次触发晶间管vT1、vT4为止。
3.为扩大移相范围，增大输山电压，同样可以在负载两端并一续流二极管。
4.电路如图4(a)所示。
接—续流二极管vD后，当电源电压降到零时．负载电流经续流二极管vD续流，使电路直流输出端只有1v左右的压降，迫使晶间管的电流城小到维持电流以下而关断。
一个周期内工作波形如图4(b)所示。
从工作波形可看出：在一个周期中，晶闸管的导通角为180-a。
续流管的导通角为2a。