1、第十章第十章 半控型电力电子器件及其应用半控型电力电子器件及其应用 第一节第一节 晶闸管晶闸管第二节第二节 单相可控整流电路单相可控整流电路第三节第三节 单结晶体管触发电路单结晶体管触发电路第四节第四节 三相可控整流电路三相可控整流电路第五节第五节 双向晶闸管及应用双向晶闸管及应用返回主目录返回主目录第一节第一节 晶闸管晶闸管 晶闸管原称可控硅。它是一种较理想的大功率变流器件。晶闸管原称可控硅。它是一种较理想的大功率变流器件。一、晶闸管的结构和工作原理一、晶闸管的结构和工作原理1晶闸管的结构晶闸管的结构 大功率晶闸管的外形结构有螺栓式和平板式两种，晶闸大功率晶闸管的外形结构有螺栓式和平板式两种
2、，晶闸管的外形和图形符号如管的外形和图形符号如图图10-1所示。所示。三个电极：阳极三个电极：阳极A，阴极，阴极K和门极和门极G。四层（四层（P1N1P2N2）三端（）三端（A、K、G）元件。）元件。等效电路等效电路1：三个：三个PN结串联等效，如结串联等效，如图图10-2b所示。所示。等效电路等效电路2：晶体管互补电路等效，如：晶体管互补电路等效，如图图10-2c所示。所示。三个三个PN结：结：。如。如图图10-2所示。所示。321J,J,J 图图10-1 晶闸管的外型和符号晶闸管的外型和符号塑封式塑封式螺栓式螺栓式平板式平板式图图10-2 晶闸管的内部芯片及等效电路晶闸管的内部芯片及等效电
3、路芯片原理结构芯片原理结构 PN结等效电路结等效电路 互补晶体管等效电路互补晶体管等效电路 2晶闸管的导通与关断条件晶闸管的导通与关断条件实验电路如实验电路如10-3所示所示 a)图图10-3 晶闸管的导通实验晶闸管的导通实验阳极接电源正极，阳极接电源正极，门极开路，灯不亮门极开路，灯不亮 b）图图10-3 晶闸管的导通实验晶闸管的导通实验阳极接电源正极，门阳极接电源正极，门极接正电压，灯亮极接正电压，灯亮 c）图图10-3 晶闸管的导通实验晶闸管的导通实验导通后断开门极，导通后断开门极，灯仍亮灯仍亮实验总结：实验总结：1）不加门极电压，即使阳极加正电压）不加门极电压，即使阳极加正电压，管子也
4、不能导通。，管子也不能导通。2）只有在阳极加正电压，同时门极也加正电压，管子才导通。）只有在阳极加正电压，同时门极也加正电压，管子才导通。3）一旦晶闸管导通，门极将失去作用。）一旦晶闸管导通，门极将失去作用。结论：结论：晶闸管的导通条件：晶闸管的导通条件：阳极加正电压，同时门极也加正电压。阳极加正电压，同时门极也加正电压。晶闸管的关断条件是：晶闸管的关断条件是：正向阳极电压降低到一定值（或者在正向阳极电压降低到一定值（或者在晶闸管阳、阴极间施加反向电压）使流过晶闸管的电流小晶闸管阳、阴极间施加反向电压）使流过晶闸管的电流小于维持电流。于维持电流。3晶闸管的工作原理晶闸管的工作原理瞬时使互补晶体
5、管达到饱和导通，即晶闸管由正向阻断状态瞬时使互补晶体管达到饱和导通，即晶闸管由正向阻断状态转为导通状态；转为导通状态；3）当管子一旦导通，如断开）当管子一旦导通，如断开S，晶闸管仍能，晶闸管仍能继续导通的原因是强烈的正反馈电流取代了继续导通的原因是强烈的正反馈电流取代了 的作用。的作用。GI晶闸管的工作原理如晶闸管的工作原理如图图10-4所示。所示。原理分析：原理分析：1）阳极加正）阳极加正向电压，使互补晶体管有正确接法的工作电源；向电压，使互补晶体管有正确接法的工作电源；2）开关）开关S闭合，给闭合，给N1P2N2型晶体管的基极输入电流，经过强烈的正型晶体管的基极输入电流，经过强烈的正反馈即
6、反馈即1b11c1b2b22C2bGGIIIIIIIU强烈正反馈强烈正反馈图图10-4 晶闸管的工作原理晶闸管的工作原理 二、晶闸管的伏安特性二、晶闸管的伏安特性晶闸管的正向伏安特性如晶闸管的正向伏安特性如图图10-5右侧所示右侧所示。正向阻断：正向阻断：时，时，结处于反向偏置，管子只有很小结处于反向偏置，管子只有很小的正向漏电流。的正向漏电流。0GI2J硬导通：硬导通：时，时，结被击穿，电流突然上升，管子结被击穿，电流突然上升，管子由阻断状态变为正向导通状态，管子导通是不可控的，多次由阻断状态变为正向导通状态，管子导通是不可控的，多次硬导通会损坏管子。硬导通会损坏管子。BOaUU 2J正向导
7、通：正向导通：门极有适当的门极有适当的 流入，使管子正向导通。流入，使管子正向导通。GI反向阻断：反向阻断：结反偏，晶闸管只流过很小的反向电流。结反偏，晶闸管只流过很小的反向电流。31JJ 和反向击穿：反向击穿：当反向电压增大到反向击穿电压时当反向电压增大到反向击穿电压时 ，结被击穿，管子反向导通，此时功耗很大，可能损坏。结被击穿，管子反向导通，此时功耗很大，可能损坏。ROU31JJ 和 晶闸管的反向伏安特性如晶闸管的反向伏安特性如图图10-5左侧所示左侧所示。图图10-5 晶闸管的伏安特性晶闸管的伏安特性 正向转折电压正向转折电压 断态正向不重复峰值电压断态正向不重复峰值电压 断态正向重复峰
8、值电压断态正向重复峰值电压 BOUDRMUDSMU 反向击穿电压反向击穿电压 断态反向不重复峰值电压断态反向不重复峰值电压 断态反向重复峰值电压断态反向重复峰值电压ROURSMURRMU三、晶闸管的主要参数三、晶闸管的主要参数1电压定额电压定额（1）断态正向重复峰值电压）断态正向重复峰值电压 和反向重复峰值电压和反向重复峰值电压 （）是门极开路而元件的结温为额定值时，）是门极开路而元件的结温为额定值时，允许重复加在元件上的正（反）向峰值电压。允许重复加在元件上的正（反）向峰值电压。DRMURRMUDRMURRMUTMTn32UU（10-1）（3）额定电压）额定电压 指元件的标称电压。选用公式为
9、指元件的标称电压。选用公式为TnU式中，式中，是晶闸管正常工作时阳极电压的峰值电压（是晶闸管正常工作时阳极电压的峰值电压（V）。）。TMU（2）通态平均电压）通态平均电压 晶闸管导通时管压降的平均值，一晶闸管导通时管压降的平均值，一般在般在0.41.2V之间，管压降愈小，元件功耗愈小。之间，管压降愈小，元件功耗愈小。FU2电流定额电流定额dMAVT)25.1(KII（10-2）（1）额定电流）额定电流 （元件的额定通态平均电流）（元件的额定通态平均电流）指晶闸指晶闸管管在规定的环境温度及散热条件下，允许通过的正弦半波电流在规定的环境温度及散热条件下，允许通过的正弦半波电流的平均值。选用公式为的
10、平均值。选用公式为AVTI式中，式中，是可控整流电路输出电流平均值的最大值（是可控整流电路输出电流平均值的最大值（A）；）；K是计算系数，见表是计算系数，见表10-1。dMI（2）维持电流维持电流 在室温和门极开路时，晶闸管从通态到断在室温和门极开路时，晶闸管从通态到断态的最小电流，称为维持电流。当态的最小电流，称为维持电流。当 时，管子关断。时，管子关断。HIaIHI（3）擎住电流擎住电流 晶闸管从断态到通态，去掉门极电压，晶闸管从断态到通态，去掉门极电压，并使其保持导通所需的最小电流。并使其保持导通所需的最小电流。LI3门极定额门极定额（2）门极反向峰值电压门极反向峰值电压 一般门极所加反
11、向电压一般门极所加反向电压应小于其允许电压峰值，通常安全电压为应小于其允许电压峰值，通常安全电压为5V左右。左右。GRMU（1）门极触发电压门极触发电压 和电流和电流 是指在室温下，是指在室温下，晶闸管施加晶闸管施加6V正向阳极电压时，使元件由断态转入通态所必正向阳极电压时，使元件由断态转入通态所必须的最小门极电流。对应于须的最小门极电流。对应于 的门极电压，称为门极触发的门极电压，称为门极触发电压电压 。GTUGTIGTIGTIGTUK P 通态平均电压组别，（小于通态平均电压组别，（小于100A可不标）可不标）额定电压等级（如额定电压等级（如100V为为1级，级，700V为为7级等）级等）
12、额定电流系列额定电流系列 表示普通型（表示普通型（K-快速型，快速型，S-双向型，双向型，N-逆导型）逆导型）表示晶闸管表示晶闸管普通晶闸管型号命名含义如下：普通晶闸管型号命名含义如下：1）选择晶闸管的额定电压、额定电流时，应留有足够的安选择晶闸管的额定电压、额定电流时，应留有足够的安全余量。全余量。2）要有过电压、过电流保护措施。）要有过电压、过电流保护措施。3）严格按规定散热。）严格按规定散热。4)严禁用兆欧表检查晶闸管的绝缘情况。严禁用兆欧表检查晶闸管的绝缘情况。四、晶闸管的测试与使用四、晶闸管的测试与使用1万用表测试法万用表测试法 根据根据PN结单向导电性，用万用表欧姆档测试晶闸管三个
13、结单向导电性，用万用表欧姆档测试晶闸管三个电极之间的电阻电极之间的电阻 ，就可初步判断管子的好坏。好的，就可初步判断管子的好坏。好的管子，阳极与阴极之间的电阻很大（接近无穷大），门极与管子，阳极与阴极之间的电阻很大（接近无穷大），门极与阴极之间的电阻阴极之间的电阻 应小于或接近于其反向电阻应小于或接近于其反向电阻 。KAAKrr或GKrKGr2晶闸管的使用注意事项晶闸管的使用注意事项图图 10-6 可控整流装置原理框图可控整流装置原理框图第二节第二节 单相可控整流电路单相可控整流电路整流变压器整流变压器 同步变压器同步变压器图图10-7一、单相半波可控整流电路一、单相半波可控整流电路1.电路组
14、成及工作原理电路组成及工作原理 当当 0，晶闸管承受正压，晶闸管承受正压，=0时，晶闸管不导通，时，晶闸管不导通，=0；2ugudu t1时刻给门极加入一个适当的触发时刻给门极加入一个适当的触发电压电压 ，则晶闸管导通，则晶闸管导通，2duu gu =0时，流过晶闸管的电流时，流过晶闸管的电流 小于维持电流，晶闸管关断小于维持电流，晶闸管关断2u 0时，晶闸管承受反压，保持关断。时，晶闸管承受反压，保持关断。只要晶闸管不导通，只要晶闸管不导通，=0 2udu触发延迟角触发延迟角 （亦称移相角）（亦称移相角）:从晶闸管承从晶闸管承受正向电压到触发脉冲出现所经历的电角受正向电压到触发脉冲出现所经历
15、的电角度。度。导通角导通角 ：晶闸管在一：晶闸管在一周期内导通的电角度周期内导通的电角度 T 的变化范围为的变化范围为 0，且且 T 由由图图10-7得得2 2各电量的计算各电量的计算 2cos145.0dsin22122d UttUUdddRUI （10-3）（10-4）（2）晶闸管两端承受的最大正反向电压）晶闸管两端承受的最大正反向电压 TMU（1）输出平均电压输出平均电压 和平均电流和平均电流 dUdI由由图图10-7得得2TM2UU（10-5）图图10-8二、单相半控桥可控整流电路二、单相半控桥可控整流电路1电阻性负载电阻性负载 VD1、VD2的工作情况：的工作情况：当当 0 时，时，
16、VD1正偏导通，正偏导通，VD2反偏截止，所反偏截止，所以，将流过很小的反向截止电流；以，将流过很小的反向截止电流；当当 0时，时，VD2正偏导通，正偏导通，VD1反偏截止。反偏截止。2u2u结论：结论：VD1、VD2的工作状态只与电源的工作状态只与电源有关，而与有关，而与VT1、VT2的工作状态无关。的工作状态无关。VT1、VT2的工作情况：的工作情况：当当 0 时，时，VD1导通，导通，VT1、VT2同时同时加入触发电压加入触发电压 时，时，VT1导通，导通，当当 0时，时，VD2导通，导通，VT1、VT2同时同时加入触发电压加入触发电压 时，时，VT2导通，导通，2u2ugu2duu 2
17、duu gu2.接续流管图图10-9 电路分析电路分析1）电路本身有续流作用）电路本身有续流作用2）电路的失控现象）电路的失控现象在直流侧并联续流二极管在直流侧并联续流二极管VD当电路不接当电路不接VDVD时，由于电感有储能，晶闸管时，由于电感有储能，晶闸管VTVT1 1导通后，在导通后，在电源电压过零时不会被关断，电源电压过零时不会被关断，VDVD2 2导通后，输出电压为零这导通后，输出电压为零这就是电路本身的续流作用。就是电路本身的续流作用。VTVT1 1管只有管只有VTVT2 2导通后才会因承受导通后才会因承受反压而关断。所以，晶闸管的导通角为反压而关断。所以，晶闸管的导通角为18018
18、0o o。而二极管。而二极管VDVD总总是在电源电压过零时关断和导通，导通角也为是在电源电压过零时关断和导通，导通角也为180180o o。当突然把触发延迟角增大到当突然把触发延迟角增大到 180o以上或突然切断触发电路时，以上或突然切断触发电路时，会发生正在导通的晶闸管一直导通，两个二极管仍轮流导通会发生正在导通的晶闸管一直导通，两个二极管仍轮流导通的现象。此时触发信号对输出电压失去了控制作用，我们把的现象。此时触发信号对输出电压失去了控制作用，我们把这种现象称为失控。这种现象称为失控。电路波形电路波形3）防止失控的方法）防止失控的方法由由图图10-8、图图10-9得得3 3各电量的计算各电
19、量的计算2cos19.02d UUdddRUI （10-6）（10-7）（1）输出平均电压输出平均电压 和平均电流和平均电流 dUdI2TM2UU（2）晶闸管、二极管两端承受的最大正反向电压）晶闸管、二极管两端承受的最大正反向电压 、TMUDMU2DM2UU 由由图图10-8、图图10-9得得 某单相半控桥整流电路如某单相半控桥整流电路如图图10-910-9。，试求，试求 时的时的 、，并选择晶闸，并选择晶闸管的型号。管的型号。5d RV2202 U60 dUdIdTI （1）149VV260cos12209.02cos19.02dUU29.8AA5149ddd RUI14.9AA8.2921
20、21ddT II（2）晶闸管的选择晶闸管的选择 据式（据式（10-1）2TMTn23232UUU 933V622VV220232 据晶闸管的系列值，选据晶闸管的系列值，选700V的晶闸管。的晶闸管。例例10-1解解选择晶闸管电流选择晶闸管电流 时，应考虑时，应考虑在在 时，时，最大最大 AVTI0min dI 39.6AA52209.0520cos19.02ddMdM URUI据式（据式（10-2）dMAVT25.1KII 取取K=0.5，故，故 39.6A29.7AA6.395.025.125.1dMAVT KII根据晶闸管的电流系列值，选择根据晶闸管的电流系列值，选择30A的晶闸管即可。的
21、晶闸管即可。故应选两只型号为故应选两只型号为KP307的晶闸管。的晶闸管。图图10-10第三节第三节 单结晶体管触发电路单结晶体管触发电路一、单结晶体管简介一、单结晶体管简介外形外形内部等效图内部等效图图形符号图形符号第一基极第一基极第二基极第二基极发射极发射极二、单结晶体管的伏安特性二、单结晶体管的伏安特性图图10-111.截至区截至区2.负阻区负阻区3.饱和区饱和区阈值电压阈值电压 bbbbb2b1b1AUUrrrU 设设 ，当，当 时，单结时，单结晶体管截止。当晶体管截止。当 时，单结晶时，单结晶体管就由截止状态转为导通状态。体管就由截止状态转为导通状态。eUDAUUUP pUPUU e
22、分压比分压比常选常选0.50.8 eI1brAUeU 为负值为负值ee1ebIUR 谷点谷点V峰点峰点P当当 减小到最小值，减小到最小值，再增大发射极电流再增大发射极电流 ，单结晶体管进入饱和。单结晶体管进入饱和。eI1br结论：结论：时，单结晶体管截止。时，单结晶体管截止。时，单结晶体管由截止转为导通。时，单结晶体管由截止转为导通。pUpUeUeU图图10-12三、单结晶体管的自励振荡电路三、单结晶体管的自励振荡电路当当 时，单结晶时，单结晶体管截止，电容体管截止，电容C充电充电CupU当当 时，单结晶时，单结晶体管导通，电容体管导通，电容C放电放电CupU调节调节R值，可值，可改变振荡频率
23、。改变振荡频率。当当 时，单结晶时，单结晶体管截止，电容体管截止，电容C又充电又充电CuVU 四、同步电压为梯形波的单结晶体管触发电路四、同步电压为梯形波的单结晶体管触发电路 图图10-131梯形波同步电压形成环节梯形波同步电压形成环节(1)同步环节同步环节(2)削波削波2触发脉冲移触发脉冲移相环节相环节3触发脉冲形成触发脉冲形成及输出环节及输出环节(1)同步环节同步环节 由主变压器由主变压器TR和同步变压器和同步变压器TS完成主电路与触完成主电路与触发电路的同步，以保证每半个周期都具有相同的移相角发电路的同步，以保证每半个周期都具有相同的移相角 ，使输出电压平稳。使输出电压平稳。1梯形波同步
24、电压形成环节梯形波同步电压形成环节(图图10-13区间区间 )(2)削波的目的：削波的目的：扩大移相范围；扩大移相范围；使不同使不同 时脉冲幅值时脉冲幅值 相等。相等。Gu2 2触发脉冲移相环节触发脉冲移相环节(图图10-13区间区间 )3 3触发脉冲形成及输出环节触发脉冲形成及输出环节(图图10-13区间区间 )当增大当增大 的阻值时，电容的阻值时，电容 的充电时间常数随之增大，的充电时间常数随之增大，移移相角相角 增大；反之，使增大；反之，使 减小。减小。R 该环节由单结晶体管和输出负载电阻该环节由单结晶体管和输出负载电阻 等组成。等组成。1R一、三相半波可控整流电路一、三相半波可控整流电
25、路1.三相半波不可控整流电路三相半波不可控整流电路2.三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路二、三相全控桥整流电路二、三相全控桥整流电路1.三相全控桥的工作原理三相全控桥的工作原理2.对触发电路的要求对触发电路的要求3.不同控制角时的波形不同控制角时的波形4.输出电压与输出电流的计算输出电压与输出电流的计算三相电压介绍三相电压介绍U1V1W1UVW一次侧一次侧形接法形接法二次侧二次侧Y形接法形接法V WtUusin22U)120sin(22VtUu)120sin(22WtUuU三相电压波形三相电压波形tu2一、三相半波可控整流电路一、三相半波可控整流电路VD1、VD2、VD3共阴极共阴极接法
26、，阳极电位高者先导接法，阳极电位高者先导通通图图10-151.三相半波不可控整流电路三相半波不可控整流电路正半周相邻波形的正半周相邻波形的交点，定义为交点，定义为 自然换相点自然换相点电力二极管的导通条件：电力二极管的导通条件：阳极电位高于阴极电位阳极电位高于阴极电位2、三相半波可控整流电路、三相半波可控整流电路自然换相点，自然换相点，定义为定义为=0（1）阻性负载移相范围移相范围0150U U1 1V V1 1W W1 1U UV VW WVT1VT1VT2VT2VT3VT3RdUuvuwuduT1u波图图10-16 三相半波电阻性负载的波形三相半波电阻性负载的波形 图图10-17 三相半波
27、大电感负载不接续流二极管的电路与波形三相半波大电感负载不接续流二极管的电路与波形 1）不接续流二极管）不接续流二极管原理原理 晶闸管关断的方法：晶闸管关断的方法：电压过零时自然关断。电压过零时自然关断。加反偏电压关断。加反偏电压关断。当触发延迟角当触发延迟角 时，时，波形与电阻性负载一样，但波形与电阻性负载一样，但 波形波形是一条平稳的直线。是一条平稳的直线。30didu 当触发延迟角当触发延迟角 时，电阻性负载，均是电压过零自然关断，时，电阻性负载，均是电压过零自然关断，而在大电感不加续流二极管时，晶闸管的关断是要靠加反偏电压才能而在大电感不加续流二极管时，晶闸管的关断是要靠加反偏电压才能使
28、晶闸管关断。这是因为电感是储能元件，电感中电流的变化总是滞使晶闸管关断。这是因为电感是储能元件，电感中电流的变化总是滞后于电压的变化。如后于电压的变化。如VT1正在导通，当正在导通，当 0时，电感储能，其两端电时，电感储能，其两端电压上正下负；当压上正下负；当 时，时，VT1中的电流还不为零，电感由负载变成中的电流还不为零，电感由负载变成了电源，其两端下正上负的感应电压使了电源，其两端下正上负的感应电压使VT1继续正偏导通，直到继续正偏导通，直到VT3的的触发脉冲到来，使触发脉冲到来，使VT3导通，一旦导通，一旦VT3导通，导通，VT1就会因承受反偏电压就会因承受反偏电压而关断。所以，而关断。
29、所以，波形出现了负值。波形出现了负值。120T30Uu0Uudu电路波形电路波形30 120 60 90 VT1VT1VT2VT2VT3VT3Rd dLd三相半波感性负载三相半波感性负载移相范围移相范围0902）接续流二极管）接续流二极管 接续流二极管的大接续流二极管的大电感负载和电阻性负电感负载和电阻性负载的波形完全相同，载的波形完全相同，而电流的波形是一条而电流的波形是一条直线。直线。因为大电感产生的因为大电感产生的感应电压使续流二极感应电压使续流二极管管VD正偏导通，正偏导通，VD的的导通，一方面给大电导通，一方面给大电感电流提供了继续流感电流提供了继续流通的路径通的路径续流，续流，另一
30、方面，使另一方面，使VT承受承受零压而关断。零压而关断。图图10-18 三相半波大电感负载接续流三相半波大电感负载接续流二极管的电路与波形二极管的电路与波形（3 3）含有反电动势的大电感负载）含有反电动势的大电感负载 图图10-19 三相半波反电动势负载可控整流电路三相半波反电动势负载可控整流电路（3 3）含有反电动势的大电感负载）含有反电动势的大电感负载 图图10-19 三相半波反电动势负载可控整流电路三相半波反电动势负载可控整流电路 时，波形不连续，时，波形不连续，；30150T120120T电阻性负载或加续流管的大电感负载，电阻性负载或加续流管的大电感负载，T其他情况，波形连续其他情况，
31、波形连续cos17.12dUU6cos1675.02dUU1）输出平均电压）输出平均电压 和平均电流和平均电流 dUdI输出平均电压输出平均电压 的计算的计算 dU120T波形连续，波形连续，波形不连续，波形不连续，T12022TM623UUU2）晶闸管两端承受的最大正反向电压）晶闸管两端承受的最大正反向电压TMU301Tu 0 VT1导通 UVuVT2导通 UWuVT3导通 例例10-2解解dUdI 已知三相半波可控整流电路大电感负载，电感内阻已知三相半波可控整流电路大电感负载，电感内阻为为 ，直接由，直接由220V交流电源供电，试求交流电源供电，试求 时，不接续时，不接续流管与接续流管两种
32、情况时输出平均电压流管与接续流管两种情况时输出平均电压 和平均电流和平均电流 。260 （1）不接续流管时，据图不接续流管时，据图10-17可知，此时电压波形连续可知，此时电压波形连续120Tcos17.12dUU128.7VV60cos22017.164.4AA27.128dddRUI例例10-2解解dUdI 已知三相半波可控整流电路大电感负载，电感内阻已知三相半波可控整流电路大电感负载，电感内阻为为 ，直接由，直接由220V交流电源供电，试求交流电源供电，试求 时，不接续时，不接续流管与接续流管两种情况时输出平均电压流管与接续流管两种情况时输出平均电压 和平均电流和平均电流 。260不接续
33、流管时 根据图10-17可知，此时 （2）接续流管时，据图接续流管时，据图10-18可知，此时电压波形不连续可知，此时电压波形不连续120T6cos1675.02dUU148.5VV6030cos1220675.074.3AA25.148dddRUI图图10-20图图10-201.三相全控桥的工作原理三相全控桥的工作原理 UVduu UWduu VWduu 2.对触发电路的要求对触发电路的要求 三相全控桥的特点：三相全控桥的特点：任何时刻都必须有两晶闸管同时导通，且一只在共任何时刻都必须有两晶闸管同时导通，且一只在共阴极组，另一只在共阳极组。阴极组，另一只在共阳极组。对触发电路的要求对触发电路
34、的要求两组中应导通的两只晶闸管同时加触发脉冲两组中应导通的两只晶闸管同时加触发脉冲图图10-210VT1VT1、VT6VT6导通导通,UWduu VT1VT1、VT2VT2导通导通,UVduu VT3VT3、VT2VT2导通导通,VWduu 电路电路3.不同触发延迟角不同触发延迟角 时的时的 波形波形 du图图10-224.输出电压输出电压 与输出电流与输出电流 的计算的计算1)直流平均电压直流平均电压 由于是大电感负载，在由于是大电感负载，在 范围内，负载电流是连范围内，负载电流是连续的，且晶闸管的导通角续的，且晶闸管的导通角 为为 ，输出电压，输出电压 波形连续，波形连续，所以的直流平均电
35、压所以的直流平均电压 为为 （10-13）式中，式中，是整流变压器是整流变压器TR的二次侧相电压有效值。的二次侧相电压有效值。2)直流平均电流直流平均电流式中，式中，E是直流电动机电枢反电动势；是直流电动机电枢反电动势；是电枢回路总电阻。是电枢回路总电阻。dIdU090T120dududUcos34.22dUU2UdIREUIddR参考波形参考波形30 60 90 移相范围移相范围090第五节第五节 双向晶闸管及其应用双向晶闸管及其应用 一、双向晶闸管的基本结构和伏安特性一、双向晶闸管的基本结构和伏安特性二、双向触发二极管组成的触发电路二、双向触发二极管组成的触发电路三、单相交流调压三、单相交
36、流调压 返回主目录返回主目录双向晶闸管从外观双向晶闸管从外观上看，和普通晶闸上看，和普通晶闸管一样，有小功率管一样，有小功率塑封型、大功率螺塑封型、大功率螺栓型和特大功率平栓型和特大功率平板型。一般调光台板型。一般调光台灯、吊扇无级调速灯、吊扇无级调速等多采用塑封型。等多采用塑封型。外部结构外部结构1.基本结构基本结构图图10-23型号与双向晶闸管的型号为双向晶闸管的型号为KS，例如，例如KS1008表示双向晶闸管，额定通态电流（表示双向晶闸管，额定通态电流（有效值有效值）100A，断态重复峰值电压为，断态重复峰值电压为8级（级（800V）。）。双向晶闸管额定通态电流双向晶闸管额定通态电流IT
37、(RMS)的的系列值为：系列值为：1A、10A、20A、50A、100A、200A、400A、500A。额定电压的分级同普通晶闸管。额定电压的分级同普通晶闸管。如如IT(RMS)=100A，则，则IT(AV)=45A，向上选，向上选50A，额，额定电压同级别的普通晶闸管，即两只定电压同级别的普通晶闸管，即两只KP507的普的普通晶闸管反向并联，两个门极并接作为公共门极，通晶闸管反向并联，两个门极并接作为公共门极，可代替可代替KS1007的双向晶闸管。的双向晶闸管。首先将双向晶闸管的额定电流有效值折算成正弦半首先将双向晶闸管的额定电流有效值折算成正弦半波的平均值：波的平均值：，再向上取系列，再向
38、上取系列值即可。值即可。2T(RMS)T(AV)II 10-24PPNOUIUBO内部结构内部结构符号伏安特性伏安特性击穿电压击穿电压30V图图10-25图图10-261.电阻性负载电阻性负载10-27公输出交流电压有效值输出交流电压有效值 2sin21LUU输出交流电流有效值输出交流电流有效值 LRUILL 220V实例实例1 单相交流调光台灯电路单相交流调光台灯电路 2.电感性负载电感性负载RLarctan图图10-28 电感性负载单相交流调压原理电路及波形电感性负载单相交流调压原理电路及波形 10-29实实例例2 2 吊扇图图10-30 吊扇的调速原理图吊扇的调速原理图2.电感性负载时，不能用窄脉冲触发。否则当电感性负载时，不能用窄脉冲触发。否则当 时，会出现一个晶闸管无法导通，产生很大的直流分量，烧时，会出现一个晶闸管无法导通，产生很大的直流分量，烧毁熔断器或晶闸管。毁熔断器或晶闸管。1.电阻性负载时，改变控制角电阻性负载时，改变控制角 ，即可改变负载电压的有，即可改变负载电压的有效值。移相范围效值。移相范围 1800 3.电感性负载时，最小控制角电感性负载时，最小控制角 ,移相范围移相范围 min180 本章电子教案制作：申凤琴本章电子教案制作：申凤琴
