311電氣《電力電子技術(shù)》實訓(xùn)指導(dǎo)書解析

1、電力電子技術(shù)課程書年 度：2012-2013學(xué) 期： 第二學(xué)期 執(zhí)教班級：311電氣自動化技術(shù)執(zhí)教教師：王亞軍1、實訓(xùn)目的1、熟悉單結(jié)晶體管和晶閘管的結(jié)構(gòu)、符號，掌握它們的特性分 析和在電路中的連接。2、掌握單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的組成、工作原理和基本分析方法3、提高元器件的安裝和焊接水平，進一步熟練示波器的使用4、學(xué)會單結(jié)晶體管和晶閘管的檢測5、學(xué)會單向晶閘管調(diào)光電路的安裝、調(diào)試和檢測二、實訓(xùn)設(shè)備電鉻鐵、尖鑷子、電子剪、尖嘴鉗、萬用表、示波器、學(xué)生電源、 多媒體演示臺等。三、實訓(xùn)內(nèi)容晶閘管調(diào)光電路的設(shè)計、安裝與調(diào)試、單向晶閘管1結(jié)構(gòu)(1)外形結(jié)構(gòu)圖1晶閘管的照片(2)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和符號2晶閘管有三個

2、電極，陽極A、陰極K和控制極G,圖2為晶閘管的符號和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。晶閘管由PNPN四層半導(dǎo)體構(gòu)成，中間形成三個PN結(jié)：J. J2、J30,用鋁片和鉬片作為襯底。陽極圖2晶閘管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖及電路符號2.特性伏安特性卓1(A)晶閘管的伏安特性(2)單向可控導(dǎo)電性晶閘管的導(dǎo)通條件為：在晶閘管的陽極和陰極之間加上一定大小的正向電 壓；在控制極和陰極之間加上正向觸發(fā)電壓。晶閘管的關(guān)斷條件為：陽極電壓降到足夠小或反向，以使陽極電流降到IH(晶閘管的最小維持電流)以下。注：滿足以上兩個條件，晶閘管才能由阻斷變?yōu)閷?dǎo)通，但晶閘管一旦觸發(fā)導(dǎo) 通后，控制極就失去了控制作用，這時只有滿足關(guān)斷條件才能由導(dǎo)通變阻斷，否

3、則一直處于導(dǎo)通狀態(tài)。(3)實驗驗證晶閘管特性鉬片UBRIHC 通態(tài)正向特性1UTIG增大IG- 0-；A 斷態(tài)V(V)UO陰極控制極KC反向特性3圖3晶閘管的實驗第一步：按圖3(a)接線，晶閘管不導(dǎo)通，指示燈不亮。第二步：見圖3(b),在晶閘管的柵極陰極間加觸發(fā)電壓UGK，晶閘管導(dǎo)通,指示燈亮。第三步：按圖3(c)接線，去掉觸發(fā)電壓，晶閘管仍導(dǎo)通，指示燈亮。第四步：按圖3(d)接線，去掉觸發(fā)電壓，將電位器阻值加大，晶閘管電流減 小，當電流減小到一定值時，晶閘管關(guān)斷，指示燈熄滅。第五步：按圖3(e)接線，去掉觸發(fā)電壓，將電源極性反接，晶閘管關(guān)斷，指 示燈熄滅。3.主要參數(shù)(1)電壓定額正向轉(zhuǎn)折電

4、壓UBO；阻斷態(tài)重復(fù)峰值電壓(正向阻斷峰值電壓)UDRM；反向轉(zhuǎn)折電壓(反向擊穿電壓)UBR；反向重復(fù)峰值電壓(反向阻斷峰值電壓)URRM額疋電壓UD額疋電壓UD通常把UDRM和URRM中較小的一個；正 向平均電壓UF，又稱管壓降，一般在0.6V1.2V范圍內(nèi)；其中：UDRM=UBO-100 VURRM= UBR-100V注：選用晶閘管時，額定電壓應(yīng)為正常工作峰值電壓的23倍，以避免瞬時過電壓損壞晶閘管。管壓降與正向平均電流的乘積就是正向損耗，它是造成元件發(fā)熱的主要原 因。(2)電流定額額定正向平均電流IF在額定環(huán)境溫度及標準散熱條件下， 允許通過工頻 正弦半波電流的平均值。當散熱條件較差、環(huán)

5、境溫度較高和器件導(dǎo)通角較小時， 所允許的電流要降低。一般|F為正常工作平均電流的1.52倍。擎住電流La由斷態(tài)到通態(tài)的臨界電流。維持電流IH是指由通態(tài)到斷態(tài)的最小電流。浪涌電流IFSM指允許電流過載值。(3)控制極定額控制極觸發(fā)電壓UG、電流IG一般UG為15V,IG為幾十到幾百毫安，為保證可靠觸發(fā)，實際值應(yīng)大于額定值。(a)(b)(c)(d)4控制極反向電壓 一按規(guī)定，控制極所加反向電壓不得超過10V，以免損壞晶閘管。4.檢測方法（1）判別各電極通過用萬用表RX100Q或RX1k檔測量普通晶閘管各引腳之間的電阻值，即 能確定三個電極。具體方法是：將萬用表黑表筆任接晶閘管某一極，紅表筆依次去觸

6、碰另外兩 個電極。若測量結(jié)果有一次阻值為幾千歐姆（kQ）,而另一次阻值為幾百歐姆 （Q）,則可判定黑表筆接的是門極G。在阻值為幾百歐姆的測量中，紅表筆接的是陰極K，而在阻值為幾千歐姆的那次測量中，紅表筆接的是陽極A，若兩次測出的阻值均很大，則說明黑表筆接的不是門極G,應(yīng)用同樣方法改測其它電極，直到找出三個電極為止（2）判斷好壞用萬用表RX1k檔測量普通晶體管陽極A與陰極K之間的正、 反向電阻， 正 常時均應(yīng)為無窮大 （若測得A、K之間的正、反向電阻值為零或阻值較小， 則說明晶閘管內(nèi)部擊穿短路或漏電。測量門極G與陰極K之間的正、反向電阻值，正常時應(yīng)有類似二極管的正、 反向電阻值（實際測量結(jié)果較普

7、通二極管的正、反向電阻值小一些），即正向電阻值較?。ㄐ∮? kQ,反向電阻值較大（大于80 kQ）。若兩次測量的電阻值均 很大或均很小，則說明該晶閘管G、K極之間開路或短路。若正、反電阻值均相等或接近，則說明該晶閘管已失效，其G、K極間PN結(jié)已失去單向?qū)щ娮饔?。測量陽極A與門極G之間的正、反向電阻，正常時兩個阻值均應(yīng)為幾百千歐 姆（kQ）或無窮大，若出現(xiàn)正、反向電阻值不一樣（有類似二極管的單向?qū)щ姡?，則是G、A極之間反向串聯(lián)的兩個PN結(jié)中的一個已擊穿短路。（3）觸發(fā)能力檢測對于小功率（工作電流為5A以下）的普通晶閘管，可用萬用表RX1檔測量。 測量時黑表筆接陽極A，紅表筆接陰極K，此時表針不動

8、，顯示阻值為無窮大（。 用鑷子或?qū)Ь€將晶閘管的陽極A與門極短路，相當于給G極加上正向觸發(fā)電壓， 此時若電阻值為幾歐姆至幾十歐姆（具體阻值根據(jù)晶閘管的型號不同會有所差 異）,則表明晶閘管因正向觸發(fā)而導(dǎo)通。再斷開A極與G極的連接（A、K極上 的表筆不動，只將G極的觸發(fā)電壓斷掉），若表針示值仍保持在幾歐姆至幾十歐 姆的位置不動，則說明此晶閘管的觸發(fā)性能良好。二、單結(jié)晶體管1結(jié)構(gòu)、符號及等效電路5(1) 結(jié)構(gòu)單結(jié)晶體管有三個極：第一基極B1、第二基極B2、發(fā)射極E,內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示，內(nèi)部只有一個PN結(jié)。PbT結(jié)-單結(jié)晶體管內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖符號B1單結(jié)晶體管等效電路2.特性(1)伏安特性在基極電源電壓uB

9、B一定時，單結(jié)管的電壓電流特性可用發(fā)射極電流iE和發(fā)射極與第一基極B1之間的電壓UB曰的 關(guān)系曲線來表示，該曲線又稱單結(jié)管伏安 特性，如下圖所示(2)三個區(qū)域截止區(qū)：截止區(qū)對應(yīng)曲線中的起始段(0P)。此段UEUD+UA后，等效二極管導(dǎo)通， 使RB1迅速減小，增大；又進一步促使RB1減小。從E、B1兩端看，UE隨 的增大而減小，即具有負阻特性，這是單結(jié)管特有的。飽和區(qū)：飽和區(qū)對應(yīng)曲線中的V點以后段，過V點后再繼續(xù)增大，RB1將變大，單結(jié)管進入飽和導(dǎo)通狀態(tài)，又呈現(xiàn)正阻特性，與二極管正向特性相 似。（3）三個區(qū)域的分界點P、V（分別稱為峰點和谷點）。Up、Ip分別稱為峰點電壓和峰點電流；UV、IV分

10、別稱為谷點電壓和谷點電流。其中UP=UD+UA2A= 口咒UBBUBRBI+RB2n - 霸式中R2 +R2稱單結(jié)管分壓比，一般為0.50.8。上式表明峰點電壓隨基極電壓改變而改變，實用中應(yīng)注意這一點。（4）特點1當發(fā)射極電壓等于峰點電壓Up時，單結(jié)管導(dǎo)通。導(dǎo)通之后，當發(fā)射電壓減小到UEUV時，管子由導(dǎo)通變?yōu)榻刂埂Ｒ话銌谓Y(jié)管的谷點電壓在25V。2單結(jié)管的發(fā)射極與第一基極之間的RB1是一個阻值隨發(fā)射極電流增大而變小的電阻，RB2則是一個與發(fā)射極電流無關(guān)的電阻。3不同的單結(jié)管有不同的Up和UV。同一個單結(jié)管，若電源電壓UBB不 同，它的Up和UV也有所不同。在觸發(fā)電路中常選用UV低一些或lV大一些

11、的 單結(jié)管3.檢測方法判斷單結(jié)晶體管發(fā)射極E的方法是：把萬用表置于R*100擋或R*1K擋，黑 表筆接假設(shè)的發(fā)射極，紅表筆接另外兩極，當出現(xiàn)兩次低電阻時，黑表筆接的就 是單結(jié)晶體管的發(fā)射極。單結(jié)晶體管B1和B2的判斷方法是：把萬用表置于R*100擋或R*1K擋，用黑表筆接發(fā)射極，紅表筆分 別接另外兩極，兩次測量 中，電阻大的一次，紅表筆 接的就是B1極。單結(jié)晶體管振蕩電路7單結(jié)晶體管振蕩電路能產(chǎn)生一系列脈沖信號，用來觸發(fā)晶閘管。1電路圖2.波形圖和工作原理(2)工作原理當合上開關(guān)S后，電源通過R2加到單結(jié)管的兩個基極上，同時又通過R、RP向電容器C充電，uC按指數(shù)規(guī)律上升。在uC(叱=uE)B

12、1極之間恢復(fù)阻斷狀態(tài)， 單結(jié)管從導(dǎo)通跳變到截止， 輸出電壓uo下降到零，完成一次振蕩。當E、B1極之間截止后，電源又對C充電，并重復(fù)上述過程，結(jié)果在R1上 得到一個周期性尖脈沖輸出電壓，如圖所示。上述電路的工作過程是利用了單結(jié)管負阻特性和RC充放電特性，如果改變RP,便可改變電容充放電的快慢，使輸出的脈沖前移或后移， 從而改變控制角a,控制了晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通的時刻。顯然，充放電時間常數(shù)T=RC大時，觸發(fā)脈沖后(1) 波形圖:單結(jié)晶體管振蕩電路波形圖8移，a大，晶閘管推遲導(dǎo)通；T小時，觸發(fā)脈沖前移，a小，晶閘管提前導(dǎo)通。(3) 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路單結(jié)晶體管觸發(fā)電路必須解決觸發(fā)電路與主電路同步的問題

13、，否則會產(chǎn)生失 控現(xiàn)象。用單結(jié)管振蕩電路提供觸發(fā)電壓時，解決同步問題的具體辦法可用穩(wěn)壓RPHR2SV5t單結(jié)晶體管觸發(fā)電路管對全波整流輸出限幅后作為基極電源，如圖所示。圖中 級接主電源。單向晶閘管調(diào)光電路1電路圖2.電路組成單向晶閘管調(diào)光電路由O-220VTS稱同步變壓器，初R?9部分組成3.波形圖和工作原理(1) 同步在單向晶閘管調(diào)光電路中，觸發(fā)電路的電源是由整流和穩(wěn)壓削波后得到的電 壓，和主電路有相同的頻率，因此實現(xiàn)了同步。電路中各點電壓的波形圖如圖所示。(2)移 相晶 閘管的導(dǎo)通取決于它在承受正向陽極電壓 時，加到控制極的第一個觸發(fā) 脈沖的時刻。第一個觸發(fā)脈沖已使晶閘管導(dǎo)通后，調(diào)小，電容

14、C充電就加快，Vc上升到V2的時間就變短，出現(xiàn)第一個脈沖的時間就提前，a角變小，B角變大，晶閘管輸出電壓的平均值Uo就增大。反之，RP調(diào)大，Uo就減小。(3)脈沖輸出由于主電流也是直流電源，因此就用電阻輸出，但在輸出端串聯(lián)了一個二極 管保證只有正脈沖輸出。一、元器件的檢查與識別1元件清單表2-5-2序號代號名稱數(shù)量型號及規(guī)格1R1電阻110KQ操作內(nèi)容單向晶閘管調(diào)光電路各點電壓波形102R2可調(diào)電阻1100K Q3R3電阻1100 Q4R4電阻1330 Q5R5電阻12KQ6R6燈泡124V7C1電容10.1疔8D1穩(wěn)壓二極管112-15V9D2二極管1IN414810D4-D7二極管4IN4

15、00711D3單向晶閘管1MCR100-612Q1單結(jié)晶體管1BT3313電路板114香蕉插頭215導(dǎo)線等2檢測要求(1)清點元器件，并檢查元器件型號和參數(shù)與清單是否相同(2)判斷電容、電阻的好壞(3)判斷單結(jié)晶體管、晶閘管的好壞(4)判別單結(jié)晶體管、晶閘管的管腳二、安裝說明1.電阻、二極管的安裝(1)一律水平安裝，并貼緊印制板(2)電位器應(yīng)盡量插到底，不能傾斜，三只腳均需焊接。(3)二極管和穩(wěn)壓管的正負極性不能弄錯，且兩種管型不能混用。2單結(jié)晶體管與晶閘管的安裝(1)都米用直立式安裝， 晶閘管底面離印制板應(yīng)有51mm勺距離(2)單結(jié)晶體管與晶閘管的管腳極性不能弄錯3電容與其他部件的安裝(1)

16、電容器應(yīng)盡量插到底，兀件底面離印制板取咼不能大于4mm(2)電源線的正、負極顏色要區(qū)分4焊接注意事項使用新烙鐵時，現(xiàn)將烙鐵頭上的氧化物用銼刀銼去，然后接通電源，估計達到焊錫熔化的溫度時，在平滑的使用面上均勻涂以焊錫絲，如果烙鐵頭溫度過高，11則烙鐵頭被氧化，焊錫呈滴狀落下而掛不上錫，故要在溫度不太高時涂錫。5.實物圖片(僅供參考)三、調(diào)試說明1基本性能檢查(1)短路檢測電路安裝結(jié)束后，先目查電路安裝是否正確，然后用萬用表RX1K端測量輸入端的電阻，如在50K以上，則說明正常，如接近于零，則說明有短路故障，貝U需排除。(2)通電檢測在檢查電路連接正確且無短路故障后，接通交流24V電源，調(diào)節(jié)R2,

17、觀察燈泡R6的亮度，如R6的亮度可調(diào)，則說明電路基本正常。2.電路中各電壓波形的檢測用示波器依次觀察D、E、A、B、C點的電位和CD之間的電壓波形。調(diào)節(jié)R2觀察A、B、C三點電位波形的變化。并做好記錄?？己艘蠛驮u分(100 分)學(xué)號姓名考評員：時間60分鐘總得分：考核內(nèi)容及要求配分評分標準得分1在15分鐘內(nèi)核對及用表檢測 元器件，對多余和缺少及不合 格的元器件進行更換。10不會檢測或超時更換， 每 個扣子5分，超1分鐘扣2分。122按圖裝配，要求不損壞兀器 件，無虛焊，無漏焊，無搭錫， 焊點光亮，元器件排列整齊并 符合工藝要求。40漏裝、漏焊、虛焊、搭錫、 錯裝、每個扣5分，損壞 元器件每個

18、扣10分，不符 合工藝要求每處扣2分。3經(jīng)檢查后加交流電源， 調(diào)節(jié)燈 泡亮度。若有故障應(yīng)排除。20有故障不會排除扣10分不會調(diào)節(jié)亮度扣20分4測量并記錄中等亮度時的輸入、輸出電壓：10不會測量扣10分，測量 不準確每處扣5分。5用示波器觀察相關(guān)點的波形 并記錄。20不會用示波器觀察波形扣20分，不會用示波器讀出輸入、輸出電壓扣10分。開始時間：結(jié)束時間：實用時間：實訓(xùn)要求整個實訓(xùn)周期間、學(xué)生必須做到以下各項要求：1、服從安排，聽從指揮。2、遵守考勤制度，不得無故缺勤、遲到、早退。3、不得嬉笑、打鬧，大聲喧嘩。4、嚴格遵守安全規(guī)程，注意人身安全。5、按要求、按進度焊接，堅扌寸自檢、互檢，確保生產(chǎn)

19、質(zhì)里。6、虛心學(xué)習(xí)、取長補短、共同提高。7、堅持每天寫電子實訓(xùn)日記，記錄當天的學(xué)習(xí)、實訓(xùn)中出現(xiàn)的問題、解決辦法 及體會等。8、按要求寫好實訓(xùn)報告，按時交指導(dǎo)老師批閱、評分。問題與思考1電路中整流電路后是否可以并聯(lián)一個濾波電容？2.在本電路的安裝中，最應(yīng)注意的是什么？3在電路的安裝、調(diào)試和檢測過程中出現(xiàn)了哪些問題？是如何解決的？4.如何測量電路輸出電壓的可調(diào)范圍？5.如何測量該電路的移相范圍？延伸與拓展一、電路故障分析單向晶閘管調(diào)光電路的結(jié)構(gòu)較簡單，且各點電位很容易通過理論分析得出， 所以在檢查故障時可以用電位檢測法。首先測D點電位，正常為交流輸入電壓的0.9倍左右，若低于該值，則說明整流部分出

20、現(xiàn)故障；再測E點電位，正常情況略低于穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值，若偏高則13可能是穩(wěn)壓管電路部分斷路故障，或R5部分的故障；再測A點電位，就能觀察到指針抖動，則說明觸發(fā)電路部分正常。二、 其他結(jié)構(gòu)的調(diào)壓電路單結(jié)晶體管觸發(fā)的單向晶閘管調(diào)壓電路的結(jié)構(gòu)形式多種多樣，其工作原理基 本相同，但是對于主電路和控制電路分開的調(diào)壓電路，一般調(diào)試步驟是先調(diào)好控 制電路，然后再調(diào)試主電路。先用示波器觀察觸發(fā)電路中同步電壓形成、移相、脈沖形成和輸出三個基本環(huán)節(jié)的波形，并調(diào)節(jié)給定值電位器改變給定信號，察看 觸發(fā)脈沖的移相情況，如果各部分波形正常，脈沖能平滑移相，移相范圍合乎要 求，且脈沖幅值足夠，則控制電路調(diào)試完畢。主電路的調(diào)試

21、步驟為：先用調(diào)壓器 給主電路加一個低電壓（1020伏）接上觸發(fā)電路，用示波器觀察晶閘管陽陰極 之間電壓的變化，如果波形上有一部分是一條平線就表示晶閘管已經(jīng)導(dǎo)通。平線 的長短可以變化，表示晶閘和的導(dǎo)通角可調(diào)。調(diào)試中要注意輸出、輸入回路的電 流變化是否對應(yīng)，有無局部斷路及發(fā)熱現(xiàn)象。三、 雙向晶閘管的檢測1判別各電極用萬用表RX1或RX10檔分別測量雙向晶閘管三個引腳間的正、反向電阻值，若測得某一管腳與其它兩腳均不通，則此腳便是主電極T2。找出T2極之后，剩下的兩腳便是主電極T1和門極G3o測量這兩腳之間的正反 向電阻值，會測得兩個均較小的電阻值。在電阻值較?。s幾十歐姆）的一次測 量中，黑表筆接的

22、是主電極T1,紅表筆接的是門極G螺栓形雙向晶閘管的螺栓一端為主電極T2，較細的引線端為門極G,較粗的 引線端為主電極T1。金屬封裝（TO- 3）雙向晶閘管的外殼為主電極T2。塑封（TO- 220）雙向晶徊管的中間引腳為主電極T2，該極通常與自帶小散 熱片相連。2判別其好壞用萬用表RX 1或RX10檔測量雙向晶閘管的主電極T1與主電極T2之間、主電極T2與門極G之間的正、反向電阻值，正常時均應(yīng)接近無窮大。若測 得電阻值均很小，則說明該晶閘管電極間已擊穿或漏電短路。測量主電極T1與門極G之間的正、反向電阻值，正常時均應(yīng)在幾十歐姆（Q） 至一百歐姆（Q）之間（黑表筆接T1極，紅表筆接G極時，測得的正

23、向電阻值較 反向電阻值略小一些）。若測得T1極與GB之間的正、反處電阻值均為無窮大， 則說明該晶閘管已開路損壞。3觸發(fā)能力檢測對于工作電流為8A以下的小功率雙向晶閘管，可用萬用表RX1檔直接測量。測量時先將黑表筆接主電極T2,紅表筆接主電極T1,然后用鑷子將T2極與門極G短路，給G極加上正極性觸發(fā)信號，若此時測得的電阻值由無窮大14變?yōu)槭畮讱W姆（Q），則說明該晶閘管已被觸發(fā)導(dǎo)通，導(dǎo)通方向為T2TT1。再將黑表筆接主電極T1,紅表筆接主電極T2，用鑷子將T2極與門極G之間短 路，給G極加上負極性觸發(fā)信號時，測得的電阻值應(yīng)由無窮大變?yōu)槭畮讱W姆，則 說明該晶閘管已被觸發(fā)導(dǎo)通，導(dǎo)通方向為TH T2。若

24、在晶閘管被觸發(fā)導(dǎo)通后斷開G極，T2、T1極間不能維持低阻導(dǎo)通狀態(tài)而阻值變?yōu)闊o窮大，則說明該雙向晶閘管性能不良或已經(jīng)損壞。若給G極加上正（或負）極性觸發(fā)信號后，晶閘管仍不導(dǎo)通（T1與T2間的正、反向電阻值仍為無窮大）， 則說明該晶閘管已損壞，無觸發(fā)導(dǎo)通能力。實訓(xùn)報告要 求實訓(xùn)報告要求字跡工整、文字通順；其撰寫內(nèi)容包括：1、理論部分：常用電子元器件（如：電阻、電容、電感、二極管、三極管）如何識別；電烙鐵的焊接要領(lǐng)；調(diào)光電路工作原理；2、實踐部分：用電烙鐵實際焊接的體會；本次調(diào)光電路、收音機組件的安裝、焊接、調(diào)試的過程，心得體會。3、*實訓(xùn)日記：一周共5篇五篇實訓(xùn)日記寫法示例：第一天寫老師的原理講解

25、第二天寫元器件的基本知識和識別方法第三天寫焊接訓(xùn)練方面的內(nèi)容第四天寫調(diào)光燈的組裝焊接和調(diào)試方面的內(nèi)容第五天寫調(diào)光燈的驗收和實訓(xùn)總結(jié)附：一、主要概念提示及難點釋疑1晶閘管導(dǎo)通、關(guān)斷條件1）晶閘管導(dǎo)通條件：陽極加正向電壓、門極加適當正向電壓。注意：陽極加正向電壓是指陽極電位高于陰極電位，陽極電位可以是正也可以是負。門極正向電壓是指門極電位高于陰極電位。2）關(guān)斷條件：流過晶閘管的陽極電流小于維持電流?？梢酝ㄟ^降低晶閘管陽極一陰極間電壓或增大主電路中的電阻。2晶閘管主要參數(shù)1）額定電壓：用等級表示，選用管子時額定電壓常常時實際工作時可能承受的最大電15壓的23倍。162）額疋電流注意：不同于通常電氣元

26、件以有效值來定義額定電流，而是以平均值來定義的。 選擇管子時要用有效值相等原則即流過晶閘管實際電流的有效值等于（小于更好）管子的額定電流有效值。3單相半波可控整流電路工作原理及參數(shù)計算1） 幾個名詞術(shù)語和概念控制角：控制角:也叫觸發(fā)角或觸發(fā)延遲角，是指晶閘管從承受正向電壓開始到 觸發(fā)脈沖出現(xiàn)之間的電角度。導(dǎo)通角0:是指晶閘管在一周期內(nèi)處于導(dǎo)通的電角度。移相：移相是指改變觸發(fā)脈沖出現(xiàn)的時刻，即改變控制角的大小。移相范圍：移相范圍是指一個周期內(nèi)觸發(fā)脈沖的移動范圍，它決定了輸出電壓的變化范圍。2） 分析工作原理、繪制輸出電壓Ud波形時要抓住晶閘管什么時候?qū)?、什么時候關(guān)斷 這個關(guān)鍵。3） 電感性負載

27、時，理解輸出負電壓的原因。關(guān)鍵是理解電感儲存、釋放能量的性質(zhì)。4） 參數(shù)計算時要根據(jù)輸出波形，應(yīng)用電工基礎(chǔ)中平均值、有效值的概念來推導(dǎo)計算公 式。5） 續(xù)流二極管的作用：使負載不出現(xiàn)負電壓，提高輸出電壓。4單結(jié)晶體管觸發(fā)電路1）單結(jié)晶體管的伏安特性2）單結(jié)晶體管的張馳振蕩電路（a）單結(jié)晶體管實驗電路（b）單結(jié)晶體管伏安特性（c）特性曲線族圖1-1單結(jié)晶體管伏安特性州UtCc)17(a)(b)圖1-2單結(jié)晶體管張馳振蕩電路電路圖和波形圖(a)電路圖(b)波形圖3)單結(jié)晶體管觸發(fā)電路單結(jié)晶體管觸發(fā)電路如圖13所示。由同步電路和脈沖移相與形成兩部分組成的。圖13單結(jié)晶體管觸發(fā)電路二、 學(xué)習(xí)方法1波形

28、分析法：波形分析法是整流電路以及觸發(fā)電路的工作原理分析最有效的方法， 讀者要學(xué)會利用波形分析來分析電路工作原理。2分析計算法：電路中各電量的計算要通過工作原理分析來推導(dǎo)。3.對比法：將電阻性負載和電感性負載以及電感性負載接續(xù)流二極管的電路對比分析。4理論聯(lián)系實際法： 將理論波形和實際波形聯(lián)系起來，對照分析。5討論分析法： 讀者要學(xué)習(xí)與他人討論分析問題，并了解其他讀者的學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí) 收獲，提高學(xué)習(xí)效率。三、 典型題解析例11晶閘管導(dǎo)通的條件是什么？導(dǎo)通后流過晶閘管的電流由什么決定？晶閘管的 關(guān)斷條件是什么？如何實現(xiàn)？晶閘管導(dǎo)通與阻斷時其兩端電壓各為多少？解：晶閘管導(dǎo)通的條件是： 晶閘管陽極和陰

29、極之間加正向陽極電壓。門極和陰極之間加 適當?shù)恼蜿枠O電壓。l?PiCOkn2S 丕VD3R2例1-418導(dǎo)通后流過晶閘管的電流由主電路電源電壓和負載大小決定。晶閘管的關(guān)斷條件是：陽極電流小于維持電流。關(guān)斷晶閘管可以通過降低晶閘管陽極一陰極間電壓或增大主電路中的電阻。晶閘管導(dǎo)通時兩端電壓為通態(tài)平均電壓（管壓降），阻斷時兩端電壓由主電路電源電壓決定。例1-2調(diào)試圖1-4所示晶閘管電路，在斷開負載Rd測量輸出電壓Ud是否可調(diào)時,發(fā)現(xiàn)電壓表讀數(shù)不正常，接上Rd后一切正常，請分析為什么？解：當S斷開時，由于電壓表內(nèi)阻很大，即使晶閘管門極加觸發(fā)信號，此時流過晶閘 管陽極電流仍小于擎住電流，晶閘管無法導(dǎo)通

30、，電流表上顯示的讀數(shù)只是管子漏電流形成的電阻與電壓表內(nèi)阻的分壓值，所以此讀數(shù)不準。在S合上以后，Rd介入電路，晶閘管能正常導(dǎo)通，電壓表的讀數(shù)才能正確顯示。例13畫出圖1-49所示電路電阻Rd上的電壓波形。圖1-5習(xí)題1-3圖解:19解：KP100-8E表示額定電流100A、額定電壓8級（800V、通態(tài)平均電壓組別E（0.7VUT 角，上述兩種方案均滿足輸出024V直流電壓的要求。=220V,Ud=24V，則計算得:-沁121,第=180 121=59則IT=84A因此，所選晶閘管的額定電壓要大于622V，額定電流要大于107A。電源提供的有功功率P =12Rd=8420.8 =5644.8W（

31、2）采用220V電源直流供電，因為Ud= 0.45U21 COS：其中在輸出最大時,U2晶閘管承受的最大電壓為UTM=- 2U2=311V考慮2倍裕量，晶閘管額定電壓UTn=2UTM=622VU27t-sin 2：流過晶閘管的電流有效值是IT=Rd2n尺叢=30= 0.8,1Id考慮2倍裕量，則晶閘管額定電流應(yīng)為ITTT(AV)1.5784 21.57 A21電源的視在功率22S二u2l2二U2I =220 84 = 18.48W電源側(cè)功率因數(shù)Pcos0.305SUd- 0.45U21*COsa(3)采用整流變壓器降至60V供電，U2=60V,Ud=24V，由2計算得：39,9T=18039=

32、141晶閘管承受的最大電壓為UTM=2U2=84.9V考慮2倍裕量，晶閘管額定電壓UTn=2UTM=169.8V因此，所選晶閘管的額定電壓要大于169.8V，額定電流要大于65.5A。電源提供的有功功率I2Rd=51.420.8 =2113.6W電源的視在功率S =U2I2=U2I =60 51.4=3.08W電源側(cè)功率因數(shù)Pcos0.685S通過以上計算可以看出，增加了變壓器后，使整流電路的控制角減小，所選晶閘管的額定電壓、額定電流都減小，而且對電源容量的要求減小，功率因數(shù)提高。所以，采用整流變sin2：51.4A考慮2倍裕量，則晶閘管額定電流應(yīng)為IT1.5751.4 21.57:65.5A

33、流過晶閘管的電流有效值是TT( AV)23壓器降壓的方案更合理。例110圖17是中小型發(fā)電機采用的單相半波晶閘管自激勵磁電路，L為勵磁電感，發(fā)電機滿載時相電壓為220V,要求勵磁電壓為40V，勵磁繞組內(nèi)阻為2Q,電感為0.1H,180 :360242)UTM= 311VUDM=2U2= 311/試求:1)滿足勵磁要求時，晶閘管的導(dǎo)通角及流過晶閘管與續(xù)流二極管的電流平均值和有效值。:=1019r=18010179b=180+101 =281由于3Ld=2nfLd=2X3.14X50X0.1=31.4Q,所以為大電感負載，各電量分別計算如下Id1Id= 9.4A.360ld-17.6A2)晶閘管與

34、續(xù)流二極管可能承受的電壓各使多少?3)選擇晶閘管與續(xù)流二極管的型號。4)Ud=0.45U21 COS：cos:-丄竺一1-0.1920.45220IdT180 -：I360180-10120 +.4A360IdDId360虬如20才5.6A360如電路原先運行正常，突然發(fā)現(xiàn)電機電壓很低，經(jīng)檢查，晶閘管觸發(fā)電路以及熔斷器均正常,解：1)先求控制角253)選擇晶閘管和續(xù)流二極管得型號UTn=(23)UTM=(23) 311V = 622933VI9 4IT(AV)=(1.52)-5- = (1.52)-912A1.57I .57取UTn=700V,1T(AV)=10A;選擇晶閘管型號為KP107。

35、UDnr(23)UDMr(23) 311V -622 933VID(AV)=(1.5-2)! =(1.52)罟A =16.8 22A1 .5 71 .5 7取UDn=700V,1D(AV)=20A;選擇晶閘管型號為ZP207。4)是續(xù)流二極管開路造成的。因為發(fā)電機勵磁線圈為大電感負載，所以輸出電壓Ud始終為零或電壓很低。例111單相半波整流電路，如門極不加觸發(fā)脈沖；晶閘管內(nèi)部短路；晶閘管內(nèi)部斷開，試分析上述3種情況下晶閘管兩端電壓和負載兩端電壓波形。解：(1)晶閘管門極不加觸發(fā)脈沖，即晶閘管呈阻斷狀態(tài)，可視作開路，所以輸出電壓 和晶閘管兩端電壓波形如圖17(a)所示。(2)晶閘管內(nèi)部短路，顯然

36、晶閘管兩端電壓為零，此時輸出電壓和晶閘管兩端電壓波 形如圖17(b)所示。(3)晶閘管內(nèi)部開路， 輸出電壓和晶閘管兩端電壓波形如圖17(c)所示。圖17例111波形圖例112單結(jié)晶體管觸發(fā)電路中，削波穩(wěn)壓管兩端并接移只大電容，可控整流電路能 工作嗎？為什么？解：不能工作。因為單結(jié)晶體管觸發(fā)電路得同步使靠穩(wěn)壓管兩端得梯形波電壓過零實現(xiàn) 得，使電容充電得開始時刻與主電路一一對應(yīng)。如果接上濾波電容，電路就沒有過零點，因 此電路不能正常工作。例113單結(jié)晶體管張馳振蕩電路是根據(jù)單結(jié)晶體管的什么特性組成工作的？振蕩頻26率的高低與什么因素有關(guān)？解：單結(jié)晶體管張馳振蕩電路是根據(jù)單結(jié)晶體管的負阻特性組成工作

37、的。根據(jù)振蕩電路的頻率關(guān)。f J1TReC 1可以看出，頻率與充電電阻Re和電容容量C有例1-14用分壓比為0.6的單結(jié)晶體管組成振蕩電路，若Ubb=20V，則峰點電壓Up為多少？如果管子的bl腳虛焊，電容兩端的電壓為多少？如果是b2腳虛焊（bl腳正常）， 電容兩端電壓又為多少？解：峰點電壓UP=nUbb+0.7=12.7V如果管子的bl腳虛焊，電容兩端的電壓為20V如果是b2腳虛焊（bl腳正常），電容兩端電壓0.7V四、自我檢測題1填空題1）晶閘管對觸發(fā)脈沖的要求是 _ 、_ 和_2） 單結(jié)晶體管產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖是 _脈沖；主要用于驅(qū)動 _功率的晶閘管；3） 普通晶閘管的圖形符號是 _，三個電

38、極分別是 _ , _和 4） 晶閘管的導(dǎo)通條件是 _ ;關(guān)斷條件5） 從晶閘管開始承受正向電壓起到晶閘管導(dǎo)通之間的電角度稱為_角，用_表示。6） 型號為KP100-8的元件表示 _管、它的額定電壓為 _ 伏、額定電流為_ 安。7） 給晶閘管陽極加上一定的 _ 電壓；在門極加上 _電壓，并形成足夠的_ 電流，晶閘管才能導(dǎo)通。8） 由波形系數(shù)可知，晶閘管在額定情況下的有效值電流為iTn等于_倍AV）,如果IT（AV）=100安培，則它允許的有效電流為 _ 安培。通常在選擇晶閘管時還要留出 _倍的裕量。9） 晶閘管的維持電流IH是指在_溫度條件下，門極斷開時，晶閘管從較大通態(tài)電流下降到剛好能保持導(dǎo)通所必須的最小 _ 電流。2判斷題1）給晶閘管加上正向陽極電壓它就會導(dǎo)通。（）272）普通晶閘管額定電流的定義， 與其他電氣元件一樣，是用有效值來定義的 。（）3）用穩(wěn)壓管削波的梯形波給單結(jié)晶體管自激振蕩電路供電，目的是為了使觸發(fā)脈沖與晶閘管主電路實現(xiàn)同步。（）4） 在單相半波整流電路中，晶閘管的額定電壓應(yīng)取U2。（）5）KP25表示的是額定電壓200V，額定電流500A的普通型晶閘管。（）6） 在單