第6章 可控整流電路

1、第6章 可控整流電路6.1 晶閘管與具有一個PN結的二極管和具有兩個PN結的三極管相比有何區(qū)別？解 晶閘管、二極管以及三極管雖然是3種截然不同的器件，但它們都可以作為單方向導電的開關。然而，即使作為開關使用，它們之間卻也存在著很大的差異。與二極管比較，晶閘管具有可控性，即在陽極和陰極之間加上正向電壓的時候，并且在控制極和陰極之間也加上正向電壓晶閘管才能導通。二極管沒有可控性，只要在陽極和陰極之間加上正向電壓二極管就會導通。此外，晶閘管導通后可以通過幾十至上千安培的電流，比二極管大得多。與三極管比較，晶閘管不具有放大作用，只有當控制極電流達到某一數值時，陽極與陰極之間由阻斷突然變?yōu)閷?，導通后?/p>

2、以通過幾十至上千安培的電流，并且控制極就不再起控制作用。三極管具有放大作用，在放大區(qū)集電極電流與基極電流成正比，即使在飽和區(qū)或截止區(qū)，也可以通過改變基極電流使其脫離飽和區(qū)或截止區(qū)，仍可用基極電流去控制集電極電流的大小。6.2 晶閘管導通的條件是什么？晶閘管導通后，通過管子陽極的電流大小由哪些因素決定？晶閘管阻斷時，承受電壓的大小由什么決定？解 晶閘管的導通條件是：在陽極和陰極之間加適當的正向電壓UAK，并且在控制極和陰極之間加適當的正向觸發(fā)電壓UGK。因為晶閘管導通后的管壓降約為1V左右，電源電壓UA幾乎全部加到負載電阻RA上，陽極電流，所以，晶閘管導通后陽極的電流大小基本上由電源電壓UA和負

3、載電阻RA決定。晶閘管阻斷分正向阻斷和反向阻斷兩種情況。正向阻斷時所承受的正向電壓由正向轉折電壓UBO決定，超過此值時晶閘管被擊穿導通而損壞。通常將正向轉折電壓UBO的80規(guī)定為正向阻斷峰值電壓UFRM。反向阻斷時所承受的反向電壓由反向轉折電壓UBR決定，超過此值時晶閘管被反向擊穿，漏電流劇烈增大而損壞。通常將反向轉折電壓UBR的80規(guī)定為反向阻斷峰值電壓UFRM。6.3 晶閘管由導通變?yōu)樽钄酄顟B(tài)的條件是什么？為什么晶閘管導通后控制極就失去控制作用？解 晶閘管由導通變?yōu)樽钄酄顟B(tài)的條件是，晶閘管陽極電流小于維持電流IH，或將陽極與電源斷開或給陽極與陰極之間加反向電壓。由于晶閘管內部存在強烈的電流

4、正反饋，在觸發(fā)信號使晶閘管導通后，正反饋即可維持晶閘管的飽和導通狀態(tài)，所以，晶閘管導通后控制極就失去控制作用。6.4 某電阻需要024V可調直流電壓，采用單相可控半波整流電路。現(xiàn)有兩種供電方案：（1）220V交流電網直接供電；（2）用整流變壓器供電，V。試比較兩種供電方案下晶閘管的導通角以及所選單相可控半波整流電路是否能滿足負載的要求？分析 所選單相可控半波整流電路的導通角，而控制角的調整范圍為0180°，所以，欲知所選單相可控半波整流電路是否能滿足負載的要求，只要求出控制角的調整范圍是否為0180°即可。解 由單相可控半波整流電路輸出直流電壓的表達式：得晶閘管的控制角為：

5、（1）采用220V交流電網直接供電時晶閘管的控制角為：晶閘管的導通角為：因為控制角的調整范圍在0180°之內，所以，所選單相可控半波整流電路能滿足負載的要求。（2）采用整流變壓器供電，V時晶閘管的控制角為：晶閘管的導通角為：因為控制角的調整范圍在0180°之內，所以，所選單相可控半波整流電路能滿足負載的要求。6.5 有一電阻性負載，需要直流電壓60V，電流30A。采用單相可控半波整流電路，由電網220V電壓供電，試計算晶閘管的導通角、電流的有效值以及管子承受的最大正反向電壓。分析 根據有效值的定義，電流的有效值。為了保證晶閘管在出現(xiàn)瞬時過電壓時不致?lián)p壞，通常根據下式選取晶閘

6、管所承受的正向和反向重復峰值電壓UFRM和URRM：UFRMURRM解 由單相可控半波整流電路輸出直流電壓的表達式：得晶閘管的控制角為：晶閘管的導通角為：晶閘管電流的有效值為：晶閘管所承受的最高正向電壓UFM、最高反向電壓URM都等于：（V）為了保證晶閘管在出現(xiàn)瞬時過電壓時不致?lián)p壞，通常根據下式選取晶閘管所承受的正向和反向重復峰值電壓UFRM和URRM：UFRM（V）URRM（V）6.6 一單相可控半波整流電路，負載電阻，由電網220V電壓供電，控制角，試計算整流電壓的平均值、電流的有效值以及管子承受的最大正反向電壓。解 因為是單相可控半波整流電路，所以整流電壓的平均值為：（V）電流有效值為：

7、晶閘管所承受的最高正向電壓UFM、最高反向電壓URM都等于：（V）為了保證晶閘管在出現(xiàn)瞬時過電壓時不致?lián)p壞，通常根據下式選取晶閘管所承受的正向和反向重復峰值電壓UFRM和URRM：UFRM（V）URRM（V）6.7 一單相半控橋式整流電路，其輸入交流電壓有效值為220V，負載為1k電阻，試求控制角及時負載上電壓和電流的平均值，并畫出相應的波形。分析 根據單相半控橋式整流電路負載上電壓的平均值可知，控制角不同，負載上電壓的平均值不同，電流的平均值以及相應的波形也不同。解 （1）控制角時負載上電壓的平均值為：（V）電流的平均值為：（mA）（2）控制角時負載上電壓的平均值為：（V）電流的平均值為：（

8、mA）相應的波形如圖6.7所示。 （a）時的波形 （b）時的波形圖6.7 習題6.7解答用圖6.8 一電阻性負載，要求在060V范圍內調壓，采用單相半控橋式整流電路，直接由220V交流電源供電，試計算整流輸出平均電壓為30V和60V時晶閘管的導通角。分析 本題可先應用求出控制角，則導通角。解 由單相半控橋式整流電路輸出直流電壓的表達式：得晶閘管的控制角為：（1）輸出平均電壓為30V時晶閘管的控制角為：導通角為：（2）輸出平均電壓為60V時晶閘管的控制角為：導通角為：6.9 在電阻性負載單相半控橋式整流電路中，已知當控制角時，輸出直流電壓V，輸出直流電流A。如果將輸出直流電壓調到V，則需要將控制

9、角調到多大？這時的輸出直流電流Io是多少？分析 本題可先應用時V求出變壓器副邊電壓U2，然后再求V時的控制角和輸出直流電流Io。解 由單相可控半波整流電路輸出直流電壓的表達式：得變壓器副邊電壓的有效值為：（V）將輸出直流電壓調到V時的控制角為：負載電阻為：（）這時的輸出直流電流為：（A）6.10 在電阻性負載單相半控橋式整流電路中，要求輸出直流電壓Uo在060V的范圍內連續(xù)可調。若采用變壓器供電，試計算變壓器副邊電壓有效值U2（考慮電源電壓的10%波動）和晶閘管控制角的調節(jié)范圍。分析 本題計算變壓器副邊電壓U2時需要考慮電源電壓的10%波動，應在計算所得結果的基礎上加大10%，而不是減小10%

10、。解 由單相半控橋式整流電路輸出直流電壓的表達式：得變壓器副邊電壓的有效值為：（V）考慮電源電壓的10%波動，則U2應?。海╒）此時的控制角為：V時的控制角為：晶閘管控制角的調節(jié)范圍為。6.11 在上題中，如果不用變壓器，而直接將整流電路的輸入端接在220V的交流電源上，要使輸出直流電壓Uo仍在060V的范圍內連續(xù)可調，則晶閘管控制角的調節(jié)范圍變?yōu)槎嗌?？分?根據可知，在輸出直流電壓Uo可調范圍不變的情況下，輸入的交流電壓U2增大，則晶閘管控制角的調節(jié)范圍變小。解 由單相半控橋式整流電路輸出直流電壓的表達式：得晶閘管的控制角為：所以，V時的控制角為：V時的控制角為：晶閘管控制角的調節(jié)范圍為。6.12 有一電阻性負載，需要可調的直流電壓V，直流電流A，采用單相半控橋式整流電路，試計算變壓器副邊電壓有效值U2，并選擇整流元件。分析 根據可知，在晶閘管控制角最小即時輸出直流電壓Uo最大，為V。解 由單相半控橋式整流電路輸出直流電壓的表達式：得變壓器副邊電壓的有效值為：（V）晶閘管所