晶閘管兩端電壓波形課件

學(xué)習(xí)項(xiàng)目二《交流調(diào)壓與調(diào)光控制》

學(xué)習(xí)項(xiàng)目二1學(xué)習(xí)項(xiàng)目二交流調(diào)壓與調(diào)光控制【學(xué)習(xí)目標(biāo)】：完成本課題的學(xué)習(xí)后，能夠用萬(wàn)用表測(cè)試晶閘管和單結(jié)晶體管的好壞。掌握晶閘管工作原理。分析單相半波整流電路的工作原理。分析單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的工作原理。掌握觸發(fā)電路與主電路電壓同步的基本概念。學(xué)習(xí)項(xiàng)目二交流調(diào)壓與調(diào)光控制【學(xué)習(xí)目標(biāo)】：2

【課題描述】：調(diào)光燈在日常生活中的應(yīng)用非常廣泛，其種類也很多。下圖為常見的調(diào)光臺(tái)燈【課題描述】：調(diào)光燈在日常生活中的應(yīng)用非常3

調(diào)光臺(tái)燈電路原理圖調(diào)光臺(tái)燈電路原理圖4【相關(guān)知識(shí)點(diǎn)】一、晶閘管的工作原理1．晶閘管的結(jié)構(gòu)晶閘管引出三個(gè)極，陽(yáng)極A、陰極K、門極（控制極）G小電流塑封式小電流塑封式小電流螺旋式陰極（K）陰極（K）陽(yáng)極（A）陽(yáng)極（A）門極（G）門極（G）【相關(guān)知識(shí)點(diǎn)】一、晶閘管的工作原理小電流塑封式51．晶閘管的結(jié)構(gòu)晶閘管的符號(hào)1．晶閘管的結(jié)構(gòu)晶閘管的符號(hào)61．晶閘管的結(jié)構(gòu)晶閘管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)晶閘管等效電路1．晶閘管的結(jié)構(gòu)晶閘管的內(nèi)部結(jié)7 2．工作原理

實(shí)驗(yàn)電路 2．工作原理實(shí)驗(yàn)電路8 2．工作原理實(shí)驗(yàn)步驟:

第一步：按圖（a）接線，陽(yáng)極和陰極之間加反向電壓，門極和陰極之間不加電壓，指示燈不亮，晶閘管不導(dǎo)通。第二步：按圖（b）接線，陽(yáng)極和陰極之間加反向電壓，門極和陰極之間加反向電壓，指示燈不亮，晶閘管不導(dǎo)通。第三步：按圖（c）接線，陽(yáng)極和陰極之間加反向電壓，門極和陰極之間加正向電壓，指示燈不亮，晶閘管不導(dǎo)通。第四步：按圖（d）接線，陽(yáng)極和陰極之間加正向電壓，門極和陰極之間不加電壓，指示燈不亮，晶閘管不導(dǎo)通。 2．工作原理實(shí)驗(yàn)步驟:92．工作原理

第五步：按圖（e）接線，陽(yáng)極和陰極之間加正向電壓，門極和陰極之間加反向電壓，指示燈不亮，晶閘管不導(dǎo)通。第六步：按圖（f）接線，陽(yáng)極和陰極之間加正向電壓，門極和陰極之間也加正向電壓，指示燈亮，晶閘管導(dǎo)通。第七步：按圖（g）接線，去掉觸發(fā)電壓，指示燈亮，晶閘管仍導(dǎo)通。第八步：按圖（h）接線，門極和陰極之間加反向電壓，指示燈亮，晶閘管仍導(dǎo)通。第九步：按圖（i）接線，去掉觸發(fā)電壓，將電位器阻值加大，晶閘管陽(yáng)極電流減小，當(dāng)電流減小到一定值時(shí)，指示燈熄滅，晶閘管關(guān)斷。2．工作原理第五步：按圖（102．工作原理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)論實(shí)驗(yàn)順序?qū)嶒?yàn)前燈的情況實(shí)驗(yàn)時(shí)晶閘管條件實(shí)驗(yàn)后燈的情況結(jié)論陽(yáng)極電壓Ua門極電壓Ug導(dǎo)通實(shí)驗(yàn)1暗反向反向暗晶閘管在反向陽(yáng)極電壓作用下，不論門極為何電壓，它都處于關(guān)斷狀態(tài)2暗反向零暗3暗反向正向暗1暗正向反向暗晶閘管同時(shí)在正向陽(yáng)極電壓與正向門極電壓作用下，才能導(dǎo)通2暗正向零暗3暗正向正向亮關(guān)斷實(shí)驗(yàn)1亮正向正向亮已導(dǎo)通的晶閘管在正向陽(yáng)極作用下，門極失去控制作用2亮正向零亮3亮正向反向亮4亮正向（逐漸減小到接近于零）任意暗晶閘管在導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，當(dāng)陽(yáng)極電壓減小到接近于零時(shí)，晶閘管關(guān)斷2．工作原理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)論實(shí)驗(yàn)順序?qū)嶒?yàn)前燈的112．工作原理

晶閘管關(guān)斷實(shí)驗(yàn)說明：（1）當(dāng)晶閘管承受反向陽(yáng)極電壓時(shí)，無論門極是否有正向觸發(fā)電壓或者承受反向電壓，晶閘管不導(dǎo)通，只有很小的的反向漏電流流過管子，這種狀態(tài)稱為反向阻斷狀態(tài)。說明晶閘管像整流二極管一樣，具有單向?qū)щ娦?。?）當(dāng)晶閘管承受正向陽(yáng)極電壓時(shí)，門極加上反向電壓或者不加電壓，晶閘管不導(dǎo)通，這種狀態(tài)稱為正向阻斷狀態(tài)。這是二極管所不具備的。（3）當(dāng)晶閘管承受正向陽(yáng)極電壓時(shí)，門極加上正向觸發(fā)電壓，晶閘管導(dǎo)通，這種狀態(tài)稱為正向?qū)顟B(tài)。這就是晶閘管閘流特性，即可控特性。（4）晶閘管一旦導(dǎo)通后維持陽(yáng)極電壓不變，將觸發(fā)電壓撤除管子依然處于導(dǎo)通狀態(tài)。即門極對(duì)管子不再具有控制作用。2．工作原理晶閘管關(guān)斷實(shí)驗(yàn)說明12 2．工作原理結(jié)論：1.晶閘管導(dǎo)通條件：陽(yáng)極加正向電壓、門極加適當(dāng)正向電壓。2.關(guān)斷條件：流過晶閘管的電流小于維持電流。 2．工作原理結(jié)論：13二、晶閘管特性與主要參數(shù)1．晶閘管的陽(yáng)極伏安特性晶閘管的陽(yáng)極與陰極間電壓和陽(yáng)極電流之間的關(guān)系，稱為陽(yáng)極伏安特性。

晶閘管陽(yáng)極伏安特性二、晶閘管特性與主要參數(shù)1．晶閘管的陽(yáng)極伏安特142．晶閘管的主要參數(shù)

（1）晶閘管的電壓定額1）斷態(tài)重復(fù)峰值電壓UDRM規(guī)定，當(dāng)門極斷開晶閘管處在額定結(jié)溫時(shí)，允許重復(fù)加在管子上的正向峰值電壓為晶閘管的斷態(tài)重復(fù)峰值電壓，用UDRM表示。2）反向重復(fù)峰值電壓URRM規(guī)定當(dāng)門極斷開，晶閘管處在額定結(jié)溫時(shí)，允許重復(fù)加在管子上的反向峰值電壓為反向重復(fù)峰值電壓，用URRM表示。2．晶閘管的主要參數(shù) （1）晶閘管的電壓定額152．晶閘管的主要參數(shù)3）額定電壓

將UDRM和URRM中的較小值按百位取整后作為該晶閘管的額定值。通常標(biāo)準(zhǔn)電壓等級(jí)規(guī)定為：電壓在1000V以下，每100V為一級(jí)，1000V到3000V，每200V為一級(jí)，用百位數(shù)或千位和百位數(shù)表示級(jí)數(shù)。選擇晶閘管的額定電壓是實(shí)際工作時(shí)可能承受的最大電壓的2~3倍，即：（～）（～）（2～3）2．晶閘管的主要參數(shù)3）額定電壓（～）（～）162．晶閘管的主要參數(shù)4）通態(tài)平均電壓UT（AV）在規(guī)定環(huán)境溫度、標(biāo)準(zhǔn)散熱條件下，元件通以額定電流時(shí)，陽(yáng)極和陰極間電壓降的平均值，稱通態(tài)平均電壓（一般稱管壓降），約為1.5V。2．晶閘管的主要參數(shù)4）通態(tài)平均電壓UT（AV）172．晶閘管的主要參數(shù)

（2）、晶閘管的電流定額

1）額定電流:通態(tài)平均電流是指在環(huán)境溫度為40℃和規(guī)定的冷卻條件下，晶閘管在導(dǎo)通角不小于170°電阻性負(fù)載電路中，當(dāng)不超過額定結(jié)溫且穩(wěn)定時(shí)，所允許通過的工頻正弦半波電流的平均值，稱為晶閘管的額定電流。晶閘管的電流的有效值與額定值的的關(guān)系為：例如額定電流為100A的晶閘管，其允許通過的電流有效值為157A。2．晶閘管的主要參數(shù)（2）、晶閘管的電流定額182．晶閘管的主要參數(shù)選擇晶閘管額定電流的原則：管子在額定電流時(shí)的電流有效值大于其所在電路中可能流過的最大電流的有效值，同時(shí)取倍的余量，即：2．晶閘管的主要參數(shù)選擇晶閘管額定電流的19例題例1-1一晶閘管接在220V交流電路中，通過晶閘管電流的有效值為50A，問如何選擇晶閘管的額定電壓和額定電流？例題例1-1一晶閘管接在220V交流電路中20例題解：晶閘管額定電壓（2～3）=（2~3）×220V=622~933V按晶閘管參數(shù)系列取800V，即8級(jí)。晶閘管的額定電流=（1.5~2）×=48~64A按晶閘管參數(shù)系列取50A。例題解：晶閘管額定電壓212．晶閘管的主要參數(shù)2）維持電流IH在室溫下門極斷開時(shí)，元件從較大的通態(tài)電流降到剛好能保持導(dǎo)通的最小陽(yáng)極電流稱為維持電流IH。3）擎住電流IL在晶閘管加上觸發(fā)電壓，當(dāng)元件從阻斷狀態(tài)剛轉(zhuǎn)為導(dǎo)通狀態(tài)就去除觸發(fā)電壓，此時(shí)要保持元件持續(xù)導(dǎo)通所需要的最小陽(yáng)極電流，稱擎住電流IL。4）斷態(tài)重復(fù)峰值電流IDRM和反向重復(fù)峰值電流IRRMIDRM和IRRM分別是對(duì)應(yīng)于晶閘管承受斷態(tài)重復(fù)峰值電壓UDRM和反向重復(fù)峰值電壓URRM時(shí)的峰值電流。5）浪涌電流ITSMITSM是一種由于電路異常情況（如故障）引起的并使結(jié)溫超過額定結(jié)溫的不重復(fù)性最大正向過載電流。2．晶閘管的主要參數(shù)2）維持電流IH222．晶閘管的主要參數(shù)

（3）門極參數(shù)1）門極觸發(fā)電流

室溫下，在晶閘管的陽(yáng)極—陰極加上6V的正向陽(yáng)極電壓，管子由斷態(tài)轉(zhuǎn)為通態(tài)所必需的最小門極電流，稱為門極觸發(fā)電流。2）門極觸發(fā)電壓門極觸發(fā)電壓產(chǎn)生門極觸發(fā)電流所必需的最小門極電壓，稱為門極觸發(fā)電壓。

2．晶閘管的主要參數(shù)（3）門極參數(shù)232．晶閘管的主要參數(shù)（4）動(dòng)態(tài)參數(shù)

1）斷態(tài)電壓臨界上升率du/dt

du/dt是在額定結(jié)溫和門極開路的情況下，不導(dǎo)致從斷態(tài)到通態(tài)轉(zhuǎn)換的最大陽(yáng)極電壓上升率。。

2）通態(tài)電流臨界上升率di/dt

di/dt是在規(guī)定條件下，晶閘管能承受而無有害影響的最大通態(tài)電流上升率。2．晶閘管的主要參數(shù)（4）動(dòng)態(tài)參數(shù)242．晶閘管的主要參數(shù)（5）晶閘管的型號(hào)根據(jù)國(guó)家的有關(guān)規(guī)定，普通晶閘管的型號(hào)及含義如下：2．晶閘管的主要參數(shù)（5）晶閘管的型號(hào)25例題例1－2：根據(jù)調(diào)節(jié)燈電路中的參數(shù)，確定本課題中晶閘管的型號(hào)?例題例1－2：根據(jù)調(diào)節(jié)燈電路中的參數(shù)26例題解：第一步：?jiǎn)蜗喟氩煽卣髡{(diào)光電路晶閘管可能承受得的最大電壓第二步：考慮2～3倍的余量

（2～3）

（2～3）第三步：確定所需晶閘管的額定電壓等級(jí)因?yàn)殡娐窡o儲(chǔ)能元器件，因此選擇電壓等級(jí)為7的晶閘管就可以滿足正常工作的需要了。（～）（例題解：（～）（27第四步：根據(jù)白熾燈的額定值計(jì)算出其阻值的大小第五步：確定流過晶閘管電流的有效值為：流過晶閘管的平均電流為：第四步：根據(jù)白熾燈的額定值計(jì)算出其阻值的大小28由此可得，當(dāng)時(shí)流過晶閘管電流的最大有效值為：第六步：考慮1.5~2倍的余量第七步：確定晶閘管的額定電流:因?yàn)殡娐窡o儲(chǔ)能元器件，所以選擇額定電流為1A的晶閘管可以需要。由以上分析確定晶閘管應(yīng)選用的型號(hào)為：KP1-7

由此可得，當(dāng)時(shí)流過晶閘管電流的最大有效值為：29三、單相半波可控整流電路1．電阻性負(fù)載調(diào)光燈主電路三、單相半波可控整流電路1．電阻性負(fù)載30（1）工作原理名詞術(shù)語(yǔ)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θ：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(shí)刻，即改變控制角的大小。移相范圍：移相范圍是指一個(gè)周期內(nèi)觸發(fā)脈沖的移動(dòng)范圍，它決定了輸出電壓的變化范圍。（1）工作原理名詞術(shù)語(yǔ)和概念：311）時(shí)的波形分析（a）輸出電壓波形（b）晶閘管兩端電壓波形1）時(shí)的波形分析（a）輸出電壓波形32分析:在電源電壓正半周區(qū)間內(nèi)，觸發(fā)脈沖觸發(fā)晶閘管VT導(dǎo)通，負(fù)載上得到輸出電壓的波形是與電源電壓相同形狀的波形；當(dāng)電源電壓過零時(shí)，晶閘管也同時(shí)關(guān)斷，負(fù)載上得到的輸出電壓為零；在電源電壓負(fù)半周內(nèi)，晶閘管承受反向電壓不能導(dǎo)通，直到第二周期觸發(fā)電路再次施加觸發(fā)脈沖時(shí)，晶閘管再次導(dǎo)通。晶閘管兩端電壓分析：在晶閘管導(dǎo)通期間，忽略晶閘管的管壓降，在晶閘管截止期間，管子將承受全部反向電壓。分析:332）時(shí)的波形分析（a）輸出電壓波形（b）晶閘管兩端電壓波形2）時(shí)的波形分析（a）輸出電壓波34分析：在時(shí)，晶閘管承受正向電壓，此時(shí)加入觸發(fā)脈沖晶閘管導(dǎo)通，負(fù)載上得到輸出電壓的波形是與電源電壓相同形狀的波形；同樣當(dāng)電源電壓過零時(shí)，晶閘管也同時(shí)關(guān)斷，負(fù)載上得到的輸出電壓為零；在電源電壓過零點(diǎn)到之間的區(qū)間上，雖然晶閘管已經(jīng)承受正向電壓，但由于沒有觸發(fā)脈沖，晶閘管依然處于截止?fàn)顟B(tài)。分析：35時(shí)輸出電壓和晶閘管兩端電壓的實(shí)測(cè)波形（a）輸出電壓波形（b）晶閘管兩端電壓波形

觸發(fā)導(dǎo)通時(shí)刻過零關(guān)斷時(shí)刻時(shí)輸出電壓和晶閘管兩端電壓的實(shí)363）其他角度時(shí)的波形分析（a）輸出電壓波形（b）晶閘管兩端電壓波形時(shí)的波形分析3）其他角度時(shí)的波形分析（a）輸出電壓波形時(shí)37時(shí)輸出電壓和晶閘管兩端電壓的實(shí)測(cè)波形（a）輸出電壓波形（b）晶閘管兩端電壓波形

時(shí)輸出電壓和晶閘管兩端電壓的實(shí)383）其他角度時(shí)的波形分析（a）輸出電壓波形（b）晶閘管兩端電壓波形時(shí)的波形分析3）其他角度時(shí)的波形分析（a）輸出電壓波形時(shí)39時(shí)輸出電壓和晶閘管兩端電壓的實(shí)測(cè)波形（a）輸出電壓波形（b）晶閘管兩端電壓波形

時(shí)輸出電壓和晶閘管兩端電壓的實(shí)403）其他角度時(shí)的波形分析（a）輸出電壓波形（b）晶閘管兩端電壓波形時(shí)的波形分析3）其他角度時(shí)的波形分析（a）輸出電壓波形時(shí)41時(shí)輸出電壓和晶閘管兩端電壓的實(shí)測(cè)波形（a）輸出電壓波形（b）晶閘管兩端電壓波形

時(shí)輸出電壓和晶閘管兩端電壓的實(shí)42（2）單相半波可控整流帶電阻性負(fù)載電路參數(shù)的計(jì)算1）輸出電壓平均值與平均電流的計(jì)算：2）負(fù)載上電壓有效值U與電流有效值的計(jì)算：有效值U的計(jì)算：負(fù)載電流有效值的計(jì)算：（2）單相半波可控整流帶電阻性負(fù)載電路參數(shù)的計(jì)算1）輸出電壓43（2）單相半波可控整流帶電阻性負(fù)載電路參數(shù)的計(jì)算3）晶閘管電流有效值與管子兩端可能承受的最大電壓為：流過晶閘管電流的有效值：晶閘管可能承受的正反向峰值電壓為：4）功率因數(shù)（2）單相半波可控整流帶電阻性負(fù)載電路參數(shù)的計(jì)算3）晶閘管電44例題例1－3單相半波可控整流電路，阻性負(fù)載，電源電壓U2為220V，要求的直流輸出電壓為50V，直流輸出平均電流為20A，試計(jì)算：晶閘管的控制角。輸出電流有效值。電路功率因數(shù)。晶閘管的額定電壓和額定電流，并選擇晶閘管的型號(hào)。例題例1－3單相半波可控整流電路，阻性負(fù)載，45解：1．由計(jì)算輸出電壓電壓為50V時(shí)的晶閘管控制角α求得α＝90°2．當(dāng)α＝90°時(shí)，3．解：1．由計(jì)算輸出電壓464．根據(jù)額定電流有效值IT大于等于實(shí)際電流有效值I相等的原則IT≥I，則IT(AV)≥(1.5~2)取2倍安全裕量，晶閘管的額定電流為IT(AV)≥42.4~56.6A。按電流等級(jí)可取額定電流50A。晶閘管的額定電壓為UTn=(2~3)UTM=(2~3)=622~933V.按電壓等級(jí)可取額定電壓700V即7級(jí)。選擇晶閘管型號(hào)為：KP50－7。4．根據(jù)額定電流有效值IT大于等于實(shí)際電流有效472．電感性負(fù)載

討論：電感線圈對(duì)電流變化的阻礙作用

2．電感性負(fù)載討論：電感線圈對(duì)電流變化的阻礙作48（1）無續(xù)流二極管時(shí)1）在0～a期間：晶閘管陽(yáng)極電壓大于零，此時(shí)晶閘管門極沒有觸發(fā)信號(hào)，晶閘管處于正向阻斷狀態(tài)，輸出電壓和電流都等于零。2）在a時(shí)刻：門極加上觸發(fā)信號(hào)，晶閘管被觸發(fā)導(dǎo)通，電源電壓u2施加在負(fù)載上，輸出電壓ud=u2。3）在π時(shí)刻：交流電壓過零，由于電感的存在，流過晶閘管的陽(yáng)極電流仍大于零，晶閘管會(huì)繼續(xù)導(dǎo)通，此時(shí)電感儲(chǔ)存的能量一部分釋放變成電阻的熱能，同時(shí)另一部分送回電網(wǎng)，電感的能量全部釋放完后，晶閘管在電源電壓u2的反壓作用下而截止。（1）無續(xù)流二極管時(shí)1）在0～a期間：晶閘管陽(yáng)極電壓大49（1）無續(xù)流二極管時(shí)結(jié)論：由于電感的存在，不管如何調(diào)節(jié)控制角，Ud值總是很小，電流平均值Id也很小，沒有實(shí)用價(jià)值。實(shí)際的單相半波可控整流電路在帶有電感性負(fù)載時(shí)，都在負(fù)載兩端并聯(lián)有續(xù)流二極管。（1）無續(xù)流二極管時(shí)結(jié)論：50（2）接續(xù)流二極管時(shí)

電感性負(fù)載接續(xù)流二極管時(shí)的電路

在晶閘管關(guān)斷時(shí)，該管能為負(fù)載提供續(xù)流回路，故稱續(xù)流二極管作用：使負(fù)載不出現(xiàn)負(fù)電壓（2）接續(xù)流二極管時(shí)電感性負(fù)載接續(xù)流二極管時(shí)的電路51（2）接續(xù)流二極管時(shí)從波形圖分析：①在電源電壓正半周（0～π區(qū)間），晶閘管承受正向電壓，觸發(fā)脈沖在時(shí)刻觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通，負(fù)載上有輸出電壓和電流。間續(xù)流二極管VD承受反向電壓而關(guān)斷。②在電源電壓負(fù)半波（π～2π區(qū)間），電感的感應(yīng)電壓使續(xù)流二極管VD承受正向電壓導(dǎo)通續(xù)流，此時(shí)電源電壓u2＜0，u2通過續(xù)流二極管使晶閘管承受反向電壓而關(guān)斷，負(fù)載兩端的輸出電壓僅為續(xù)流二極管的管壓降。如果電感足夠大，續(xù)流二極管一直導(dǎo)通到下一周期晶閘管導(dǎo)通，使電流id連續(xù)，且id波形近似為一條直線。（2）接續(xù)流二極管時(shí)從波形圖分析52（2）接續(xù)流二極管時(shí)

結(jié)論：電阻負(fù)載加續(xù)流二極管后，輸出電壓波形與電阻性負(fù)載波形相同，流過晶閘管和續(xù)流二極管的電流波形是矩形波。（2）接續(xù)流二極管時(shí)結(jié)論：53（2）接續(xù)流二極管時(shí)3）電路參數(shù)計(jì)算①輸出電壓平均值Ud與輸出電流平均值Id。（2）接續(xù)流二極管時(shí)3）電路參數(shù)計(jì)算54（2）接續(xù)流二極管時(shí)②流過晶閘管電流的平均值IdT和有效值IT流過晶閘管電流的平均值IdT：流過晶閘管電流的有效值IT：（2）接續(xù)流二極管時(shí)②流過晶閘管電流的平均值IdT55（2）接續(xù)流二極管時(shí)③流過續(xù)流二極管電流的平均值IdD和有效值ID流過續(xù)流二極管電流的平均值IdD:流過續(xù)流二極管電流的有效值ID：（2）接續(xù)流二極管時(shí)56（2）接續(xù)流二極管時(shí)④晶閘管和續(xù)流二極管承受的最大正反向電壓。晶閘管和續(xù)流二極管承受的最大正反向電壓都為電源電壓的峰值，即：（2）接續(xù)流二極管時(shí)④晶閘管和續(xù)流二極管承受的最大正57四、單結(jié)晶體管觸發(fā)電路單結(jié)晶體管

單結(jié)晶體管觸發(fā)電路單結(jié)晶體管四、單結(jié)晶體管觸發(fā)電路單結(jié)晶體管單結(jié)晶體管觸發(fā)電路單結(jié)晶體581．單結(jié)晶體管（1）單結(jié)晶體管的結(jié)構(gòu)（a）結(jié)構(gòu)（b）等效電路（c）圖形符號(hào)（d）外形管腳排列1．單結(jié)晶體管（1）單結(jié)晶體管的結(jié)構(gòu)（a）結(jié)構(gòu)（b）等效59（1）單結(jié)晶體管的結(jié)構(gòu)觸發(fā)電路常用的國(guó)產(chǎn)單結(jié)晶體管的型號(hào)主要有BT31，BT35，BT35，其外形與管腳排列。發(fā)射極e第一基極b1第二基極b2（1）單結(jié)晶體管的結(jié)構(gòu)觸發(fā)電路常用的國(guó)產(chǎn)單結(jié)晶601）單結(jié)晶體管的伏安特性單結(jié)晶體管的伏安特性：當(dāng)兩基極b1和b2間加某一固定直流電壓時(shí)，發(fā)射極電流與發(fā)射極正向電壓Ue之間的關(guān)系曲線稱為單結(jié)晶體管的伏安特性＝f（Ue）。（a）單結(jié)晶體管實(shí)驗(yàn)電路（b）單結(jié)晶體管伏安特性（c）特性曲線族1）單結(jié)晶體管的伏安特性單結(jié)晶體管的伏安特性：當(dāng)兩基極b1和611）單結(jié)晶體管的伏安特性①截止區(qū)——aP段當(dāng)開關(guān)Q閉合，電壓Ubb通過單結(jié)晶體管等效電路中的rbl和rb2分壓，得A點(diǎn)電位UA，可表示為式中η——分壓比，是單結(jié)晶體管的主要參數(shù)，η一般為0．3～0．9。②負(fù)阻區(qū)——PV段③飽和區(qū)——VN段1）單結(jié)晶體管的伏安特性①截止區(qū)——aP段62（2）單結(jié)晶體管的主要參數(shù)單結(jié)晶體管的主要參數(shù)有：基極間電阻rbb分壓比η峰點(diǎn)電流IP谷點(diǎn)電壓UV谷點(diǎn)電流IV耗散功率等。（2）單結(jié)晶體管的主要參數(shù)單結(jié)晶體管的主要參數(shù)有：632．單結(jié)晶體管張馳振蕩電路（a）單結(jié)晶體管張馳振蕩電路的電路圖（b）單結(jié)晶體管張馳振蕩電路波形圖2．單結(jié)晶體管張馳振蕩電路（a）單結(jié)晶體管張馳振蕩電路的電路64 3．單結(jié)晶體管觸發(fā)電路1）單結(jié)晶體管觸發(fā)電路，是由同步電路和脈沖移相與形成兩部分組成的。2）同步電路觸發(fā)信號(hào)和電源電壓在頻率和相位上相互協(xié)調(diào)的關(guān)系叫同步。同步電路由同步變壓器、橋式整流電路VD1～VD4、電阻R1及穩(wěn)壓管組成。 3．單結(jié)晶體管觸發(fā)電路1）單結(jié)晶體管觸發(fā)電路，是由同步653．單結(jié)晶體管觸發(fā)電路3）波形分析單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的調(diào)試以及在今后的使用過程中的檢修主要是通過幾個(gè)點(diǎn)的典型波形來判斷個(gè)元器件是否正常。①橋式整流后脈動(dòng)電壓的波形將探頭的測(cè)試端接于“A”點(diǎn)，接地端接于“E”點(diǎn)，測(cè)得波形。（a）實(shí)測(cè)波形（b）理論波形3．單結(jié)晶體管觸發(fā)電路3）波形分析663．單結(jié)晶體管觸發(fā)電路②、削波后梯形波電壓波形將探頭的測(cè)試端接于“B”點(diǎn)，測(cè)得B點(diǎn)的波形（a）實(shí)測(cè)波形（b）理論波形3．單結(jié)晶體管觸發(fā)電路②、削波后梯形波電壓波形67（2）脈沖移相與形成1）電路組成脈沖移相由電阻RE和電容C組成，脈沖形成由單結(jié)晶體管、溫補(bǔ)電阻R3、輸出電阻R4組成。改變張馳振蕩電路中電容C的充電電阻的阻值，就可以改變充電的時(shí)間常數(shù)，圖中用電位器RP來實(shí)現(xiàn)這一變化，例如：RP↑→τC↑→出現(xiàn)第一個(gè)脈沖的時(shí)間后移→α↑→Ud↓（2）脈沖移相與形成1）電路組成68（2）脈沖移相與形成2）波形分析①、電容電壓的波形將探頭的測(cè)試端接于“C”點(diǎn)

（a）實(shí)測(cè)波形（b）理論波形半個(gè)周期（2）脈沖移相與形成2）波形分析半個(gè)周期69（2）脈沖移相與形成

調(diào)節(jié)電位器RP的旋鈕，觀察C點(diǎn)的波形的變化范圍。（2）脈沖移相與形成

調(diào)節(jié)電位器RP的旋鈕，觀察C70②、輸出脈沖的波形將探頭的測(cè)試端接于“D”點(diǎn)（a）實(shí)測(cè)波形（b）理論波形②、輸出脈沖的波形71

調(diào)節(jié)電位器RP的旋鈕，觀察D點(diǎn)的波形的變化范圍。

調(diào)節(jié)電位器RP的旋鈕，觀察D點(diǎn)的波形的變化范圍。723．觸發(fā)電路各元件的選擇（1）、充電電阻的選擇改變充電電阻的大小，就可以改變張馳振蕩電路的頻率，但是頻率的調(diào)節(jié)有一定的范圍，如果充電電阻選擇不當(dāng)，將使單結(jié)晶體管自激振蕩電路無法形成振蕩。充電電阻的取值范圍為：其中：——加于圖中B-E兩端的觸發(fā)電路電源電壓——單結(jié)晶體管的谷點(diǎn)電壓——單結(jié)晶體管的谷點(diǎn)電流——單結(jié)晶體管的峰點(diǎn)電壓——單結(jié)晶體管的峰點(diǎn)電流3．觸發(fā)電路各元件的選擇（1）、充電電阻的選擇73（2）、電阻的選擇電阻是用來補(bǔ)償溫度對(duì)峰點(diǎn)電壓的影響，通常取值范圍為：200～600。（3）、輸出電阻的選擇輸出電阻的大小將影響將影響輸出脈沖的寬度與幅值，通常取值范圍為：50～100。（4）、電容C的選擇電容C的大小與脈沖寬窄和的大小有關(guān)，通常取值范圍為：0.1～1。（2）、電阻的選擇74【總結(jié)與提高】把交流電變成大小可調(diào)的單一方向直流電的過程稱為可控整流。由調(diào)光燈電路可以得出晶閘管可控整流的原理框圖如圖1-32所示?？煽卣餮b置由主電路和觸發(fā)電路兩部分構(gòu)成。整流裝置的輸入端一般接在交流電網(wǎng)上。為了適應(yīng)負(fù)載對(duì)電源電壓大小的要求，或者為了提高可控整流裝置的功率因數(shù)，一般在主電路輸入端接整流變壓器，把一次側(cè)電壓U1，變成二次側(cè)電壓U2。由晶閘管等組成的可控整流主電路，其輸出端的負(fù)載，可以是電阻性（如白熾燈、電爐、電焊機(jī)等）、大電感性負(fù)載（如直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組、滑差電動(dòng)機(jī)的電樞線圈等）以及反電勢(shì)負(fù)載（如直流電動(dòng)機(jī)的電樞反電勢(shì)負(fù)載、充電狀態(tài)下的蓄電池等）。以上負(fù)載往往要求整流能輸出在一定范圍內(nèi)變化的直流電壓。為此，只要改變觸發(fā)電路所提供的觸發(fā)脈沖送出的時(shí)刻（即控制角），就能改變晶閘管在交流電壓u2一周期內(nèi)導(dǎo)通時(shí)間，這樣負(fù)載上直流電壓的平均值就可以得到控制。為了使觸發(fā)電路能和主電路電壓同步，在觸發(fā)電路輸入端接同步變壓器?！究偨Y(jié)與提高】把交流電變成大小可調(diào)的單75學(xué)習(xí)項(xiàng)目二《交流調(diào)壓與調(diào)光控制》

學(xué)習(xí)項(xiàng)目二76學(xué)習(xí)項(xiàng)目二交流調(diào)壓與調(diào)光控制【學(xué)習(xí)目標(biāo)】：完成本課題的學(xué)習(xí)后，能夠用萬(wàn)用表測(cè)試晶閘管和單結(jié)晶體管的好壞。掌握晶閘管工作原理。分析單相半波整流電路的工作原理。分析單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的工作原理。掌握觸發(fā)電路與主電路電壓同步的基本概念。學(xué)習(xí)項(xiàng)目二交流調(diào)壓與調(diào)光控制【學(xué)習(xí)目標(biāo)】：77

【課題描述】：調(diào)光燈在日常生活中的應(yīng)用非常廣泛，其種類也很多。下圖為常見的調(diào)光臺(tái)燈【課題描述】：調(diào)光燈在日常生活中的應(yīng)用非常78

調(diào)光臺(tái)燈電路原理圖調(diào)光臺(tái)燈電路原理圖79【相關(guān)知識(shí)點(diǎn)】一、晶閘管的工作原理1．晶閘管的結(jié)構(gòu)晶閘管引出三個(gè)極，陽(yáng)極A、陰極K、門極（控制極）G小電流塑封式小電流塑封式小電流螺旋式陰極（K）陰極（K）陽(yáng)極（A）陽(yáng)極（A）門極（G）門極（G）【相關(guān)知識(shí)點(diǎn)】一、晶閘管的工作原理小電流塑封式801．晶閘管的結(jié)構(gòu)晶閘管的符號(hào)1．晶閘管的結(jié)構(gòu)晶閘管的符號(hào)811．晶閘管的結(jié)構(gòu)晶閘管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)晶閘管等效電路1．晶閘管的結(jié)構(gòu)晶閘管的內(nèi)部結(jié)82 2．工作原理

實(shí)驗(yàn)電路 2．工作原理實(shí)驗(yàn)電路83 2．工作原理實(shí)驗(yàn)步驟:

第一步：按圖（a）接線，陽(yáng)極和陰極之間加反向電壓，門極和陰極之間不加電壓，指示燈不亮，晶閘管不導(dǎo)通。第二步：按圖（b）接線，陽(yáng)極和陰極之間加反向電壓，門極和陰極之間加反向電壓，指示燈不亮，晶閘管不導(dǎo)通。第三步：按圖（c）接線，陽(yáng)極和陰極之間加反向電壓，門極和陰極之間加正向電壓，指示燈不亮，晶閘管不導(dǎo)通。第四步：按圖（d）接線，陽(yáng)極和陰極之間加正向電壓，門極和陰極之間不加電壓，指示燈不亮，晶閘管不導(dǎo)通。 2．工作原理實(shí)驗(yàn)步驟:842．工作原理

第五步：按圖（e）接線，陽(yáng)極和陰極之間加正向電壓，門極和陰極之間加反向電壓，指示燈不亮，晶閘管不導(dǎo)通。第六步：按圖（f）接線，陽(yáng)極和陰極之間加正向電壓，門極和陰極之間也加正向電壓，指示燈亮，晶閘管導(dǎo)通。第七步：按圖（g）接線，去掉觸發(fā)電壓，指示燈亮，晶閘管仍導(dǎo)通。第八步：按圖（h）接線，門極和陰極之間加反向電壓，指示燈亮，晶閘管仍導(dǎo)通。第九步：按圖（i）接線，去掉觸發(fā)電壓，將電位器阻值加大，晶閘管陽(yáng)極電流減小，當(dāng)電流減小到一定值時(shí)，指示燈熄滅，晶閘管關(guān)斷。2．工作原理第五步：按圖（852．工作原理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)論實(shí)驗(yàn)順序?qū)嶒?yàn)前燈的情況實(shí)驗(yàn)時(shí)晶閘管條件實(shí)驗(yàn)后燈的情況結(jié)論陽(yáng)極電壓Ua門極電壓Ug導(dǎo)通實(shí)驗(yàn)1暗反向反向暗晶閘管在反向陽(yáng)極電壓作用下，不論門極為何電壓，它都處于關(guān)斷狀態(tài)2暗反向零暗3暗反向正向暗1暗正向反向暗晶閘管同時(shí)在正向陽(yáng)極電壓與正向門極電壓作用下，才能導(dǎo)通2暗正向零暗3暗正向正向亮關(guān)斷實(shí)驗(yàn)1亮正向正向亮已導(dǎo)通的晶閘管在正向陽(yáng)極作用下，門極失去控制作用2亮正向零亮3亮正向反向亮4亮正向（逐漸減小到接近于零）任意暗晶閘管在導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，當(dāng)陽(yáng)極電壓減小到接近于零時(shí)，晶閘管關(guān)斷2．工作原理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)論實(shí)驗(yàn)順序?qū)嶒?yàn)前燈的862．工作原理

晶閘管關(guān)斷實(shí)驗(yàn)說明：（1）當(dāng)晶閘管承受反向陽(yáng)極電壓時(shí)，無論門極是否有正向觸發(fā)電壓或者承受反向電壓，晶閘管不導(dǎo)通，只有很小的的反向漏電流流過管子，這種狀態(tài)稱為反向阻斷狀態(tài)。說明晶閘管像整流二極管一樣，具有單向?qū)щ娦?。?）當(dāng)晶閘管承受正向陽(yáng)極電壓時(shí)，門極加上反向電壓或者不加電壓，晶閘管不導(dǎo)通，這種狀態(tài)稱為正向阻斷狀態(tài)。這是二極管所不具備的。（3）當(dāng)晶閘管承受正向陽(yáng)極電壓時(shí)，門極加上正向觸發(fā)電壓，晶閘管導(dǎo)通，這種狀態(tài)稱為正向?qū)顟B(tài)。這就是晶閘管閘流特性，即可控特性。（4）晶閘管一旦導(dǎo)通后維持陽(yáng)極電壓不變，將觸發(fā)電壓撤除管子依然處于導(dǎo)通狀態(tài)。即門極對(duì)管子不再具有控制作用。2．工作原理晶閘管關(guān)斷實(shí)驗(yàn)說明87 2．工作原理結(jié)論：1.晶閘管導(dǎo)通條件：陽(yáng)極加正向電壓、門極加適當(dāng)正向電壓。2.關(guān)斷條件：流過晶閘管的電流小于維持電流。 2．工作原理結(jié)論：88二、晶閘管特性與主要參數(shù)1．晶閘管的陽(yáng)極伏安特性晶閘管的陽(yáng)極與陰極間電壓和陽(yáng)極電流之間的關(guān)系，稱為陽(yáng)極伏安特性。

晶閘管陽(yáng)極伏安特性二、晶閘管特性與主要參數(shù)1．晶閘管的陽(yáng)極伏安特892．晶閘管的主要參數(shù)

（1）晶閘管的電壓定額1）斷態(tài)重復(fù)峰值電壓UDRM規(guī)定，當(dāng)門極斷開晶閘管處在額定結(jié)溫時(shí)，允許重復(fù)加在管子上的正向峰值電壓為晶閘管的斷態(tài)重復(fù)峰值電壓，用UDRM表示。2）反向重復(fù)峰值電壓URRM規(guī)定當(dāng)門極斷開，晶閘管處在額定結(jié)溫時(shí)，允許重復(fù)加在管子上的反向峰值電壓為反向重復(fù)峰值電壓，用URRM表示。2．晶閘管的主要參數(shù) （1）晶閘管的電壓定額902．晶閘管的主要參數(shù)3）額定電壓

將UDRM和URRM中的較小值按百位取整后作為該晶閘管的額定值。通常標(biāo)準(zhǔn)電壓等級(jí)規(guī)定為：電壓在1000V以下，每100V為一級(jí)，1000V到3000V，每200V為一級(jí)，用百位數(shù)或千位和百位數(shù)表示級(jí)數(shù)。選擇晶閘管的額定電壓是實(shí)際工作時(shí)可能承受的最大電壓的2~3倍，即：（～）（～）（2～3）2．晶閘管的主要參數(shù)3）額定電壓（～）（～）912．晶閘管的主要參數(shù)4）通態(tài)平均電壓UT（AV）在規(guī)定環(huán)境溫度、標(biāo)準(zhǔn)散熱條件下，元件通以額定電流時(shí)，陽(yáng)極和陰極間電壓降的平均值，稱通態(tài)平均電壓（一般稱管壓降），約為1.5V。2．晶閘管的主要參數(shù)4）通態(tài)平均電壓UT（AV）922．晶閘管的主要參數(shù)

（2）、晶閘管的電流定額

1）額定電流:通態(tài)平均電流是指在環(huán)境溫度為40℃和規(guī)定的冷卻條件下，晶閘管在導(dǎo)通角不小于170°電阻性負(fù)載電路中，當(dāng)不超過額定結(jié)溫且穩(wěn)定時(shí)，所允許通過的工頻正弦半波電流的平均值，稱為晶閘管的額定電流。晶閘管的電流的有效值與額定值的的關(guān)系為：例如額定電流為100A的晶閘管，其允許通過的電流有效值為157A。2．晶閘管的主要參數(shù)（2）、晶閘管的電流定額932．晶閘管的主要參數(shù)選擇晶閘管額定電流的原則：管子在額定電流時(shí)的電流有效值大于其所在電路中可能流過的最大電流的有效值，同時(shí)取倍的余量，即：2．晶閘管的主要參數(shù)選擇晶閘管額定電流的94例題例1-1一晶閘管接在220V交流電路中，通過晶閘管電流的有效值為50A，問如何選擇晶閘管的額定電壓和額定電流？例題例1-1一晶閘管接在220V交流電路中95例題解：晶閘管額定電壓（2～3）=（2~3）×220V=622~933V按晶閘管參數(shù)系列取800V，即8級(jí)。晶閘管的額定電流=（1.5~2）×=48~64A按晶閘管參數(shù)系列取50A。例題解：晶閘管額定電壓962．晶閘管的主要參數(shù)2）維持電流IH在室溫下門極斷開時(shí)，元件從較大的通態(tài)電流降到剛好能保持導(dǎo)通的最小陽(yáng)極電流稱為維持電流IH。3）擎住電流IL在晶閘管加上觸發(fā)電壓，當(dāng)元件從阻斷狀態(tài)剛轉(zhuǎn)為導(dǎo)通狀態(tài)就去除觸發(fā)電壓，此時(shí)要保持元件持續(xù)導(dǎo)通所需要的最小陽(yáng)極電流，稱擎住電流IL。4）斷態(tài)重復(fù)峰值電流IDRM和反向重復(fù)峰值電流IRRMIDRM和IRRM分別是對(duì)應(yīng)于晶閘管承受斷態(tài)重復(fù)峰值電壓UDRM和反向重復(fù)峰值電壓URRM時(shí)的峰值電流。5）浪涌電流ITSMITSM是一種由于電路異常情況（如故障）引起的并使結(jié)溫超過額定結(jié)溫的不重復(fù)性最大正向過載電流。2．晶閘管的主要參數(shù)2）維持電流IH972．晶閘管的主要參數(shù)

（3）門極參數(shù)1）門極觸發(fā)電流

室溫下，在晶閘管的陽(yáng)極—陰極加上6V的正向陽(yáng)極電壓，管子由斷態(tài)轉(zhuǎn)為通態(tài)所必需的最小門極電流，稱為門極觸發(fā)電流。2）門極觸發(fā)電壓門極觸發(fā)電壓產(chǎn)生門極觸發(fā)電流所必需的最小門極電壓，稱為門極觸發(fā)電壓。

2．晶閘管的主要參數(shù)（3）門極參數(shù)982．晶閘管的主要參數(shù)（4）動(dòng)態(tài)參數(shù)

1）斷態(tài)電壓臨界上升率du/dt

du/dt是在額定結(jié)溫和門極開路的情況下，不導(dǎo)致從斷態(tài)到通態(tài)轉(zhuǎn)換的最大陽(yáng)極電壓上升率。。

2）通態(tài)電流臨界上升率di/dt

di/dt是在規(guī)定條件下，晶閘管能承受而無有害影響的最大通態(tài)電流上升率。2．晶閘管的主要參數(shù)（4）動(dòng)態(tài)參數(shù)992．晶閘管的主要參數(shù)（5）晶閘管的型號(hào)根據(jù)國(guó)家的有關(guān)規(guī)定，普通晶閘管的型號(hào)及含義如下：2．晶閘管的主要參數(shù)（5）晶閘管的型號(hào)100例題例1－2：根據(jù)調(diào)節(jié)燈電路中的參數(shù)，確定本課題中晶閘管的型號(hào)?例題例1－2：根據(jù)調(diào)節(jié)燈電路中的參數(shù)101例題解：第一步：?jiǎn)蜗喟氩煽卣髡{(diào)光電路晶閘管可能承受得的最大電壓第二步：考慮2～3倍的余量

（2～3）

（2～3）第三步：確定所需晶閘管的額定電壓等級(jí)因?yàn)殡娐窡o儲(chǔ)能元器件，因此選擇電壓等級(jí)為7的晶閘管就可以滿足正常工作的需要了。（～）（例題解：（～）（102第四步：根據(jù)白熾燈的額定值計(jì)算出其阻值的大小第五步：確定流過晶閘管電流的有效值為：流過晶閘管的平均電流為：第四步：根據(jù)白熾燈的額定值計(jì)算出其阻值的大小103由此可得，當(dāng)時(shí)流過晶閘管電流的最大有效值為：第六步：考慮1.5~2倍的余量第七步：確定晶閘管的額定電流:因?yàn)殡娐窡o儲(chǔ)能元器件，所以選擇額定電流為1A的晶閘管可以需要。由以上分析確定晶閘管應(yīng)選用的型號(hào)為：KP1-7

由此可得，當(dāng)時(shí)流過晶閘管電流的最大有效值為：104三、單相半波可控整流電路1．電阻性負(fù)載調(diào)光燈主電路三、單相半波可控整流電路1．電阻性負(fù)載105（1）工作原理名詞術(shù)語(yǔ)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θ：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(shí)刻，即改變控制角的大小。移相范圍：移相范圍是指一個(gè)周期內(nèi)觸發(fā)脈沖的移動(dòng)范圍，它決定了輸出電壓的變化范圍。（1）工作原理名詞術(shù)語(yǔ)和概念：1061）時(shí)的波形分析（a）輸出電壓波形（b）晶閘管兩端電壓波形1）時(shí)的波形分析（a）輸出電壓波形107分析:在電源電壓正半周區(qū)間內(nèi)，觸發(fā)脈沖觸發(fā)晶閘管VT導(dǎo)通，負(fù)載上得到輸出電壓的波形是與電源電壓相同形狀的波形；當(dāng)電源電壓過零時(shí)，晶閘管也同時(shí)關(guān)斷，負(fù)載上得到的輸出電壓為零；在電源電壓負(fù)半周內(nèi)，晶閘管承受反向電壓不能導(dǎo)通，直到第二周期觸發(fā)電路再次施加觸發(fā)脈沖時(shí)，晶閘管再次導(dǎo)通。晶閘管兩端電壓分析：在晶閘管導(dǎo)通期間，忽略晶閘管的管壓降，在晶閘管截止期間，管子將承受全部反向電壓。分析:1082）時(shí)的波形分析（a）輸出電壓波形（b）晶閘管兩端電壓波形2）時(shí)的波形分析（a）輸出電壓波109分析：在時(shí)，晶閘管承受正向電壓，此時(shí)加入觸發(fā)脈沖晶閘管導(dǎo)通，負(fù)載上得到輸出電壓的波形是與電源電壓相同形狀的波形；同樣當(dāng)電源電壓過零時(shí)，晶閘管也同時(shí)關(guān)斷，負(fù)載上得到的輸出電壓為零；在電源電壓過零點(diǎn)到之間的區(qū)間上，雖然晶閘管已經(jīng)承受正向電壓，但由于沒有觸發(fā)脈沖，晶閘管依然處于截止?fàn)顟B(tài)。分析：110時(shí)輸出電壓和晶閘管兩端電壓的實(shí)測(cè)波形（a）輸出電壓波形（b）晶閘管兩端電壓波形

觸發(fā)導(dǎo)通時(shí)刻過零關(guān)斷時(shí)刻時(shí)輸出電壓和晶閘管兩端電壓的實(shí)1113）其他角度時(shí)的波形分析（a）輸出電壓波形（b）晶閘管兩端電壓波形時(shí)的波形分析3）其他角度時(shí)的波形分析（a）輸出電壓波形時(shí)112時(shí)輸出電壓和晶閘管兩端電壓的實(shí)測(cè)波形（a）輸出電壓波形（b）晶閘管兩端電壓波形

時(shí)輸出電壓和晶閘管兩端電壓的實(shí)1133）其他角度時(shí)的波形分析（a）輸出電壓波形（b）晶閘管兩端電壓波形時(shí)的波形分析3）其他角度時(shí)的波形分析（a）輸出電壓波形時(shí)114時(shí)輸出電壓和晶閘管兩端電壓的實(shí)測(cè)波形（a）輸出電壓波形（b）晶閘管兩端電壓波形

時(shí)輸出電壓和晶閘管兩端電壓的實(shí)1153）其他角度時(shí)的波形分析（a）輸出電壓波形（b）晶閘管兩端電壓波形時(shí)的波形分析3）其他角度時(shí)的波形分析（a）輸出電壓波形時(shí)116時(shí)輸出電壓和晶閘管兩端電壓的實(shí)測(cè)波形（a）輸出電壓波形（b）晶閘管兩端電壓波形

時(shí)輸出電壓和晶閘管兩端電壓的實(shí)117（2）單相半波可控整流帶電阻性負(fù)載電路參數(shù)的計(jì)算1）輸出電壓平均值與平均電流的計(jì)算：2）負(fù)載上電壓有效值U與電流有效值的計(jì)算：有效值U的計(jì)算：負(fù)載電流有效值的計(jì)算：（2）單相半波可控整流帶電阻性負(fù)載電路參數(shù)的計(jì)算1）輸出電壓118（2）單相半波可控整流帶電阻性負(fù)載電路參數(shù)的計(jì)算3）晶閘管電流有效值與管子兩端可能承受的最大電壓為：流過晶閘管電流的有效值：晶閘管可能承受的正反向峰值電壓為：4）功率因數(shù)（2）單相半波可控整流帶電阻性負(fù)載電路參數(shù)的計(jì)算3）晶閘管電119例題例1－3單相半波可控整流電路，阻性負(fù)載，電源電壓U2為220V，要求的直流輸出電壓為50V，直流輸出平均電流為20A，試計(jì)算：晶閘管的控制角。輸出電流有效值。電路功率因數(shù)。晶閘管的額定電壓和額定電流，并選擇晶閘管的型號(hào)。例題例1－3單相半波可控整流電路，阻性負(fù)載，120解：1．由計(jì)算輸出電壓電壓為50V時(shí)的晶閘管控制角α求得α＝90°2．當(dāng)α＝90°時(shí)，3．解：1．由計(jì)算輸出電壓1214．根據(jù)額定電流有效值IT大于等于實(shí)際電流有效值I相等的原則IT≥I，則IT(AV)≥(1.5~2)取2倍安全裕量，晶閘管的額定電流為IT(AV)≥42.4~56.6A。按電流等級(jí)可取額定電流50A。晶閘管的額定電壓為UTn=(2~3)UTM=(2~3)=622~933V.按電壓等級(jí)可取額定電壓700V即7級(jí)。選擇晶閘管型號(hào)為：KP50－7。4．根據(jù)額定電流有效值IT大于等于實(shí)際電流有效1222．電感性負(fù)載

討論：電感線圈對(duì)電流變化的阻礙作用

2．電感性負(fù)載討論：電感線圈對(duì)電流變化的阻礙作123（1）無續(xù)流二極管時(shí)1）在0～a期間：晶閘管陽(yáng)極電壓大于零，此時(shí)晶閘管門極沒有觸發(fā)信號(hào)，晶閘管處于正向阻斷狀態(tài)，輸出電壓和電流都等于零。2）在a時(shí)刻：門極加上觸發(fā)信號(hào)，晶閘管被觸發(fā)導(dǎo)通，電源電壓u2施加在負(fù)載上，輸出電壓ud=u2。3）在π時(shí)刻：交流電壓過零，由于電感的存在，流過晶閘管的陽(yáng)極電流仍大于零，晶閘管會(huì)繼續(xù)導(dǎo)通，此時(shí)電感儲(chǔ)存的能量一部分釋放變成電阻的熱能，同時(shí)另一部分送回電網(wǎng)，電感的能量全部釋放完后，晶閘管在電源電壓u2的反壓作用下而截止。（1）無續(xù)流二極管時(shí)1）在0～a期間：晶閘管陽(yáng)極電壓大124（1）無續(xù)流二極管時(shí)結(jié)論：由于電感的存在，不管如何調(diào)節(jié)控制角，Ud值總是很小，電流平均值Id也很小，沒有實(shí)用價(jià)值。實(shí)際的單相半波可控整流電路在帶有電感性負(fù)載時(shí)，都在負(fù)載兩端并聯(lián)有續(xù)流二極管。（1）無續(xù)流二極管時(shí)結(jié)論：125（2）接續(xù)流二極管時(shí)

電感性負(fù)載接續(xù)流二極管時(shí)的電路

在晶閘管關(guān)斷時(shí)，該管能為負(fù)載提供續(xù)流回路，故稱續(xù)流二極管作用：使負(fù)載不出現(xiàn)負(fù)電壓（2）接續(xù)流二極管時(shí)電感性負(fù)載接續(xù)流二極管時(shí)的電路126（2）接續(xù)流二極管時(shí)從波形圖分析：①在電源電壓正半周（0～π區(qū)間），晶閘管承受正向電壓，觸發(fā)脈沖在時(shí)刻觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通，負(fù)載上有輸出電壓和電流。間續(xù)流二極管VD承受反向電壓而關(guān)斷。②在電源電壓負(fù)半波（π～2π區(qū)間），電感的感應(yīng)電壓使續(xù)流二極管VD承受正向電壓導(dǎo)通續(xù)流，此時(shí)電源電壓u2＜0，u2通過續(xù)流二極管使晶閘管承受反向電壓而關(guān)斷，負(fù)載兩端的輸出電壓僅為續(xù)流二極管的管壓降。如果電感足夠大，續(xù)流二極管一直導(dǎo)通到下一周期晶閘管導(dǎo)通，使電流id連續(xù)，且id波形近似為一條直線。（2）接續(xù)流二極管時(shí)從波形圖分析127（2）接續(xù)流二極管時(shí)

結(jié)論：電阻負(fù)載加續(xù)流二極管后，輸出電壓波形與電阻性負(fù)載波形相同，流過晶閘管和續(xù)流二極管的電流波形是矩形波。（2）接續(xù)流二極管時(shí)結(jié)論：128（2）接續(xù)流二極管時(shí)3）電路參數(shù)計(jì)算①輸出電壓平均值Ud與輸出電流平均值Id。（2）接續(xù)流二極管時(shí)3）電路參數(shù)計(jì)算129（2）接續(xù)流二極管時(shí)②流過晶閘管電流的平均值IdT和有效值IT流過晶閘管電流的平均值IdT：流過晶閘管電流的有效值IT：（2）接續(xù)流二極管時(shí)②流過晶閘管電流的平均值IdT130（2）接續(xù)流二極管時(shí)③流過續(xù)流二極管電流的平均值IdD和有效值ID流過續(xù)流二極管電流的平均值IdD:流過續(xù)流二極管電流的有效值ID：（2）接續(xù)流二極管時(shí)131（2）接續(xù)流二極管時(shí)④晶閘管和續(xù)流二極管承受的最大正反向電壓。晶閘管和續(xù)流二極管承受的最大正反向電壓都為電源電壓的峰值，即：（2）接續(xù)流二極管時(shí)④晶閘管和續(xù)流二極管承受的最大正132四、單結(jié)晶體管觸發(fā)電路單結(jié)晶體管

單結(jié)晶體管觸發(fā)電路單結(jié)晶體管四、單結(jié)晶體管觸發(fā)電路單結(jié)晶體管單結(jié)晶體管觸發(fā)電路單結(jié)晶體1331．單結(jié)晶體管（1）單結(jié)晶體管的結(jié)構(gòu)（a）結(jié)構(gòu)（b）等效電路（c）圖形符號(hào)（d）外形管腳排列1．單結(jié)晶體管（1）單結(jié)晶體管的結(jié)構(gòu)（a）結(jié)構(gòu)（b）等效134（1）單結(jié)晶體管的結(jié)構(gòu)觸發(fā)電路常用的國(guó)產(chǎn)單結(jié)晶體管的型號(hào)主要有BT31，BT35，BT35，其外形與管腳排列。發(fā)射極e第一基極b1第二基極b2（1）單結(jié)晶體管的結(jié)構(gòu)觸發(fā)電路常用的國(guó)產(chǎn)單結(jié)晶1351）單結(jié)晶體管的伏安特性單結(jié)晶體管的伏安特性：當(dāng)兩基極b1和b2間加某一固定直流電壓時(shí)，發(fā)射極電流與發(fā)射極正向電壓Ue之間的關(guān)系曲線稱為單結(jié)晶體管的伏安特性＝f（Ue）。（a）單結(jié)晶體管實(shí)驗(yàn)電路（b）單結(jié)晶體管伏安特性（c）特性曲線族1）單結(jié)晶體管的伏安特性單結(jié)晶體