電子技術(shù) 教學(xué)課件 作者 黃軍輝 黃曉紅 第6章.ppt

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1、第6章晶閘管及其變流技術(shù)6.1晶閘管及其工作原理6.2晶閘管整流電路6.3晶閘管觸發(fā)電路及應(yīng)用實例6.4晶閘管交流開關(guān)與交流調(diào)壓晶閘管的應(yīng)用,按其變換功能大致可分為以下五個方面。（1）可控整流——由晶閘管組成的整流器可以在交流輸入電壓不變的情況下，方便且連續(xù)地改變直流輸出電壓的大小，滿足我們對多種直流電壓的需求。（2）逆變與變頻——利用晶閘管構(gòu)成的裝置，可方便地將直流電變換成交流電，實現(xiàn)電路能量形式的變換。還能把交流電網(wǎng)50Hz的交流電變換成頻率與大小可調(diào)的交流電，從而實現(xiàn)變頻調(diào)速，感應(yīng)加熱，及組成應(yīng)急電源等。（3）交流調(diào)壓——利用晶閘管的開關(guān)特性可以對交流電壓的大小進(jìn)行無級調(diào)節(jié)，從而

2、實現(xiàn)燈光亮度、設(shè)備溫度、功率大小的連續(xù)控制。（4）直流斬波調(diào)壓——利用晶閘管作直流開關(guān)，控制晶閘管的通斷比。從而實現(xiàn)直流能量輸出的控制。（5）無觸點功率靜態(tài)開關(guān)——利用晶閘管元件組成的固態(tài)開關(guān)，具有無觸點、無噪聲、無火花、功率大、開關(guān)頻率高等優(yōu)點，在工業(yè)上可代替接觸器、繼電器等器件。6.1晶閘管及其工作原理6.1.1晶閘管的結(jié)構(gòu)6.1.2晶閘管的工作原理6.1.3晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通原理6.1.4晶閘管的主要特性參數(shù)晶閘管的主要特性參數(shù)如下。（1）額定正向平均電流IF：在環(huán)境溫度小于40℃和標(biāo)準(zhǔn)散熱條件下，允許連續(xù)通過晶閘管陽極的工頻（50Hz）正弦半波電流的平均值。（2）維持電流IH：在

3、門極開路且在規(guī)定溫度下，晶閘管維持導(dǎo)通時的最小陽極電流。正向電流小于IH時，管子自動阻斷。（3）通態(tài)平均電壓UF:在規(guī)定的環(huán)境溫度及標(biāo)準(zhǔn)散熱條件下，當(dāng)正向通過正弦半波額定電流時，陽、陰極之間的平均電壓稱為通態(tài)平均電壓簡稱管壓降，其標(biāo)準(zhǔn)值分別列于表6.2中，UF值小管子功耗亦小。表6.2晶閘管通態(tài)平均電壓組別組別ABCD通態(tài)平均電壓/VUT≤0.40.4＜UT≤0.50.5＜UT≤0.60.6＜UT≤0.7組別FGHI通態(tài)平均電壓/V0.8＜UT≤0.90.9＜UT≤1.01.0＜UT≤1.11.1＜UT≤1.2（4）觸發(fā)電壓UG和觸發(fā)電流IG：室溫下，當(dāng)u=6V時，晶閘管從阻斷到完全導(dǎo)通所需

4、最小的門極電壓和電流。一般UG為1V～5V，IG為幾十毫安到幾百毫安。（5）正向重復(fù)峰值電壓UDRM:門極開路的條件下，允許重復(fù)作用在晶閘管上的最大正向電壓。一般UDRM=UBO×80%,UBO是晶閘管在IG為零時的轉(zhuǎn)折電壓。（6）反向重復(fù)峰值電壓URRM:門極開路的條件下，允許重復(fù)作用在晶閘管上的最大反向電壓。一般URRM=UBO×80%。除以上參數(shù)外，還有正向平均電壓、門極反向電壓等參數(shù)。6.2晶閘管整流電路6.2.1單相半波可控整流電路圖6.5單相半波可控整流6.2.2單相半控橋式可控整流電路圖6.6單相橋式半控整流電路及其電流電壓波形6.2.3三相橋式半控整流電路圖6.7三相橋

5、式半控整流電路及其電流電壓波形6.3晶閘管觸發(fā)電路及應(yīng)用實例6.3.1對觸發(fā)電路的要求（1）觸發(fā)信號應(yīng)有足夠的功率，一般要求觸發(fā)電壓Ug≥4V；而Ig≥200mΑ，具體的數(shù)值需根據(jù)選用的晶閘管而定。（2）觸發(fā)信號應(yīng)有一定的寬度，且前沿要陡，以保證觸發(fā)的可靠性。（3）觸發(fā)信號應(yīng)能在一定的范圍內(nèi)進(jìn)行移相，這樣才能達(dá)到可控的目的。（4）觸發(fā)信號必須與晶閘管的陽極電壓同步，這樣才能使每個周期內(nèi)的控制角α都相等，從而保證每周期輸出的電壓大小都相等。6.3.2簡易的觸發(fā)電路圖6.8簡易移相觸發(fā)電路6.3.3正弦波同步觸發(fā)電路圖6.9同步電壓為正弦波的觸發(fā)電路6.4晶閘管交流開關(guān)與交流調(diào)壓6.4.1

6、雙向晶閘管圖6.12雙向晶閘管結(jié)構(gòu)與符號圖6.13雙向晶閘管的伏安特性6.4.2晶閘管交流開關(guān)圖6.14晶閘管交流開關(guān)的基本型式6.4.3固態(tài)開關(guān)圖6.15自動控溫電熱爐電路圖圖6.16兩種固態(tài)開關(guān)電路6.4.4單相交流調(diào)壓電路圖6.17觸發(fā)二極管交流調(diào)壓電路