电工学-第11章电力电子技术ppt课件

1、电子技术电子技术 下一章下一章 上一章上一章 前往主页前往主页 11.1 晶晶 闸闸 管管 图形符号图形符号PNPNG控制极控制极 或门极或门极K阴极阴极A阳极阳极AKG(1) uG0 时时 无论无论 uA 0 或或 uA0，晶闸管均截止。，晶闸管均截止。 PNPNG KA uAuGAGKuAuGPNP 管管NPN 管管AGKuAuG(2) uA 0，uG 0 时时 iG iB1 T1 导通导通 iC1= iB2 T2 导通导通 iB1 = iGiC2 T1 进一步导通进一步导通由于由于 iB1iC2，可使，可使 iG = 0。T2T1iGiB1iB2= iC1iA= iE2iC2构成正反响构

2、成正反响管子迅速导通。管子迅速导通。 (3) 晶闸管导通后晶闸管导通后 假设假设 uA 0，uG0， 管子会继续导通。管子会继续导通。AGKuAuGT2T1iGiB1iB2= iC1iA= iE2iC2(4) 晶闸管由导通转换晶闸管由导通转换 为截止的条件为截止的条件 结论：结论： 晶闸管具有单导游电性直流开关。晶闸管具有单导游电性直流开关。 uA0 或或 iAIH维持电流维持电流 (1) 额定正向平均电流额定正向平均电流 IF 允许经过的工频正弦半波电流在一个周期内的平均值允许经过的工频正弦半波电流在一个周期内的平均值 (2) 正向反复峰值电压正向反复峰值电压UFRM (3) 反向反复峰值电

3、压反向反复峰值电压URRM (4) 控制极触发电压控制极触发电压UG 和触发电流和触发电流IG *二、双向晶闸管二、双向晶闸管 A2A1GKAGuA0 时，时，uG0，管子导通；，管子导通；uA0 时，时，uG0，管子截止。，管子截止。 相当于两个反向晶闸管并联，相当于两个反向晶闸管并联，两者共用一个控制极。两者共用一个控制极。单相桥式整流电路中的两个二极管用可控单相桥式整流电路中的两个二极管用可控 的的 晶闸管交换晶闸管交换 半控。半控。 11.2 可控整流电路可控整流电路 abT+- -u2+- -u1uGT1D1uGT2D2RL+- -uOiO 正半周，正半周，T2、D1 接受反向电压截

4、止，接受反向电压截止， T1、D2 接受正向电压，接受正向电压，控制极电压控制极电压 uG 在在 t =时施加，时施加，故在故在 t 时，时， T1 和和 D2 导通导通电流通路：电流通路：a T1 RL D2 babT+-u2+-u1uGT1D1 uGT2D2RL+-uOiO 负半周，负半周，T1、D2接受反向电压截止，接受反向电压截止， T2、D1 接受正向电压。接受正向电压。控制极电压控制极电压 uG 在在 t =+ 时施加，时施加，故在故在+ t2 时，时， T2 和和 D1 导通。导通。 电流通路：电流通路：bT2 RLD1 aabT+- -u2+- -u1uGT1D1uGT2D2R

5、L+- -uOiO + + 2 ab+- -u2uGT1D1uGT2D2RL+- -uOiO负载负载 RL 上得到不完好上得到不完好 的全波脉动电压的全波脉动电压 。u2 t O t uGuO t OO uO 2 t UO(1) 负载直流电压负载直流电压 (2) 负载直流电流负载直流电流 UO= 2U2sintd(t)1 = U2 2 2 1+cos 2= 0.9U2 1+cos 2IO= UORL(3) 二极管和晶闸管平均电流二极管和晶闸管平均电流 ID = IT = 0.5IO (4) 晶闸管电流有效值晶闸管电流有效值 LO2T)(d21)(d1 tRutiI 2sin121L2 RUI(

6、5) 晶闸管正向阳极电压最大值晶闸管正向阳极电压最大值 (7) 二极管反向阳极电压最大值二极管反向阳极电压最大值(6) 晶闸管反向阳极电压最大值晶闸管反向阳极电压最大值 例例11.2.1 一单相桥式半控整流电路，交流输入电一单相桥式半控整流电路，交流输入电压有效值压有效值 U2 = 100 V,负载电阻负载电阻 RL= 10 ，控制角，控制角的调的调理范围为理范围为0o 120o 。求下述数值的变化范围：。求下述数值的变化范围：(1)输出直输出直流电压，流电压， (2)输出直流电流，输出直流电流， (3)晶闸管平均电流，晶闸管平均电流，(4)晶晶闸管电流有效值。闸管电流有效值。 解解(1)输出

7、直流电压的变化范围输出直流电压的变化范围 当当 = 0o 时，时， 当当 = 120o 时，时， (2) 输出直流电流的变化范围输出直流电流的变化范围 当当 = 0o 时，时， 当当 = 120o 时，时， (3) 晶闸管平均电流的变化范围晶闸管平均电流的变化范围 当当 = 0o 时，时， 当当 = 120o 时，时， (4) 晶闸管电流有效值的变化范围晶闸管电流有效值的变化范围 当当 = 0o 时，时， 当当 = 120o 时，时， 2sin121L2 RUI)02sin(101010021 2sin121L2 RUI)1202sin(175. 01010021 输出电压有效值输出电压有效值

8、 *11.3 交流调压电路交流调压电路 O uOt 3p 2p O uIt 3p 2p 输出电流有效值输出电流有效值 uO uI + + RL A1 A2 )2sin(21)(d1I2OO UtuU 例例11.3.1 交流调压电路，交流输入电压有效值交流调压电路，交流输入电压有效值 UI = 220 V，负载电阻，负载电阻 RL = 11 ，控制角，控制角的调理范围的调理范围为为 0o 90o 。求输出电压和输出直流的变化范围。求输出电压和输出直流的变化范围。 解解当当 = 0o 时，时， )2sin(21IO UUV220V)02sin(210220 当当 = 90o 时，时， 故当故当 =

9、 0o 90o 时，时， UO = 220 V 155.56 V， IO = 20 A 14.14 A)2sin(21IO UUV)902sin(215 . 0220 输入电压和输出电压关系输入电压和输出电压关系 *11.4 直流调压电路直流调压电路 占空比占空比 O uOt T tW 输出电压波形输出电压波形 直流输出电流直流输出电流 uO I RL K AG+ + 例例11.1 直流调压电路，输入电压直流调压电路，输入电压 UI = 110 V, 假设要求直流输出电压假设要求直流输出电压 UO 在在 0 80 V 范围内可调。求范围内可调。求占空比占空比的调理范围。的调理范围。 解解当当U

10、O = 0 V 时，时， IOUU 当当UO = 80 V 时，时， *11.5 逆变电路逆变电路 输入电源输入电源 电压型电压型 电流型电流型 输出电源相数输出电源相数 三相三相 单相单相 输出波形输出波形 矩形波矩形波 正弦波正弦波 将直流电变换为交流电。将直流电变换为交流电。 可关断晶闸管电路可关断晶闸管电路 输出电压波形输出电压波形 O uOt T/2T uO I S1 S2 S3 S4 RL uO I RL *11.6 晶闸管触发电路晶闸管触发电路 也称为双基极二极管。也称为双基极二极管。 图形符号图形符号B2第二基极第二基极B1第一基极第一基极E发射极发射极PN结结N型硅片型硅片B2B1E伏安特性伏安特性 BB + - RB2 RB1 + - EIEDB2B1EO UEIEVPIVIPUV