电工学讲义9-串联型电源电路及晶闸管

1、0tu交流电源0tu变压ut0整流ut0滤波tu0稳压随着半导体工艺的发展，现在已生产并广泛应随着半导体工艺的发展，现在已生产并广泛应用的单片集成稳压电源，具有体积小，可靠性高，用的单片集成稳压电源，具有体积小，可靠性高，使用灵活，价格低廉等优点。最简单的集成稳压电使用灵活，价格低廉等优点。最简单的集成稳压电源只有输入，输出和公共引出端，故称之为三端集源只有输入，输出和公共引出端，故称之为三端集成稳压器。成稳压器。本节主要介绍常用的本节主要介绍常用的W7800系列系列三端集成稳压三端集成稳压器，其内部也是串联型晶体管稳压电路。器，其内部也是串联型晶体管稳压电路。该组件的外形如下图，稳压器的硅片

2、封装在普该组件的外形如下图，稳压器的硅片封装在普通功率管的外壳内，电路内部附有短路和过热保护通功率管的外壳内，电路内部附有短路和过热保护环节。环节。W7800系列稳压器外形系列稳压器外形1输入端输入端3 公共端公共端2 输出端输出端W7900系列稳压器外形系列稳压器外形1 公共端公共端3输入端输入端2 输出端输出端注：金属封装和塑料封装管脚定义不同，使用时一定要先查手册。注：金属封装和塑料封装管脚定义不同，使用时一定要先查手册。注：注：型号后型号后XX两位数字代表输出电压值两位数字代表输出电压值输出额定电压值有如下系列输出额定电压值有如下系列:5V、9V、12V 、18V、 24V等等 。三端

3、集成三端集成稳压器稳压器固定式固定式可调式可调式正稳压正稳压W78XX负稳压负稳压W79XXCOW7805CiUi+_+_UO123 0.11 F1 F 一、输出为固定电压的电路一、输出为固定电压的电路23220V 24V+C 24V+CW7815Ci+15V123CiW79151COCO 15V1 F1 F0.33 F0.33 F1000 F1000 F二二 、输出正负电压的电路、输出正负电压的电路 额定电压额定电压, ,用百位或千位数表示用百位或千位数表示取取UFRM或或URRM较小者较小者额定正向平均电流额定正向平均电流( (IF) 晶闸管晶闸管K P普通型普通型如如KP5-7表示表示额

4、定正向平均电流为额定正向平均电流为5A, ,额定电压为额定电压为700V。G P1P2N1N2KA T2T1_P2N1N2IGIAP1N1P2IKGAP1 N1G P2N2K N1P2EA+_R T1T2EG T1T2G2Bii 1BG22Ciii 211CCii 2BG21ii EGEA+_RGi2BiG21iG2iGEA+_R T1T2Gi2BiGi21Gi2EGG T1T2Gi2BiGi21Gi2EG1）晶闸管导通必须同时具备两个条件：）晶闸管导通必须同时具备两个条件：阳极与阴极之间加正向电压阳极与阴极之间加正向电压控制极与阴极之间加正向电压控制极与阴极之间加正向电压2）晶闸管的控制极只

5、有使晶闸管导通的作用，一旦）晶闸管的控制极只有使晶闸管导通的作用，一旦 导通导通, 就不再有控制作用，无论控制极对阴极有无电压就不再有控制作用，无论控制极对阴极有无电压 或反向电压，管子始终导通或反向电压，管子始终导通3）要使晶闸管阻断）要使晶闸管阻断(截止截止), 必须具备下列三个条件之一：必须具备下列三个条件之一：切断阳极电源切断阳极电源阳极电压反向阳极电压反向将阳极电流减小到某一数值以下将阳极电流减小到某一数值以下UI0+ - - + 当晶闸管的阳极和阴极加正向电压当晶闸管的阳极和阴极加正向电压，控制极无电压时，控制极无电压时，J2反偏，因此只有很小电流，称正向漏电流。反偏，因此只有很小

6、电流，称正向漏电流。 此时此时晶闸管截止，表现出很大的内阻。晶闸管截止，表现出很大的内阻。当正向电压增加到某一数值当正向电压增加到某一数值，漏电流突然增大，晶闸管，漏电流突然增大，晶闸管导通，可以通过很大的电流，而管压降仅导通，可以通过很大的电流，而管压降仅1V左右。晶左右。晶闸管由截止变为导通所对应的电压闸管由截止变为导通所对应的电压UBO称正向转折电压。称正向转折电压。UIUBRUBOIHIF0U + - - + AP1N1GP2N2KJ1J2J3晶闸管导通后，晶闸管导通后，减小正向压降，正向电流减小，当减减小正向压降，正向电流减小，当减小到某一数值，晶闸管又转为阻断。此时对应的最小小到某

7、一数值，晶闸管又转为阻断。此时对应的最小电流称维持电流电流称维持电流IH当晶闸管的阳极阴极加反向电压，当晶闸管的阳极阴极加反向电压，特性与二极管相似，特性与二极管相似，有很小的反向漏电流。加大反向电压有很小的反向漏电流。加大反向电压,晶闸管在反向晶闸管在反向转折电压转折电压UBR处反向导通。处反向导通。AP1N1GP2N2KJ1J2J3UIUBRUBOIHIF0U + - - + UIUBRUBOIHIF0U + - - + 当阳极电压高于转折电压时，元件导通，但这种导通方法当阳极电压高于转折电压时，元件导通，但这种导通方法容易造成元件不可恢复性击穿，一般不采用。容易造成元件不可恢复性击穿，一

8、般不采用。当控制极加正向电压，当控制极加正向电压，IG 产生，特性曲线左移，正向转产生，特性曲线左移，正向转折电压降低折电压降低, 元件容易导通。元件容易导通。 IG 越大，越大，UBO 越低。越低。UIIGOIG1IG20因此，通常采用加控制电压的方式使晶闸管导通因此，通常采用加控制电压的方式使晶闸管导通晶闸管晶闸管主要参数主要参数1.1.正向重复峰值电压正向重复峰值电压UFRM2.2.反向重复峰值电压反向重复峰值电压URRM3.3.正向平均电流正向平均电流IF4.4.维持电流维持电流IHUIUBRUBOURRMIHUFRMIF0U + - - + 1）以晶闸管代替半波整流电路中的二极管）以

9、晶闸管代替半波整流电路中的二极管2）晶闸管与）晶闸管与RL串联，电路电流为串联，电路电流为io，控制极施加，控制极施加 周期性正向脉冲电压周期性正向脉冲电压uG+ +uuGuoRL+-+-io- t1 2 To0 , uuu:1t oT,0uuu tuO晶晶闸闸管管不不导导通通。,0,0g1 ut t oT0,uuugu tO uuGuoRL+ +- -+ +- -io o- -1:toT,0uuu tOuO 控制角控制角 t1 tuO tguO t22 tTuO导通角导通角180 122 sin1 cos221 cos 0452oUUtd tU.U 1 cos0452oU.U1 cos 04

10、52ooLLUUI.RR01800.45oUU（），18000oU（），uo,io t uoio晶闸管全导通晶闸管全导通晶闸管全阻断晶闸管全阻断aRLD2T1b+T1T2RLuoD1D2+T1T2RLuoD1D2+bRLD1T2a tOu tuO2 tguO tuUd1O )d(sin21ttUU 2cos19 . 0LO RURUI2cos19 . 0 Uuo,iot uoio0uEB2B1NPPN结结N型硅片型硅片E（发射极）（发射极）B2（第二基极）（第二基极）B1（第一基极）（第一基极）PN基极电阻基极电阻EB2B1RB2RB1等效电路等效电路UvuguvOOuFttuGRR2100K

11、 C+uC_uGEB1R1B2300 51 +_+_U移相移相触发触发RLR1R2RPCRuZT1D1D2T2u2+C+RU2MRu2+uo+uZU2MuOouOzuOUP-UDR1R2RPCcRuZLugucuvUpRLT1D1D2T2OOUZuOOuouZ整整 流流削削 波波uCUpUv电容充、放电电容充、放电触触 发发 脉脉 冲冲uLuCug电容充、放电电容充、放电RPC 是电容的充电时间常数，是电容的充电时间常数，RP 越大，电容电压越大，电容电压uC 上上升慢，第一个尖脉冲到来迟，控制角升慢，第一个尖脉冲到来迟，控制角 加大，导通角加大，导通角 减小，电压减小，电压 uL 的平均值减小。的平均值减小。RPUpUv uL L uuG1uoRL+-+-+_uG2 2ioT1T2在在u 的正半周：的正半周：T1 承受正向电压承受正向电压, T2 承受反向电压承受反向电压, 在在 t1时刻时刻(脉冲出脉冲出现），现）， T1 导通导通 uuG1uoRL+-+-+_uG2 2ioT1T2在在u 的负半周：的负半周：T2