电子技术基础-模拟电子技术

第8章直流稳压电源8.1概述8.2整流电路8.3滤波电路8.4线性稳压电路8.5开关稳压电源8.6单相可控硅整流电路小结8.1概述一般电子设备所需的直流稳压电源都由电网中的50Hz/220V交流电转化而来。图8-1为线性直流稳压电源的结构框图。可见50Hz/220V交流电经变压器变压后，被由二极管组成的电路整流成脉动的直流电，再经滤波网络平滑成有一定纹波的直流电压，对于性能要求不高的电子电路，滤波后的直流电压就可以应用了，但对于稳压性能要求较高的电子电路，滤波后再加一级集成稳压环节。这样加到负载上的直流电压纹波就非常低了。图8-1直流稳压电源框图8.2整流电路8.2.1单相半波整流电路图8-2（a）为电阻性负载，单相半波整流电路。图8-2（b）为电路中电压、电流的波形。电路中T为电源变压器，VD为整流二极管，RL为负载电阻。图8-2单相半波整流电路（a）电路；（b）工作波形参数计算如下：(1)输出平均电压Uo（av）。这是指输出电压uo在一个周期中的平均值，即（8-1）(2)输出电流平均值Io（av）。输出电流等于流过二极管的电流，两者的平均值也相等，为（8-2）(3)二极管承受的最高反向峰值电压URM。u2负半周时二极管截止，uD=u2，因此（8-3）(4)脉动系数S。由于输出是脉动的直流电压，即直流分量上还叠加着许多交流分量。脉动系数S定义为输出基波幅值UO1M与输出平均电压Uo（av）之比，即（8-4）半波整流电路虽然电路结构简单，但效率低，输出脉动大，因此很少单独用作直流电源。8.2.2单相全波整流电路图8-3（a）为电阻性负载单相全波整流电路。8-3（b）为电路中电压、电流波形。电路中T为带中心抽头的变压器，VD1、VD2为整流二极管，RL为负载电阻。图8-3单相全波整流电路（a）整流电路图;（b）电路中电压、电流波形图8-3单相全波波整流电电路（a）整流电路路图;（b）电路中电电压、电电流波波形按单相半半波整流流电路的的分析方方法，可可得输输出电压压平均值值、输输出电流流平均值值为单相相半波整整流的2倍，二二极管中中的平均均电流值值为（8-5）二极管承承受的最最大反相相电压为为（8-6）8.2.3单相桥式式整流电电路图8-4（a）为单相桥桥式整流流电路，，图8-4（b）为习惯画画法，其其中VD1～VD4为四个整整流二极极管，也也常称称之为整整流桥。。图8-4单相桥式式整流电电路（a）电路图;（b）简化画法法;（c）电压、电电流波波形图8-4单相桥式式整流电电路（a）电路图;（b）简化画法法;（c）电压、电电流波波形桥式整流流电路各各参数计计算如下下：(1)输出平均均电压Uo（av）。由uo波形可知知，桥桥式整流流是半波波整流的的2倍，即即（8-7）(2)流过二极极管的平平均电流流ID(av)。由于VD1、VD3和VD2、VD4轮流导通通，因因此流过过每个二二极管的的平均电电流只有有负载电电流的一一半，即即（8-8）(3)二极管承受的的最高反向峰峰值电压URM。当u2上正下负时，，VD1、VD3导通，VD2、VD4截止，VD2、VD4相当于并联后后跨接在u2上，因此反反向最高峰值值为（8-9）单相桥式整流流电路只比全全波整流电路路多用了两个个二极管，由由于二极管的的反向耐压值值要求较低，，因此电路路的效率较高高。8.3滤波电路路8.3.1电容滤波电路路在整流电路中中，把一个个大电容C并接在负载电电阻两端就构构成了电容滤滤波电路，其其电路和工工作波形如图图8-5所示。图8-5桥式整流电容容滤波电路及及波形（a）电路;（b）电压、电流流工作波形经上述分析可可知，由于于在二极管截截止期间电容容Ｃ向负载电阻缓缓慢放电，使使得输出电电压的脉动减减小，结果果平滑了许多多。输出电电压平均值也也得到了提高高。显然RLC的值越大，滤滤波效果越越好，当负负载开路时（（RL=∞），。为了取得良好好的滤波效果果，一般取取(8-10)式中，T为交流电源的的周期。此此时的输出电电压平均值为为Uo（av）≈1.2U2(8-11)例8-1在单相桥式整整流电容滤波波电路中，已已知交流电电源的频率f=50Hz，要求输出直流流电压40V，输出电流40mA。试选择整流二二极管及滤波波电容。8.3.2其他形式的滤滤波电路1．RCΠ型滤波器图8-6所示是RCΠ型滤波器。图图中C1电容两端电压压中的直流分分量，有很很小一部分降降落在R上，其余部部分加到了负负载电阻RL上；而电压压中的交流脉脉动，大部部分被滤波电电容C2衰减掉，只只有很小的一一部分加到负负载电阻RL上。此种电电路的滤波效效果虽好一些些，但电阻阻上要消耗功功率，所以以只适用于负负载电流较小小的场合。图8-6RCΠ型滤波器图8-7LCΠ型滤波器2．LCΠ型滤波器图8-7所示是LCΠ型滤波器。可可见只是将将RCΠ型滤波器中的的R用电感L做了替换。由由于电感具具有阻交流通通直流的作用用，因此在在增加了电感感滤波的基础础上，此种种电路的滤波波效果更好，，而且L上无直流功率率损耗，所所以一般用在在负载电流较较大和电源频频率较高的场场合。缺点点是电感的体体积大，使使电路看起来来笨重。8.3.3倍压电路1．二倍压电电路如果想要用电电容整流滤波波电路获得高高于变压器次次级峰值电压压的二倍、三三倍、四四倍或更多倍倍，则称该该电路为倍压压电路。图8-8所示为二倍压压电路。图8-8二倍压电路用Um来表示变压器器次级电压的的峰值，忽忽略二极管的的正向导通压压降，当变变压器次级电电压源上正下下负时，VD1导通、VD2截止、电容容C1被充电，两两端电压达到到Um，如图8-9(a)所示；当次次级电压上负负下正时，VD1截止、VD2导通，电容容C2被充电，两两端电压等于于C1上电压与变压压器次级绕组组电压之和，，即为2Um。如图8-9(b)所示。C2两端的电压就就是输出电压压。图中二二极管承受的的最大反向耐耐压值为2Um。图8-9二倍压电路分分析（a）VD1导通、VD2截止;（b）VD1截止、VD2导通图8-10为另一种二二倍压电路路。当变变压器次级级电压上正正下负时，，VD1导通、VD2截止，电电容C1被充电，两两端电压压达到Um，如图8-11（a）所示；当当次级电压压上负下正正时，VD1截止，VD2导通，电电容C2被充电，两两端电压压达到Um，如图8-11（b）所示。输输出电压为为C1和C2串联在一起起的电容两两端电压。。图8-11(b)中二极管承承受的最大大反向电压压为Um。图8-10二倍压电路路图8-11二倍压电路路分析(a)VD1导通、VD2截止;(b)VD1截止，VD2导通2．三倍压压和四倍压压电路图8-12为三倍压和和四倍压电电路。设设电源接通通的瞬间，，变压器器的次级上上正下负，，则VD1导通，其其余二极管管都截止，，电容C1被充电，其其两端电电压被充到到变压器的的峰值电压压。当次次级的电压压上负下正正时，VD2导通，其其余二极管管被截止，，电容C2被充电。当当次级的的电压又转转为上正下下负时，VD3导通，其其余二极管管截止，电电容C3被充电。当当次级电电压再次上上负下正时时，VD4导通，其其余二极管管截止，电电容C4被充电。实际上经过过多次的反反复充电，，电容上上的电圧才才能达到相相对稳定的的值，除除C1两端为Um，其余电容上上的电压均均为2Um，电容两端达达到稳定值值的先后顺顺序为C1、C2、C3、C4。C1和C3串联的两端端电压可以以达到3Um，C2和C4串联的两端端电压可以以达到4Um，如图中标注注的那样。。图中二二极管所承承受的反向向电压峰值值为2Um。图8-12三倍压和四四倍压电路路8.4线性稳压电电路8.4.1直流稳压电电源的主要要性能指标标由于于直直流流稳稳压压电电路路的的输输出出电电压压Uo是随随输输入入电电压压及及整整流流滤滤波波电电路路的的输输出出电电压压、、负负载载电电流流Io和环环境境温温度度的的变变化化而而变变化化的的。。因因此此，，可可以以用用与与上上述述因因素素有有关关的的几几个个指指标标来来衡衡量量直直流流稳稳压压电电路路的的质质量量。。1.电压压调调整整率率SU当负负载载电电流流和和环环境境温温度度不不变变，，输输入入电电网网电电压压波波动动±10%时，，输输出出电电压压的的相相对对变变化化量量被被称称之之为为电电压压调调整整率率，，即即(8-12)它反反映映了了直直流流稳稳压压电电源源克克服服电电网网电电压压波波动动影影响响的的能能力力。。2.电流流调调整整率率SI(8-13)当输输入入电电压压和和环环境境温温度度不不变变，，负负载载电电流流从从零零变变到到最最大时时，，输输出出电电压压的的相相对对变变化化量量，，叫叫电电流流调调整整率率，，即即(8-14)3.温度度系系数数ST当输输入入电电压压和和负负载载电电流流均均不不变变时时，，输输出出电电压压的的变变化化量量与与环环境境温温度度变变化化量量之之比比，，即即(8-15)它反反映映了了直直流流稳稳压压电电源源克克服服温温度度影影响响的的能能力力。。8.4.2串联联反反馈馈式式稳稳压压电电路路图8-13为晶晶体体管管串串联联反反馈馈式式稳稳压压电电路路。。图图中中V1为调调整整元元件件，，电电阻阻R1和R2为取取样样电电路路，，R4和VDZ组成成标标准准参参考考电电压压。。V2为比比较较放放大大元元件件，，从从反反馈馈放放大大器器的的角角度度看看，，该该电电路路属属于于电电压压串串联联负负反反馈馈电电路路，，而而且且调调整整元元件件V1与负负载载电电阻阻RL串联联，，因因此此也也称称之之为为串串联联反反馈馈式式直直流流稳稳压压电电路路。。其其稳稳压压过过程程如如下下：：当负负载载电电阻阻RL不变变时时，，电电网网电电压压波波动动，，波波动动后后的的电电压压Ui上升升会会导导致致输输出出电电压压向向上上波波动动，，同同时时取取样样电电压压的的增增加加使使V2的基基极极电电位位UB2升高高，，造造成成V2管的的基基极极电电流流IB2和集集电电极极电电流流IC2增大大，，导导致致V2管的的集集电电极极UC2也就就是是V1管的的基基极极UB1电位位的的下下降降，，使使V1管的的基基极极电电流流IB1和集集电电极极电电流流IC1下降降，，而而管管压压降降UCE1增加加。。由由于于输输出出电电压压Uo等于于输输入入电电压压Ui减V1管压压降降UCE1，因此此抑抑制制了了输输出出电电压压的的增增加加，，起起到到了了稳稳压压作作用用。。图8-13晶体体管管串串联联反反馈馈式式稳稳压压电电路路电路路中中的的电电压压和和电电流流调调整整过过程程如如下下：：同理理，，当当输输入入电电压压上上下下波波动动引引起起输输出出电电压压减减小小时时，，电电路将将产产生生与与上上述述相相反反的的稳稳压压过过程程。。8.4.3三端集成成稳压器器1.三端固定定输出线线性集成成稳压器器三端固定定输出线线性集成成稳压器器有CW78XX（正输出））和CW79XX（负输出））系列。。其型型号后两两位XX所标数字字代表输输出电压压值，有有5、6、8、12、15、18、24V。其中额定定电流以以78（或79）后面的的尾缀字字母区分分，其其中L表示0.1A，M表示0.5A，无尾缀字字母表示示1.5A等。如如CW78M05表示正输输出、输输出电电压5V、输出电流流0.5A。2.三端可调调线性集集成稳压压器三端可调调线性集集成稳压压器除了了具备三三端固定定集成稳稳压器的的优点外外，在在性能方方面也有有进一步步提高，，特别别是由于于输出电电压可调调，应应用更为为灵活。。目前前，国国产三端端可调正正输出集集成稳压压器系列列有CW117（军用）、、CW217（工业用））、CW317（民品）；；负输输出集成成稳压器器系列有有CW137（军用）、、CW237（工业用））、CW337（民用）等等。几种种三端集集成稳压压器外形形及管脚脚排列如如图8-14所示。图8-14三端集成成稳压器器外形及及管脚排排列8.4.4三端集成成稳压器器的应用用1．CW78XX、CW79XX器件的应应用图8-15为CW78XX、CW79XX器件的应应用电路路原理图图，为为保证稳稳压器正正常工作作，其其最小输输入、输输出电电压差应应为2V。图中电容容C1可以减小小输入电电压的纹纹波，也也可以以抵消输输入线产产生的电电感效应应，以以防止自自激振荡荡。输输出端电电容C2用以改善善负载的的瞬态响响应和消消除电路路的高频频噪声。。三端集成成稳压器器当中的的低压差差器件，，输入入、输输出之间间的电压压在0.6V以下，有有的在在0.4V以下也能能正常工工作，其其静态态工作电电流也只只有几毫毫安至几几十毫安安，因因此效率率很高。。电路路与图8-14所示相同同。图8-15CW78XX、CW79XX器件的应应用电路路原理图图2．三端端可调输输出集成成稳压器器的应用用如图8-16所示为输输出可调调的正电电源，图图中电电容C1、C2的作用用在前前面的的电路路中讲讲过，，电电容C2用于抑抑制调调节电电位器器时产产生的的纹波波干扰扰。二二极极管VD1、VD2为保护护电路路。VD1用于防防止输输入短短路时时，C3通过稳稳压器器的放放电而而损坏坏稳压压器；；VD2用于防防止输输出短短路时时，C2通过调调整端端放电电而损损坏稳稳压器器。在在输输出电电压小小于7V时，也也可可不接接。图8-16三端可可调输输出正正电源源常温下下输出出端和和调整整端电电压的的典型型值为为1.25V，由图可可知(8-16)Iadj为调整整端的的电流流，因因其其值小小,计算时时可忽忽略。。图8-17所示是是以CW317、CW337为例的的输出出可调调正负电电源。。其其分析析、计计算算方法法和正正电源源相同同。图8-17可调正正负电电源8.5开关稳稳压电电源8.5.1开关电电源的的控制制方式式1.脉冲宽宽度调调制方方式脉冲宽宽度调调制方方式简简称脉脉宽调调制（（PulesWidthModulation），缩写为为PWM式。其其特特点是是固定定开关关频率率，通通过过改变变脉冲冲宽度度来调调节占占空比比。其其缺缺点是是受功功率开开关管管最小小导通通时间间的限限制，，对对输出出电压压不能能做宽宽范围围有效效调解解。目目前前集成成开关关电源源大多多采用用ＰＷＷM方式。。2.脉冲频频率调调制方方式脉冲频频率调调制方方式简简称脉脉频调调制(PulesFrenqencyModulation)。它是将将脉冲冲宽度度固定定，通通过过改变变开关关频率率来调调节占占空比比的。。PWM方式和和PFM方式的的调制制波形形分别别如图图8-18所示，，tp表示脉脉冲宽宽度（（即功功率开开关管管的导导通时时间Ton，T代表周周期)。从从中很很容易易看出出两者者的区区别。。无无论是是改变变tp还是T，最终调调节的的都是是脉冲冲占空空比（（tp/T），输出电电压和和占空空比成成正比比。图8-18开关电电源调调制波波形（a）PWM调制波波形;（b）PMF调制波波形3.混合调调制方方式混合调调制方方式是是指脉脉冲宽宽度与与开关关频率率均不不固定定，彼彼此此都能能改变变的方方式。。它它属于于PWM和PMF混合方方式。。由由于tp和T均可单单独调调节，，因因此占占空比比调节节范围围最宽宽，适适合合制作作供实实验室室使用用的输输出电电压可可宽范范围调调节的的开关关电源源。8.5.2脉宽调调制式式开关关电源源的基基本原原理及及应用用电路路1．带带高频频输出出变压压器的的开关关电源源带高频频输出出变压压器的的开关关电源源的原原理框框图如如图8-19所示。。交交流220V/50Hz输入电电压经经过整整流滤滤波电电路后后变成成直流流电压压，再再由由功率率开关关管V（或MOSFET）斩波、、高高频变变压器器Ｔ变变压，，得得到高频频矩形形波电电压。。图8-19脉宽调调制式式开关关电源源图8-20为单片片开关关电源源典型型应用用电路路。TOPSWitch为PWM控制系系统的的集成成芯片片，为为美美国PI公司的的产品品，T是高频频变压压器，，VDZ1和VD1保护TOPSWitch不被高频变变压器产生生的尖峰电电压所击穿穿，VD2和Cout、VD3和Cf起整流滤波波作用。图8-20单片开关电电源典型应应用电路2．不带高高频输出变变压器的开开关电源不带高频输输出变压器器的开关电电源原理图图如图8-21所示。它它由开关调调整管V、滤波器及续续流二极管管VD、控制电路三三大部分组组成。其其中控制电电路有专用用的集成电电路，其其内部包含含三角波（（或锯齿波波）发生器器、基准准电压源、、误差放放大器A1、电压比较器器A2等。虚线线框内为专专用的集成成电路，有有些专用用的集成电电路也把调调整管置于于其中。图8-21开关电源原原理图图8-22L4690构成的单片片开关电源源8.6单相可控硅硅整流电路路8.6.1晶闸管晶闸管是晶晶体闸流管管的简称，，又称为为可控硅。。它是一一种大功率率、可以以控制其导导通与截止止的半导体体器件，具具有用弱弱电控制强强电的特点点。因此此，晶闸闸管在可控控整流、可可控逆变变、可控控开关、交交直流电电机的调速速系统、随随动系统统等电路中中得到了广广泛应用。。1．晶闸管管的结构晶闸管内部部有三个PN结、PNPN四层半导体体，外引引出三个电电极，分分别为阳极极a、阴极k和控制极或称为门级级g。图8-23为晶闸管的的结构示意意图及等效效电路。图8-23晶闸管的结结构及等效效电路(a)结构;(b)等效电路晶闸管的外外形有螺旋旋式、平平板式和普普通三极管管模样的三三足式。平平板式的的上、下下两面金属属体是阳极极和阴极。。三足式式的三个电电极可以用用万用表测测得或根据据型号查手手册。大大功率晶闸闸管一般都都加散热片片。图8-24是晶闸管的的符号和外外形。本本教材采用用阴极侧受受控的符号号，如图图8-24(a)所示。图8-24晶闸管的符符号及外形形（a）、（b）、（c）符号；（（d）、（e）、（f）外形2．晶闸管管的导电特特性如图8-25所示，当当开关S1闭合、S2断开，即即只在晶闸闸管的阳极极与阴极之之间加上正正向电压Uak（简称阳压UA）时，由于于晶闸管内内部两个等等效三极管管均无基极极电流而处处于截止状状态。因因此，此此时晶闸管管是截止的的。图8-25晶闸管的导导电特性3.伏安特性曲曲线晶闸管的阳阳压UA与阳流IA之间的关系系曲线称为为晶闸管的的伏安特性性曲线，如如图8-26所示。晶晶闸管的特特性曲线分分为正向特特性和反向向特性两个个部分，下下面分别别加以讨论论。1)正向特性当晶闸管只只加正向阳阳压时，流流过晶闸闸管的电流流很小，晶晶闸管处处于正向阻阻断状态，，如曲线中的0A段。图8-26伏安安特特性性曲曲线线2)反向向特特性性当晶晶闸闸管管加加反反向向阳阳压压时时，，晶晶闸闸管管只只有有很很小小的的反反向向电电流流，，晶晶闸闸管管处处于于反反向向阻阻断断状状态态，，如如曲线线0D所示示。。4.主要要参参数数晶闸闸管管的的技技术术参参数数有有几几十十项项，，下下面面介介绍绍几几个个最最主主要要的的参参数数。。1)正向向转转折折电电压压UB0控制制极极开开路路、、额额定定结结温温条条件件下下，，在在晶晶闸闸管管的的阳阳极极与与阴阴极极间间加加正正弦弦半半波波正正向向电电压压，，元元件件由由正正向向阻阻断断转转向向导导通通状状态态所所对对应应的的电电压压峰峰值值，，称称为为正正向向转转折折电电压压UB0。2)反向向转转折折电电压压UBR控制制极极开开路路、、额额定定结结温温条条件件下下，，在在晶晶闸闸管管的的阳阳极极与与阴阴极极间间加加反反向向电电压压，，元元件件从从反反向向阻阻断断转转向向击击穿穿状状态态时时的的反反向向电电压压蜂蜂值值称称为为反反向向转转折折电电压压UBR。3)正向向重重复复峰峰值值电电压压UFM0.8UB0值称称为为正正向向重重复复峰峰值值电电压压。。其其本本意意是是在在控控制制极极开开路路、、额额定定结结温温条条件件下下，，允允许许重重复复加加于于晶晶闸闸管管的的正正向向电电压压峰峰值值。。4)反向向重重复复峰峰值值电电压压URM0.8UBR值称称为为反反向向重重复复峰峰值值电电压压。。其其本本意意是是在在控控制制极极开开路路、、额额定定结结温温条条件件下下，，允允许许重重复复加加于于晶晶闸闸管管的的反反向向电电压压峰峰值值。。5)额定定电电压压取UFM和URM中数值最小者者为标注在晶晶闸管上的额额定电压值（（由于晶闸管管UB0与UBR具有对称性，，因此UFM与URM亦具有对称性性）。为安安全起见，在在使用中一一般取额定电电压是正常工工作电压峰值值的2～3倍。6)额定正向平均均电流IF在标准散热条条件及规定的的环境温度条条件下，允允许连续通过过晶闸管的工工频正弦半波波电流平均值值称为额定平平均电流IF。为在使用中不不使晶闸管过过热，一般般取IF是正常工作平平均电流的1.5～2倍。7)维持电流IH控制极开路、、维持晶闸闸管导通的最最小电流称为为维持电流。。小于此值值时晶闸管将将自行关断。。8)浪涌电流ITSM元件在通态平平均电流稳定定后，在工工频正弦一个个周期内，元元件所能承承受的过载峰峰值电流。9)控制极触发电电压UG和触发电流IG规定结温条件件下，加一一定阳压（一一般用工频半半波峰值电压压为6V）时，能使晶晶闸管从阻断到导通所需需的最小控制制极直流电压压和直流电流流值，一般般UG约为1～5V，IG约为几毫安至至几百毫安。。10)控制极反向电电压UGR规定结温条件件下，控制制极与阴极之之间所能加的的最大反向电电压峰值称为为控制极反向向电压，UGR一般不超过10V。8.6.2单相可控硅整整流电路1．单相半波波可控硅整流流电路1）电路组成成图8-27(a)是电阻性负载载的单相半波波可控硅整流流电路。它它由电源变压压器Ｔ、晶晶闸管V和负载RL组成，图中中晶闸管的触触发电路未画画出。图8-27(b)是其工作波形形。图8-27单相半波可控控硅整流电路路(a)电路;(b)工作波形2）工作原理理在图8-27(b)中，当电源源电压u2为正半周，即即上正下负负时，晶闸闸管承受正向向阳压，这这时只要在晶晶闸管的控制制极加上触发发信号UG，晶闸管即可导导通。如在在ωt1处给晶闸管加加触发电压，，晶闸管便便立即导通，，导通后管管压降很小，，若忽略不不计，则u2电压要通过晶晶闸管全部加加于负载RL上输出，并并有电流io流过负载。3）电路参数数计算输出电压平均均值Uo(av)。由图8-27（b）中的uo波形可得输出出电压平均值值为(8-17)式中的U2为变压器次级级电压有效值值。输出电流平均均值Io(av)(8-18)晶闸管承受的的最高反向电电压UTM为(8-19)输出电压有效效值（即均方方根）为(8-20)负载电流有效效值为(8-21)2．单相桥式式可控硅整流流电路1）工作原理理图8-28(a)是电阻性负载载的单相桥式式可控硅整流流电路。当当电源电压u2为正半周，即即上正下负负时，V1、VD2承受正向电压压，V1被触发即可导导通。如在在ωt1处给V1加一个触发脉脉冲，则V1、VD2导通，整流流电流的方向向为a→V1→RL→VD2→b，至ωt2处因电源电压压为零，晶晶闸管自行关关断。在V1、VD2导通时，因因V2、VD1受反压而截止止。在电源电压u2为负半周，即即上负下正正时，V2、VD1受正向电压，，V2被触发即可导导通。如在在ωt3处给V2加一个触发脉脉冲，则V2、VD1立即导通，整整流电流的的方向为b→V2→RL→VD1→a，至ωt4处因电源电压压为零，晶晶闸管自行关关断。在V2、VD1导通时时，V1、VD2因受反反压而而截止止。其其工工作波波形如如图8-28(b)所示。。图8-28单相桥桥式可可控硅硅整流流电路路及波波形(a)单相桥桥式可可控整整流电电路;(b)工作波波形2）电电路参参数的的计算算输出电电压平平均值值Uo(av)。由图8-28（b）中的uo波形可可得输输出电电压平平均值值为(8-22)输出电电流平平均值值为Io(av)(8-23)流过每每个晶晶闸管管和整整流二二极管管的电电流平平均值值为(8-24)晶闸管管和整整流二二极管管承受受的最最高反反向电电压为为(8-25)8.6.3晶闸管管的触触发电电路晶闸管管导通通除了了需要要在它它的阳阳极和和阴极极之间间加正正向阳阳压外外，还还必必须在在控制制极与与阴极极之间间加一一定的的正向向触发发电压压，这这种种触发发电压压可由由触发发电路路来提提供。。由由于晶晶闸管管一旦旦导通通后，，控控制极极就失失去控控制作作用，，因因此触触发电电压一一般是是持续续时间间较短短的脉脉冲信信号，，称称为触触发脉脉冲或或触发发信号号。当当然然，也也可可以用用正弦弦波交交流电电压和和直流流电压压作为为触发发信号号。1．单单结晶晶体管管单结晶晶体管管是一一种具具有一一个PN结、一一个个发射射级e、两个基基极b1和b2的双基基极晶晶体管管，简简称称单结结管。。图8-29是单结结管的的结构构、符符号号和等等效电电路。。它它是在在一个个N型硅片片上引引出两两个欧欧姆接接触极极b1和b2（分别叫叫做第第一基基极和和第二二基极极），，在在靠近近b2处制作作一个个P型区，，并并引出出电极极作为为发射射极e，最后密密封成成一个个单结结管。。图8-29单结管管的结结构、、符符号和和等效效电路路(a)结构;(b)符号;(c)等效电电路2．单单结管管的伏伏安特特性单结管管发射射极电电压与与发射射极电电流之之间的的关系系曲线线称为为伏安安特性性，即即(8-26)图8-30是单结结管伏伏安特特性的的测试试电路路及特特性曲曲线。。图8-30单结管管的测测试电电路及及伏安安特性性曲线线（a）电路;（b）伏安特特性曲曲线由图8-30可知，，当当b2、b1之间加加上直直流电电压UCC时，此此电电压分分别加加于Rb2、Rb1上，，b点对对地地电电压压为为(8-27)式中中,η为分分压压比比。。3．单单结结管管振振荡荡器器1）电电路路组组成成图8-31(a)所示示为为单单结结管管张张驰驰振振荡荡器器的的电电路路图图，，图图8-31（b）是其其工工作作波波形形。。由由图图8-31(a)可知知，，电电路路中中单单结结管管外外接接定定时时电电阻阻Re、电容容C、负载载电电阻阻R1和温温度度补补偿偿电电阻阻R2。图8-31单结结管管张张驰驰振振荡荡器器及及工工作作波波形形（a）电路路;（b）工作作波波形形2）工工作作原原理理在图图8-31中，，当当电电源源电电压压接接通通后后，，UCC将通通过过Re对电电容容C充电电、、使使电电容容电电压压uC（也就就是是单单结结管管发发射射极极电电压压Ue）逐渐渐升升高高。。当当Ue升高高到到峰峰点点电电压压UP时，，单单结结管管导导通通，，此此时时Rb1迅速速减减小小，，电电容容电电压压uC通过过PN结向向R1放电电。。由由于于放放电电时时间间常常数数很很小小，，放放电电很很快快结结束束，，使使得得电电容容电压压很很快快降降低低。。当当Ue降低低到到单单结结管管的的谷谷点点电电压压UV时（（此此时时因因经经Re流入入的的电电流流也也小小于于IV），，单结结管管阻阻断断。。以以后后电电源源UCC又通通过过Re对电电容容C充电电，，重重复复以以上上过过程程。。3）元元件件参参数数选选择择根据据电电路路可可知知，，当当发发射射极极电电压压被被充充到到Ue=UP时，，如如所所选选电电阻阻Re太大大，，发发射射极极电电流流Ie不能能大大于于IP，则单单结结管管不不能能导导通通。。同同理理，，当当发发射射极极电电压压Ue下降降到到UV时，，如如所所选选电电阻阻Re太小小，，则则Ie不能能小小于于IV，也不不能能由由导导通通转转为为截截止止而而产产生生振振荡荡，，根根据据电电路路可可算算得得(8-29)4．触触发发脉脉冲冲对对可可控控硅硅整整流流电电路路的的同同步步控控制制所谓谓同同步步控控制制，，是是指指触触发发脉脉冲冲要要和和晶晶闸闸管管的的交交流流电电源源电电压压的的相相位位配配合合得得当当。。如如图图8-32所示示，，以以单单相相桥桥式式可可控控整整流流电电路路为为例例，，必必须须使使触触发发脉脉冲冲在在电电源源电电压压每每次次过过零零后后，，都都滞滞后后α角出出现现，，使使晶晶闸闸管管每每次次导导通通控控制制角角α都相相同同。。因因为为用用单单相相桥桥式式整整流流电电路路为为单单结结管管张张弛弛振振荡荡器器供供电电，，使使得得张张驰驰振振荡荡器器在在交交流流电电压压u2每次次过过零零点点处处，，其其电电路路工工作作状状态态都都相相同同，，即即在在u2的每每半半个个周周期期内内，，电电容容C的充充放放电电过过程程都都相相同同，，从从而而保保证证