电力电子技术教学教案

第一讲电力电子技术绪论

1什么是电力电子技术

2电力电子技术的发展史

3电力电子技术的应用

4教材内容简介和使用说明

什么是电力电子技术

电力电子技术的应用

什么是电力电子技术电力电子技术的应用

1、什么是信息电子技术

2、电子技术的发展史

什么是电力电子技术？

电力电子技术

PowerElectronics

第一讲绪论

1什么是电力电子技术

2电力电子技术的发展史

3电力电子技术的应用

4教材内容简介和使用说明

1什么是电力电子技术20分钟

信息电子技术——信息处理

电力电子技术——电力变换

电子技术一般即指信息电子技术，广义而言，也包括电力电子技术。

电力电子技术——使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术，即

应用于电力领域的电子技术。

i目前电力电子器件均用半导体制成，故也称电力半导体器件。

.电力电子技术变换的“电力”，可大到数百MW甚至GW,也可小到数W甚至mW级。

1.2两大分支

电力电子器件制造技术

e电力电子技术的基础，理论基础是半导体物理。

•变流技术（电力电子器件应用技术）

用电力电子器件构成电力变换电路和对其进行控制的技术，以及构成电力电子装置

和电力电子系统的技术。

小电力电子技术的核心，理论基础是电路理论。

1.2两大分支

变流技术

由电力----交流和直流两种

从公用电网直接得到的是交流，从蓄电池和干电池得到的是直流。

由电力变换四大类

交流变直流、直流变交流、直流变直流、交流变交流

1.3与相关学科的关系20分钟

电力电子学（PowerElectronics）名称60年代出现。

，1974年，美国的W.NewelI用图1的倒三角形对电力电子学进行了描述，被全世界普遍接受。

与电子学（信息电子学）的关系

专都分为器件和应用两大分支。

少器件的材料、工艺基本相同，采用微电子技术。

中应用的理论基础、分析方法、分析软件也基本相同。

由信息电子电路的器件可工作在开关状态，也可工作在放大状态；电力电子电路的器件一般只

工作在开关状态。

金二者同根同源。

与电力学（电气工程）的关系

中电力电子技术广泛用于电气工程中

高压直流输电静止无功补偿

电力机车牵引交直流电力传动

电解、电镀、电加热、高性能交直流电源

由国内外均把电力电子技术归为电气工程的一个分支。

⑥电力电子技术是电气工程学科中最为活跃的一个分支

与控制理论（自动化技术）的关系

壬控制理论广泛用于电力电子系统中。

专电力电子技术是弱电控制强电的技术，是弱电和强电的接口；控制理论是这种接口的有力纽带。

由电力电子装置是自动化技术的基础元件和重要支撑技术。

1.4地位和未来

;电力电子技术和运动控制一起，和计算机技术共同成

为未来科学技术的两大支柱。

J计算机人脑

电力电子技术消化系统和循环系统

电力电子+运动控制肌肉和四肢

＞电力电子技术是电能变换技术，是把粗电变为精电的技术，

能源是人类社会的永恒话题，电能是最优质的能源，

因此，电力电子技术将青春永驻。

一门崭新的技术，21世纪仍将以迅猛的速度发展。

2电力电子技术的发展史

历史是人类社会的一面镜子分析过去、现在有助于把握未来

•科学史是科学家的一面镜子了解一门学科的过去、现在有助于把握未来

3电力电子技术的应用

一般工业：

交直流电机、电化学工业、冶金工业

・交通运输：

电气化铁道、电动汽车、航空、航海

•电力系统：

高压直流输电、柔性交流输电、无功补偿

电子装置电源：

为信息电子装置提供动力

家用电器：

“节能灯”、变频空调

其他：

UPS,航天飞行器、新能源、发电装置

i总之，电力电子技术的应用范围十分广泛，激发人们学习、研究电力电子技术并使其飞速发展。

电力电子装置提供给负载的是各种不同的电源，因此可以说，电力电子技术研究的也就是电源技术。

，电力电子技术对节省电能有重要意义。特别在大型风机、水泵采用变频调速，在使用量十分庞大的照明

电源等方面，因此它也被称为是节能技术。

4教材的内容简介和使用说明

4.1教材的内容简介40分钟

4.2教材的使用说明

4.3本课程学习方法的介绍

4.1教材的内容简介

《电力电子技术》课程教材是结合该门课程的教学改革而编写。教材分为与工作岗位相关的五大模块，以岗位技

能的需求引出案例，形成项目驱动式教学模块：

T调光灯模块匚电力电子技术相关岗位通用知识

电解、电镀小电器控制

:«1

」三相可控整流亡一、三相整流电路触发电路

_____________1^5g主电路：-y4有相逆变电路________________

以就业为导向■।,，1

的源霹钮块厂t开关电源模块"

不间断电源

—y家用电器

1«1

1---------------------«

1中频感应加1治炼工业企业加热电炉

锻压铸造

F热电一模块FT1---------------------------------------------------

恒温、恒压控制家用电器

14-（变频5S模块|EZ_L

一，交流传动

课题模块包括下列项目：

【学习目标】一一学完本课题应该达到的知识水平和技能水平。

【课题描述】一一描述案例特征和相关电力电子技术，引出课题。

【相关知识点】一一课题所需要学习的各知识点。

【扩展内容】一一与课题相关应用技术扩展知识点。

【选学内容】——学生可以选学的知识点。

【习题与思考题】一一课题练习及习题。

4.2教材的使用说明

每个项目的最后有小结，对该项目的要点和重点进行总结。

针对“教学实脸”部分，精选了8个最基本的，有较高实用价值的实脸。

课时分配：课内教学学时为48学时（包含实验，每个实验2学时）。

•和其他课程的关系：

电路

电子技术基础电力电子技术现代调速控制系统

4.3本课程学习方法的介绍

•波形分析法：波形分析法是整流电路以及触发电路的工作原理分析最有效的方法，读者要学会

利用波形分析来分析电路工作原理。

•分析计算法：电路中各电量的计算要通过工作原理分析来推导。

•对比法：将电阻性负载和电感性负载以及电感性负载接续流二极管的电路对比分析。

•理论联系实际法：将理论波形和实际波形联系起来，对照分析。

•讨论分析法：读者要学习与他人讨论分析问题，并了解其他读者的学习方法和学习收获，提

高学习效率。

第二讲调光灯认识晶闸管和单结晶体管

掌握调光灯电路原理。

掌握晶闸管导通关断的条件，学会选用晶闸管。

了解单结晶体管工作原理。

晶闸管导通关断的条件，学会选用晶闸管。

单结晶体管工作原理。

电力二极管工作原理。

晶闸管导通关断的条件是什么，怎么样选用晶闸管。

党智乾

调光灯电路

提出问题

调光灯在日常生活中的应用非常广泛，其种类也很多。上图为常见的调光台灯

电路，分析调光灯电路原理。晶间管电路晶体管触发电路

复习：

10

1、电力(功率)二极管(PowerDiode)。允许电流较大电压较高的二极管。

2、按照器件能够被控制的程度，分为以下三类：8

半控型器件(Thyristor)：通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断。，

全控型器件(IGBT,MOSFET)：通过控制信号既可控制导通又可控制关断。

不可控器件(PowerDiode)：不能用控制信号来控制其通断，不需驱动电路。

新知识：认识晶闸管和单结晶体管

一、普通晶闸管

1、结构：晶闸管(Thyristor)：晶体闸流管，可控硅整流器(SiliconControlled

Rectifier------SCR)12

a)b)c)

图1-1晶闸管的外形、结构和电气图形符号

a)外形b)结构c)电气图形符号

2、工作原理

通过做实验得出结论：

承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶间管都不会导通。

承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶间管才能开通。25

晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用。重点

要使晶闸管关断，只能使晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下。

3、晶闸管的主要参数

1、两者中较小的为额定电压。

电压定额：2、选取额定电压为正常工作承

受峰压2~4倍。

断态重复峰值电压UDRM

在门极断路而结温为额定匕许重复加在器件上的正向峰值电压。

反向重复峰值电压URRM

在门极断路而结温为额定值时，允许重复加在器件上的反向峰值电压。

通态(峰值)电压UT

晶闸管通以某一规定倍数的额定通态平均电流时的瞬态峰值电压。

电流定额：

通态平均电流7T(AV)

在环境温度为40℃和规定的冷却状态下，稳定结温不超过额定结温时所允许流过

的最大工频正弦半波电流的平均值。标称其额定电流的参数。

使用时应按有效值相等的原则来选取晶闸管。

维持电流7H使晶闸管维持导通所必需的最小电流。

擎住电流”

晶闸管刚从断态转入通态并移除触发信号后，能维持导通所需的最小电流。对同

一晶闸管来说，通常人约为/H的2~4倍。

浪涌电流ZTSM

指由于电路异常情况引起并使结温超过额定结温的不重复性最大正向过载电流。

选择晶闸管额定电流的原则：管子在额定电流时的电流有效值大于其所在电路中可

能流过的最大电流的有效值，同时取倍的余量，即：

1.57IT(AV)=IT>(1.5-2)1Tm

10

/「之(〜务

AV)L52)难点

-1.•/重点

表1-1晶闸管标准电压等级

也应向币:复峰值电压正反向重复峰值电乐正反向币,复峰值电乐

级别级别级别

(V)(V)(V)

11008«00202000

22009900222200

3300101000242400

4400121200262600

5500141400282800

6600161600303000

7700181800

表1-4晶闸管通态平均电压分组

组别ABCDE

通态平均电压UTW0.40.4VUTW0.50.5VUTW0.60.6<UTW0.70.7<UTW0.8

(V)

组别FGHI

通态平均电压0.8<UTW0.90.9VUTW1.0

(V)

课后小结：晶闸管导通关断的条件是什么，怎么样选用晶闸管。

板书设计：

§1.1晶闸管的结构和工作特性

一、可控硅结构与符号:三、可控硅的主要参数

(1).正向阻断峰值电压UMM

(2).反向阻断峰值电压UR™

(3).额定电流IT

(4).控制极触发电流IGT

二、可控硅的工作原理(5).维持电流lH

导通条件：①承受正向阳极电压；

②承受正向门极电压。

关断条件：阳极电流小于维持电流L；阳极电压减小到零或使之反向。

第三讲普通晶闸管和晶闸管派生器件

掌握晶闸管的选用。

复习晶闸管导通关断的条件。

了解晶闸管派生器件工作原理。

晶闸管导通关断的条件，学会选用晶闸管。

选用晶闸管的额定电压、额定电流。

晶闸管导通关断的条件，晶闸管额定参数。

选用晶闸管的额定电压、额定电流。

晶闸管派生器件工作原理。

党智乾

复习：

晶闸管导通关断条件:

承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通。

承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能开通。

晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用。

要使晶闸管关断，只能使晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下。

新知识：普通晶闸管和晶闸管派生器件

一、普通晶闸管选用10

1、晶闸管的额定电压、额定电流选定

3、两者中较小的为额定电压。

电压定额：I4、选取额定电压为正常工作承

断态重复峰值电压UDRM受峰压2~4倍。_

在门极断路而结温为额定值箭藕重复加在器件上的正向峰值电压。

反向重复峰值电压URRM

在门极断路而结温为额定值时，允许重复加在器件上的反向峰值电压。

电流定额：

通态平均电流/T（AV）

在环境温度为40℃和规定的冷却状态下，稳定结温不超过额定结温时所允许流过的最大

工频正弦半波电流的平均值。标称其额定电流的参数。

•使用时应按有效值相等的原则来选取晶闸管。

•实际使用时应留有一定裕量，一般取（1.5~2倍）

•电流平均值：指一个周期内的电流算术平均值。

•电流有效值：指一个周期内的电流均方根值。

•波形系数：Kf=IT//T（AV）

选择晶闸管额定电流的原则：管子在额定电流时的电流有效值大于其所在电路中可能流

过的最大电流的有效值，同时取（1.5~2）倍的余量，即:

1.571T(AV)=IT>(1.5-2)ITm

/TOI

^T(AV)>(1.5-2)

L57

晶闸管额定电流的选定

SCR产品参数给出的额定电流是平均值，应根据实际电路计算有效值来选定SCR。

>SCR管芯的发热效应是与流过g流的有效值有关系的.

>在实际选用SCR时，根据电流有效值相等原则。即：

实际波形的电流有效值I14SCR额定电流/AY)对应的电流有效值I

>由于测量1刈的电路为正弦半波电路。此时额定有效值I与1询)之间的关系为:

1=IT(AV)*1.57°由此可见，SCR的额定电流有效值和平均值之间可以方便换算,

>综上所述，选用SCR可以采用以卜.公式来确定额定电流：

IT(AV)(A*11)/1.57

其中，％AY)为选用SCR的额定电流；A为裕量系数，一般为1.5〜2：

10

口为实际电路的电流有效值。

例1：一晶闸管接在220V交流电路中，通过晶闸管电流的有效值为50A,问如何选择晶闸

管的额定电压和额定电流？

解：

晶闸管额定电压

UTn>(2~3)UTM=(2~3)V2x220V=622~933V

按晶闸管参数系列取800V,即8级。

晶闸管的额定电流20

重点

IT(AVl>(1.5~2)羽=(1.5~2)x也A=48~64A

7

T(AV)1.571.57难点

按晶闸管参数系列取50A。

例2：见课本P14页

22

二、晶闸管派生器件

1、双向晶闸管

结构：五层(NPNPN)三端硅半导体闸流元件，相当于两个门极接在一起普通晶闸管反并联。

T1

T2

0T2

可认为是一对反并联联接的普通晶闸管的集成。

有两个主电极T1和T2,一个门极G。

在第I和第III象限有对称的伏安特性。

触发方式：

1+触发：T1为正，T2为负；门极为正，T2为负。

I-触发：T1为正，T2为负；门极为负，T2为正。

IH+触发：T1为负，T2为正；门极为正，T2为负。

III-触发：T1为负,T2为正；门极为负，T2为正。

常用触发方式：I+>III-

课后小结：选用晶闸管的额定电压、额定电流。双向晶闸管的工作原理。

8

第四讲单结晶体管

复习双向晶闸管工作原理。

掌握单结晶体管导通关断的条件。

了解单结晶体管触发电路工作原理。

单结晶体管的结构、伏安特性及主要参数。

单结晶体管触发电路工作原理。

双向晶闸管工作原理。

单结晶体管的结构、伏安特性及主要参数。

党智乾

复习：

1、晶闸管选用。

2、双向晶闸管工作原理

触发方式：

I+触发：T1为正，T2为负；门极为正，T2为负。

I-触发：T1为正，T2为负；门极为负，T2为正。

IH+触发：T1为负，T2为正；门极为正，T2为负。

III-触发：T1为负，T2为正；门极为负，T2为正。

常用触发方式：I+、III-

新知识：单结晶体管

一、单结晶体管

2、伏安特性

当两基极bl和b2间加某一固定直流电压时，发射极电流与发射极正向电压Ue之间的

关系曲线称为单结晶体管的伏安特性=/(Ue)。

15

单结晶体管实验电路（b）单结晶体管伏安特性（C）特性曲线族伐

①截止区—aP段重点

当开关Q闭合，电压Ubb通过单结晶体管等效电路中的rbl和rb2分压,得A点电位UA,

可表示为

Ur”Uy,„TT

A=--------=nubb

rbi+3

式中：n——分压比，是单结晶体管的主要参数，n一般为0.3〜0.9。

②负阻区——PV段15

当Ue〉Up时，等效二极管VD导通，/<■增大，这时大量的空穴载流子从发射极注入A重点

点到bl的硅片，使力迅速减小，导致UA下降，因而Ue也下降。UA的下降，使PN结承

受更大的正偏，引起更多的空穴载流子注入到硅片中，使z进一步减小，形成更大的发射

极电流4,这是一个强烈的增强式正反馈过程。当/，增大到一定程度，硅片中载流子的浓

度趋于饱和，小已减小至最小值，A点的分压UA最小，因而以也最小，得曲线上的V点。

V点称为谷点，谷点所对应的电压和电流称为谷点电压Uv和谷点电流/v。这一区间称

为特性曲线的负阻区。

③饱和区——VN段

当硅片中载流子饱和后，欲使/。继续增大，必须增大电压Ue,单结晶体管处于饱和导

通状态。改变“防，器件由等效电路中的UA和特性曲线中Up也随之改变，从而可获

得一族单结晶体管伏安特性曲线，如图（c）所示。

3、单结晶体管的主要参数有：

单结晶体管的主要参数有基极间电阻rbb、分压比n、峰点电流IP、谷点电压UV、谷

点电流IV及耗散功率等。国产单结晶体管的型号主要有BT31、BT33、BT35等，BT,其

主要参数如表1—4所示。

表1-4单结晶体管的主要参数

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____________________________

课后小结：单结晶体管的结构、伏安特性及主要参数。

板书设计：

§1.1单结晶体管的结构、伏安特性及主要参数。

二、单结晶体管的伏安特性

①截止区——aP段

②负阻区——PV段

③饱和区——VN段；

三、单结晶体管的的主要参数

基极间电阻rbb

分压比n

峰点电流IP

谷点电压w

谷点电流N

耗散功率等。

第五讲单结晶体管触发电路

复习单结晶体管工作原理。

掌握单结晶体管触发电路工作原理。

理解单结晶体管触发电路同步的概念。

单结晶体管触发电路工作原理。

单结晶体管触发电路工作原理。

单结晶体管工作原理，伏安特性和主要参数。

单结晶体管触发电路工作原理。

党智乾

4

复习：

1、单结晶体管工作原理。

2、单结晶体管伏安特性和主要参数。

16

新知识：单结晶体管触发电路

一、单结晶体管张驰振荡电路

利用单结晶体管的负阻特性和电容的充放电，可以组成单结晶体管张驰振荡电路。单结

晶体管张驰振荡电路的电路图和波形图如图1一25所示。

设电容器初始没有电压，电路接通以后，单结晶体管是截止的，电源经电阻R、RP对电

容C进行充电，电容电压从零起按指数充电规律上升，充电时间常数为REC；当电容两端电

压达到单结晶体管的峰点电压UP时，单结晶体管导通，电容开始放电，由于放电回路的电

阻很小，因此放电很快，放电电流在电阻R4上产生了尖脉冲。随着电容放电，电容电压降

低，当电容电压降到谷点电压UV以下，单结晶体管截止，接着电源又重新对电容进行充电…

如此周而复始，在电容两端会产生一个锯齿波，在电阻两端将产生一个尖脉冲波。如

CR420

图1-25(b)所示。重占

二、单结晶体管触发电路难点

上述单结晶体管张驰振荡电路输出的尖脉冲可以用来触发晶闸管，但不能直接用做触发

电路，还必须解决触发脉冲与主电路的同步问题。

图1-21所示为单结晶体管触发电路，是由同步电路和脉冲移相与形成两部分组成的。

(1)同步电路

1)什么是同步

触发信号和电源电压在频率和相位上相互协调的关系叫同步。例如，在单相半波可控整

10

流电路中，触发脉冲应出现在电源电压正半周范围内，而且每个周期的。角相同，确保电路

输出波形不变，输出电压稳定。

2)同步电路组成

同步电路由同步变压器、桥式整流电路VD1〜VD4、电阻R1及稳压管组成。同步变压器

一次侧与晶闸管整流电路接在同一相电源上，交流电压经同步变压器降压、单相桥式整流后

15

再经过稳压管稳压削波形成一梯形波电压，作为触发电路的供电电压。梯形波电压零点与晶

重点

闸管阳极电压过零点一致。从而实现触发电路与整流主电路的同步。

3)波形分析

单结晶体管触发电路的调试以及在今后的使用过程中的检修主要是通过几个点的典型

波形来判断个元器件是否正常，我们将通过理论波形与实测波形的比较来进行分析。

①、桥式整流后脉动电压的波形(图1-21中“A”点)

将匕探头的测试端接于“A”点，接地端接于“E”点，调节旋钮"t/div”和“v/div”，使

示波器稳定显示至少一个周期的完整波形，测得波形如图1-26(a)所示。由电子技术的知

识我们可以知道“A”点为由VD1-VD4四个二极管构成的桥式整流电路输出波形，图126

(b)为理论波形，对照进行比较。

图1一26桥式整流后电压波形(a)实测波形(b)理论波形

②、削波后梯形波电压波形(图1-21图中“B”点)

将乂探头的测试端接于“B”点，测得B点的波形如图1-27(a)所示，该点波形是经10

稳压管削波后得到的梯形波，图1-27(b)为理论波形，对照进行比较。

(2)脉冲移相与形成

1)电路组成

脉冲移相与形成电路实际上就是上述的张驰振荡电路。脉冲移相由电阻Rr和电容C组

成，脉冲形成由单结晶体管、温补电阻R3、输出电阻R4组成。

改变张驰振荡电路中电容C的充电电阻的阻值，就可以改变充电的时间常数，图中用电

位器RP来实现这一变化，例如：RPt-Tct-出现第一个脉冲的时间后移一at-Ud

图1-27削波后电压波形(a)实测波形(b)理论波形

2)波形分析

①、电容电压的波形(图1-21中“C”点)

将匕探头的测试端接于“C”点，测得C点的波形如图1-28(a)所示。由于电容每半

个周期在电源电压过零点从零开始充电，当电容两端的电压上升到单结晶体管峰点电压时，

单结晶体管导通，触发电路送出脉冲，电容的容量和充电电阻4的大小决定了电容两端的

电压从零上升到单结晶体管峰点电压的时间，因此在本课题中的触发电路无法实现在电源电

压过零点即。=°°时送出触发脉冲。图1-28(b)为理论波形，对照进行比较。

图1-28电容两端电压波形

(a)实测波形(b)理论波形

调节电位器RP的旋钮，观察C点的波形的变化范围。图1-29所示为调节电位器后得到的

波形。

图1—29改变RP后电容两端电压波形图1-31调节RP后输出波形

②、输出脉冲的波形(图1-21中“D”点)

将匕探头的测试端接于“D”点，测得D点的波形如图1-30(a)所示。单结晶体管导

通后，电容通过单结晶体管的函迅速向输出电阻尺放电，在&上得到很窄的尖脉冲。图

1-30(b)为理论波形，对照进行比较。

图1—30输出波形

(a)实测波形(b)理论波形

调节电位器RP的旋钮，观察D点的波形的变化范围。图1-31所示为调节电位器后得

到的波形。

(3)触发电路各元件的选择

1)充电电阻&的选择

改变充电电阻的大小，就可以改变张驰振荡电路的频率，但是频率的调节有一定的

范围，如果充电电阻&选择不当，将使单结晶体管自激振荡电路无法形成振荡。

充电电阻4的取值范围为：

u——加于图1—21中B-E两端的触发电路电源电压

Uy——单结晶体管的谷点电压4——单结晶体管的谷点电流5

一一单结晶体管的峰点电压。一一单结晶体管的峰点电流

2）电阻&的选择

电阻的是用来补偿温度对峰点电压Up的影响，通常取值范围为：200〜600Q。

3）输出电阻尺的选择

输出电阻七的大小将影响将影响输出脉冲的宽度与幅值，通常取值范围为：50〜100Q。

4）电容C的选择

电容C的大小与脉冲宽窄和七的大小有关，通常取值范围为：0.1〜

课后小结：单结晶体管触发电路的结构、工作原理。

第六讲项目小结习题与思考

复习晶闸管、单结晶体管工作原理。

通过习题掌握晶闸管有关的的概念及单结晶体管触发电路工作原理。

会使用晶闸管，会调试单结晶体管触发电路。

晶闸管有关概念、单结晶体管触发电路工作原理。

晶闸管的选用、单结晶体管触发电路调试。

晶闸管有关概念、单结晶体管触发电路工作原理。

对该项目进行小结。

党智乾

复习：

1、晶闸管有关概念。

2、单结晶体管触发电路工作原理。

新知识：项目小结习题与思考

一、本项目的学习目标：

1、用万用表测试晶闸管和单结晶体管的好坏。15

2、掌握晶闸管工作原理。

3、分析单相半波整流电路的工作原理。

4、分析单结晶体管触发电路的工作原理。

5、熟悉触发电路与主电路电压同步的基本概念。

6、由学生自己阐述晶闸管电路原理，晶体管触发电路原理。

二、相关知识点

15

1、晶闸管的工作原理

2、晶闸管特性与主要参数

3、单结晶体管触发电路

三、本项目学习方法小结

1、互相讨论法

2、小结归纳法

3、对比法

四、习题与思考

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例1晶闸管导通的条件是什么？导通后流过晶间管的电流由什么决定？晶间管的关断

条件是什么？如何实现？晶间管导通与阻断时其两端电压各为多少？

解：晶闸管导通的条件是：晶闸管阳极和阴极之间加正向阳极电压。门极和阴极之间

加适当的正向阳极电压。

导通后流过晶闸管的电流由主电路电源电压和负载大小决定。

晶闸管的关断条件是：阳极电流小于维持电流。

关断晶闸管可以通过降低晶闸管阳极一阴极间电压或增大主电路中的电阻。

晶闸管导通时两端电压为通态平均电压（管压降），阻断时两端电压由主电路电源电压

决定。

例2调试图4所示晶间管电路，在断开负载Rd测量输出电压Ud是否可谓时，发现

电压表读数不正常，接上Rd后一切正常，请分析为什么？

解：当S断开时，由于电压表内阻很大，即使晶闸管门极加触发信号，此时流过晶闸

管阳极电流仍小于擎住电流，晶闸管无法导通，电流表上显示的读数只是管子漏电流形成的

电阻与电压表内阻的分压值，所以此读数不准。在S合上以后，Rd介入电路，晶闸管能正

常导通，电压表的读数才能正确显示。

例3画出图1一49所示电路电阻Rd上的电压波形。

图5习题3图

解:

例4说明晶间管型号KP100-8E代表的意义。

解：KP100-8E表示额定电流100A、额定电压8级(800V、通态平均电压组别E(0.7<

UTW0.8）普通晶闸管。

例5晶闸管的额定电流和其他电气设备的额定电流有什么不同？

解：由于整流设备的输出端所接负载常用平均电流来衡量其性能，所以晶闸管额定电流

的标定与其他电器设备不同，采用的是平均电流，而不是有效值，又称为通态平均电流。所

谓通态平均电流是指在环境温度为40C和规定的冷却条件下，晶闸管在导通角不小于170°

电阻性负载电路中，当不超过额定结温且稳定时，所允许通过的工频正弦半波电流的平均值。

例6型号为KP100—3、维持电流IH=3mA的晶闻管，使用在图6所示的三个电路中

是否合理？为什么（不考虑电压、电流裕量）？

解：（a）图的目的是巩固维持电流和擎住电流概念，擎住电流一般为维持电流的数倍。

本题给定晶闸管的维持电流IH=3mA,那么擎住电流必然是十几毫安，而图中数据表明，晶

闸管即使被触发导通，阳极电流为100V/50KQ=3mA,远小于擎住电流，晶闸管不可能导

通，故不合理。

（b）图主要是加强对晶闸管型号的含义及额定电压、额定电流的理解。

本图所给的晶闸管额定电压为300A、额定电流lOOAo图中数据表明，晶闸管可能承受

的最大电压为311V,大于管子的额定电压，故不合理。

（c）图主要是加强对晶闸管型号的含义及额定电压、额定电流的理解。

晶闸管可能通过的最大电流有效值为150A,小于晶闸管的额定电流有效值1.57X100

=157A,晶闸管可能承受的最大电压150V,小于晶闸管的额定电压300V,在不考虑电压、

电流裕量的前提下，可以正常工作，故合理。

例7某晶间管元件测得IU=84OV,IU=98OV,试确定此晶闸管的额定电压是多少？

解：根据将UDRM和URRM中的较小值按百位取整后作为该晶闸管的额定值，将两者较小

的840V按教材表1-2取整得800V,该晶闸管的额定电压为8级（800V）。

例8有些晶闸管触发导通后，触发脉冲结束时它又关断是什么原因？

解：晶闸管的阳极加正向电压，门极加正向触发脉冲时，晶闸管被触发导通。此后阳极

电流逐渐上升到擎住电