《电工电子技术及应用》课件-第12章

第12章电力电子器件及应用12.1常见电力电子器件12.2电力电子四种典型应用电路12.3实用电路举例12.4仿真实验习题12

12.1常见电力电子器件

按照电力电子器件能够被控制电路信号所控制的度分为以下三类。(1)不可控器件:就是不能控制器件通断的电力电子器件。例如:电力二极管。(2)半控器件:就是通过控制信号可以控制器件导通,但是不可控制器件关断的电力电子器件。例如,普通晶闸管。(3)全控器件:就是通过控制信号既可以控制器件导通又可以控制器件关断的电力电子器件。例如,IGBT、MOSFET。

按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间信号的性质分为以下两类。

(1)电流控制型:该器件采用电流信号来实现导通或关断的控制。

(2)电压控制型:该器件采用电压控制来实现通、断,输入控制端基本上不流过电流信号,用小功率信号就可以驱动其工作。

12.1.1普通晶闸管

1.基本结构

常见的普通晶闸管及模块实物图如图12.1.1所示。从外观上看,晶闸管主要有螺栓型和平板型两种封装结构。由图12.1.2(a)可知,晶闸管的一端是一个螺栓,引出阳极,同时可以利用它固定散热片;另一端有两根引线,粗的一根是阳极引线,细的一根是阴极引线。晶闸管是具有三个PN结的四层结构,如图12.1.3所示。最外层的P1和N2分别引出阳极A、阴极K,中间的P2层引出门极G。图12.1.1晶闸管及其模块实物图图12.1.2晶闸管外形图12.1.3晶闸管结构与符号

2.工作原理

晶闸管相当于一个半控型无触点单向开关,由门极控制开关导通,但不能由门极控制开关关断,其工作原理可由图12.

1.4来说明。图12.1.4晶体管工作原理

晶闸管是采用扩散工艺制作而成,它的三结四层结构可以等效成如图12.1.4(a)所示的由两个晶体管VT1

(N1-P2-N2)和晶体管VT2(N1-P2-N2)组成的等效电路。当晶闸管上外加如图12.1.4(b)所示的电压后,VT1

和VT2同时满足导通条件。晶体管VT2的基极流过足够的电流IG,经过VT2管的电流放大作用,VT2

管的集电极电流IC2=β2IG,而IC2又是VT1

的基极电流,经过VT1

管的电流放大作用,VT1

管集电极电流IC1=β1

IC2=β2β2

IG,该电流又流入VT2管的基极再次进行放大,这样循环下去,就形成了强烈的电流正反馈,使得两个晶体管VT1

和VT2快速进入饱和导通状态,晶闸管导通。

另外,在反馈的过程中,IC1远远大于IG,因而,此时即使撤去IG电流,也不影响晶闸管的电流正反馈,晶闸管仍然导通。由此可见,晶闸管导通的条件是:晶闸管的阳极和阴极之间加正向电压,同时门极和阴极间加正向脉冲电压。

若想关断晶闸管,不可通过对VT1的基极通入反向电流来实现关断,因为晶闸管的导通为深度饱和导通,该VT1的基极通入反向电流直到反向击穿时,晶闸管还不能退饱和,因此若想关断晶闸管,常用两种方法:一是将阳极电流减少到使之不能维持正反馈;二是在晶闸管的阳极和阴极间加一个反向电压

3.伏安特性

晶闸管的伏安特性如图12.1.5所示。

正向特性:IG=0时,晶闸管阳极与阴极间施加正向电压,当正向电压小时,晶闸管呈正向阻断状态,只有很小的正向漏电流流过。当正向电压超过临界极限,即正向转折电压Ubo

时,漏电流急剧增大,晶闸管导通。该导通方式不受门极电流控制,容易造成晶闸管的损坏,使用中需要避免此方法。图12.1.5晶闸管伏安特性曲线

导通后的晶闸管特性和二极管的正向特性相仿。晶闸管的正向压降为1V左右。

晶闸管阳极与阴极间施加反向电压时,伏安特性类似二极管的反向特性。晶闸管处于反向阻断状态时,只有极小的反相漏电流流过。当反向电压超过一定限度,达到反向击穿电压Ubo

后,外电路如无限制措施,则反向漏电流急剧增加,发生热击穿,导致晶闸管损坏。

4.主要参数

晶闸管的主要参数有以下几项。

(1)通态平均电流IT(AV):是指晶闸管在环境温度为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。此电流为晶闸管的额定电流。额定电流要留有一定裕量,一般取此电流为正常工作时晶闸管所流过实际电流的1.5~2倍。

(2)维持电流IH:是指室温下门极断开时,晶闸管从较大的通态电流降至刚好能维持晶闸管导通所必需的最小阳极电流。

(3)浪涌电流ITSM:是指由电路异常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。

(4)断态重复峰值电压UDRM及反向重复峰值电压URRM:断态重复峰值电压是指晶闸管在门极断路而结温为额定值时,允许重复加在晶闸管上的正向峰值电压。而反向重复峰值电压是指晶闸管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。

一般取晶闸管的UDRM和URRM中较小的标值作为该器件的额定电压。额定电压要留有一定裕量,一般取额定电压为正常工作时晶闸管所承受峰值电压的2~3倍。

(5)通态平均电压UT

(AV):是指在规定环境温度、标准散热条件下,晶闸管通过额定电流时,晶闸管阳极与阴极间电压降的平均值。通常又称此电压为管压降。

5.晶闸管的检测

极性判别:用数字万用表判别时,选择一个电极用红表笔接触,黑表笔分别接触其余两个电极,如果接触一个极时显示0.2~0.8V,接触另一个极时显示溢出,则红表笔所接的为门极G,显示溢出的黑表笔所接的为阳极A,另一个极为阴极K。若测不出上述结果,将红表笔接触另外的电极,继续上述步骤,直到测出正确的结果。

6.普通晶闸管的型号命名

目前我国生产的普通晶闸管的型号命名含义表示为KP□□□,其中:

K代表晶闸管;

P代表普通型;

第一个□代表额定电流等级;

第二个□代表额定电压等级;

第三个□代表通态平均电压等级,不要求时,可不标。

例如,KP68型晶闸管表示额定电流为6A,额定电压为800V。

12.1.2双向晶闸管

双向晶闸管是普通晶闸管的派生系列之一。目前该器件广泛应用于各种电器调速、调光、调压、调温以及各种电器过载自动保护等电子电路中。

1.基本结构

图12.1.6给出了常用双向晶闸管实物图,从图中可知双向晶闸管的外观和普通晶闸管相似。不同点在于双向晶闸管的三个极命名不同、符号不同、内部结构也不同。图12.1.6双向晶闸管实物图

如图12.1.7(a)所示,从内部结构来看,双向晶闸管是一种N—P—N—P—N型五层结构的半导体器件,这个五层半导体可以等效成由左右两部分组合而成的如图12.1.7(b)所示结构。这样一来,原来的双向晶闸管就被分解成两个P—N—P—N型结构的普通晶闸管。如果把左边从下往上看的P—N—P—N部分叫做正向的话,那么右边从下往上看的N—P—N—P部分就成为反向,它们之间正好是一正一反地并联在一起。因此,从电路功能上可以把它等效成图12.1.7(c),也就是说,一个双向晶闸管在电路中的作用是和两只普通晶闸管反向并联起来等效的。因此,双向晶闸管可以进行双向控制导通。图12.1.7(d)为双向晶闸管符号,G为控制极、T1和T2为主极。图12.1.7双向晶闸管结构、等效图及符号

2.伏安特性

既然一个双向晶闸管是由两只普通晶闸管反向并联而成,那么它的特性曲线也是由这两只普通晶闸管的特性曲线组合而成。图12.1.8给出了双向晶闸管的特性曲线。

由双向晶闸管特性曲线可知,双向晶闸管不像普通晶闸管那样,必须在阳极和阴极之间加上正向电压,管子才能导通。对双向晶闸管来说,无所谓阳极和阴极。它的任何一个主极,

对图12.1.7(c)中的两个晶闸管来讲,对一个管子是阳极,对另一个管子就是阴极,反过来也一样。因此,双向晶闸管无论主极加上的是正向还是反向电压,它都能被触发导通。图12.1.8双向晶闸管伏安特性曲线

3.四种触发方式

双向晶闸管有一个重要的区别于普通晶闸管的特点:不管触发信号的极性如何,双向晶闸管都能被触发导通。也就是说,双向晶闸管的主极上,无论加以正向电压还是反向电压,

也不管触发信号是正向还是反向,它都能被触发导通,因此它有以下四种触发方式,如图12.1.9所示。图12.1.9双向晶闸管的四种触发方式

(1)如图12.1.9(a)所示,当主极T2对T1所加的电压为正向电压,控制极G对第一电极T1所加的也是正向触发信号时,双向晶闸管触发导通后,电流I21的方向从T2流向T1。由特性曲线可知,这时双向晶闸管触发导通规律是按第一象限的特性进行的,又因为触发信号是正向的,所以把这种触发叫做“第一象限的正向触发”或称为I+触发方式。

(2)如图12.1.9(b)所示,如果主极T2仍加正向电压,而把触发信号改为反向信号,这时双向晶闸管触发导通后,通态电流的方向仍然是从T2到T1

。我们把这种触发叫做“第一象限的负触发”或称为I-触发方式。

(3)如图12.1.9(c)所示,两个主极加上反向电压U12

,输入正向触发信号,双向晶闸管导通后,通态电流从T1

流向T2。双向晶闸管按第三象限特性曲线工作,因此把这种触发叫做III+触发方式。

(4)如图12.1.9(d)所示,两个主极仍然加反向电压U12,输入的是反向触发信号,双向晶闸管导通后,通态电流仍从T1流向T2

。这种触发叫做III-触发方式。

双向晶闸管这四种触发方式由于触发途径不同,导致灵敏度也不同,一般来说灵敏度排序为I+>III->I->III+。通常使用I+和III-两种触发方式。

4.双向晶闸管的检测

极性的判别:将万用表量程开关置于“R×1”(或R×10”)挡,用黑表笔接一电极,用红表笔分别去测另两个电极,当测得的两个阻值都是无穷大时,那么黑表笔所接电极就是T2。若测得的阻值不全为无穷大,则应将黑表笔换接另一个电极再测。判别了电极T2后,用两只表笔测T1和G两极,再调换表笔测一次,比较两次测得的结果,测得阻值较小时,黑表笔所接电极就是T1,红表笔所接电极就是控制极G。

好坏的判别:在已知各电极极性的条件下,将万用表置“R×1”挡,黑表笔接G,红表笔接T1,测得阻值为几十欧姆(因功率不同,其阻值略有偏差),红表笔改接T2,阻值应无穷大;然后再将黑表笔接T1,红表笔接G,测得结果应为几十欧姆,再将黑表笔改接T2,阻值也应无穷大。用两只表笔测T1、T2两极之间的电阻,再调换表笔测一次,两次测得的阻值均应无穷大。测量结果若满足上述要求,一般可以判定该器件是好的。如果G与T1之间的电阻等于零,或G与T2、T1与T2之间的电阻都很小,就表明器件内部已击穿或短路;如果G与T1之间的电阻为无穷大,则表明器件内部断路。

12.1.3电力场效应晶体管

电力场效应晶体管又称VDMOS管,它是一种单极型电压控制器件,具有输入阻抗高(可达40MΩ以上)、开关速度快、工作频率高(开关频率可达1000kHz)、驱动电路简单、需要的驱动功率小、热稳定性好、无二次击穿问题、安全工作区(SOA)宽等优点,但是该器件电流容量小、耐压低,一般只适用功率不超过10kW的电力电子装置。

1.基本结构

图12.1.10(a)给出了电力场效应晶体管的内部结构。在N+型高掺杂浓度衬底上,外延生长N-型高阻层,N+型区和N-型区共同组成漏区,从下部漏金属层引出漏极D。由同一扩散窗进行两次扩散,在N-区内先扩散形成P型体区,再在P型体区内有选择地扩散形成两个N+型区,由两次扩散的深度差形成沟道部分,因而沟道的长度可以精确控制。上部源金属层引出源极S,同时源金属层与两次扩散形成的P型体区和N+型体区相连。另外在P型体区和N+形体区上层与栅金属层之间覆盖上SiO2绝缘薄层作为栅极G和导电沟道的隔离层

图12.1.10(b)给出了电力场效应晶体管的符号。图12.1.10电力场效应晶体管的内部结构和符号

2.工作原理

在VDMOSFET管的漏极和源极间加正向电压UDS,此时由于漏极和源极间PN结反向偏置,因此,VDMOSFET管的漏源极间无电流,VDMOSFET管不导通。图解见图12.

1.11(a)。

由前述知识可知,N型半导体的多数载流子是电子,而P型半导体的多数载流子是空穴,少数载流子是电子。图解见图12.1.11(b)。图12.1.11VDMOSFET管工作原理

在VDMOSFET管的漏极和源极间加正向电压UDS的情况下,同时在栅极和源极间加正压UGS

,并由零往上升,则相当于栅金属层上积聚的正电荷增多,根据同性相斥、异性相吸原理,靠近栅极的P型半导体空穴下排,电子上移,当电子的浓度大于空穴的浓度时,P型半导体被反型成N型半导体,导电沟道产生。此时的栅极和源极间电压UGS

为开启电压UT。由于导电沟道的形成,VDMOSFET管的漏极与源极间没有了PN结,其间只有N型半导体,此时漏源极间形成电流ID

,VDMOSFET管导通。图解见图12.1.11(c)。

由此可知,栅极和源极间正向电压UGS

越大,导电沟道就越深,VDMOSFET管中的漏源极电流ID

就越大。反之,栅极和源极间正向电压UGS

越小,导电沟道就越小,VDMOSFET管中的漏源极电流ID

就越小。当栅极和源极间正向电压UGS

小于开启电压UT时,导电沟道消失,VDMOSFET管关断。因此,VDMOSFET管是由栅极和源极间正向电压UGS

控制漏源极电流ID

的器件,即称为电压控制型器件。

3.VDMOS管的检测

极性与管型的判别:用万用表“R×100”挡,测量场效应晶体管任意两引脚之间的正、反向电阻值。其中一次测量中两引脚的电阻值为数百欧姆,这时两表笔所接的引脚为源极S和漏极D,而另一引脚为栅极G。再用万用表R×10k”挡测量两引脚(漏极D与源极S)之间的正、反向电阻值。正常时,正向电阻值为2kΩ左右,反向电阻值大于500kΩ。在测量反向电阻值时,红表笔所接引脚不动,黑表笔脱离所接引脚后,先与栅极G触碰一下,然后再去接原引脚,观察万用表读数的变化情况。

若万用表读数由原来较大阻值变为0,则此红表笔所

接的即是源极S,黑表笔所接为漏极D。用黑表笔触发栅极G有效,说明该管为N沟道场效应管。若万用表读数仍为较大值,则黑表笔接回原引脚不变,改用红表笔去触碰栅极G后再接回原引脚,若此时万用表读数由原来较大阻值变为0,则此时黑表笔接的为源极S,红表笔接的是漏极D。用红表笔触发栅极G有效,说明该管为P沟道场效应晶体管。

好坏的判别:用万用表“R×1k”挡或“R×10k”挡,测量场效应管任意两脚之间的正、反向电阻值。正常时,除漏极D与源极S的正向电阻值较小外,其余各引脚之间(G与D、G与S)的正、反向电阻值均应为无穷大。若测得某两极之间的电阻值接近0Ω,则说明该管已击穿损坏。另外,还可以用触发栅极G(P沟道场效应晶体管用红表笔触发,N沟道场效应管用黑表笔触发)的方法来判断场效应管是否损坏。若触发有效(触发栅极G后,D、S极之间的正、反向电阻均变为0),则可确定该管性能良好。

12.1.4绝缘栅双极型晶体管

1.基本结构

常见的IGBT管及模块实物图如图12.1.12所示。IGBT管一般是三端结构,具有发射极E、集电极C和栅极G。图12.1.13(a)给出了一种IGBT管的结构。从图中可知,它是在VD-MOS管结构的基础上增加了一个P+层,形成了一个大面积的P+N+结J1,从而提高了IGBT管的通流能力。另外,这个大面积P+N+结J1,和其他结J2、J3一起构成了一个相当于由VDMOS管驱动的厚基区PNP型晶体管。图12.1.13(b)给出了IGBT管的等效电路,图12.1.13(c)给出了IGBT管的符号。图12.1.12IGBT管及其模块实物图图12.1.13IGBT结构、等效电路和符号

2.工作原理

IGBT管是一种场控型器件,它的工作条件是,在集电极C与发射极E之间加正向电压,同时在栅极G和发射极E之间所加正向电压达到开启电压时,IGBT管导通;若栅极G和发射极E之间所加电压小于开启电压时,IGBT管关断。所以说,IGBT管是一种全控型器件。IGBT管的工作原理如下:

在集电极C与发射极E之间加正向电压,由于PNP晶体管不导通,此时C、E间没有电流通过,IGBT管不导通。IGBT管的导通与否,决定于栅极G和发射极E之间的电压。在G、E之间加正向电压,当UCE>UT时,等效的VDMOSFET导通,有电流IB流过MOSFET的漏源极。而这个电流是流出PNP管的基极,PNP管导通,此时C、E之间有电流IC流过,IGBT管导通。反之,当UCE<UT时,等效的VDMOSFET关断,无电流IB,PNP管亦关断,无IC电流,IGBT管关断。

另外,IGBT管内存在一个寄生NPN型晶体管,这个寄生晶体管在正常情况下是不导通的,当C、E之间的IC电流过大时,寄生NPN型晶体管会导通,从而使得NPN管和PNP管中的电流产生电流增大的正反馈,导致IGBT管的栅极失去控制作用,此为IGBT管的擎住效应。发生擎住效应时,集电极电流的过大会造成较高的功耗,最后会导致器件的损坏。在使用IGBT管时,要尽量避免发生擎住效应。

3.绝缘栅双极型晶体管的检测

极性判别:将指针式万用表拨到“R×1”挡,或数字式万用表拨到二极管挡,用万用表测量时,若某一极与其他两极的阻值为无穷大,调换表笔后该极与其他两极的阻值仍为无穷大,则判断此极为栅极G。其余两极再用万用表测量,若测得阻值为无穷大,调换表笔后测量阻值较小,在测量阻值较小的一次中,则判断红表笔接的为集电极C,黑表笔接的为发射

极E。

好坏判别:IGBT管的好坏可用指针式万用表的“R×1”挡或数字式万用表的二极管挡来测量PN结正向压降进行判断。检测前先将IGBT管三只引脚短路放电,避免影响检测的准确度;然后用指针式万用表的红表笔接C极,黑表笔接E极,若所测值在3.5kΩ左右,则所测管为含阻尼二极管的IGBT管;若所测值在50kΩ左右,则所测的IGBT管不含阻尼二极

管。对于数字万用表,正常情况下,IGBT管的C、E极间正向导通电压为0.5V。若测得三个引脚间电阻均很小,则IGBT管击穿;若测得三个引脚间电阻均很大,则IGBT管已开路损坏。

12.2电力电子四种典型应用电路

12.2.1相控整流电路相控整流电路是将交流电转换成可调的直流电的电路。整流电路广泛应用在工业生产中,如直流电动机的调压调速、电解及电镀用直流电源等。它的主电路结构形式很多,如单相半波、单相全波、单相桥式、三相半波、三相桥等。这里仅介绍单相半波相控整流电路。它的触发电路目前采用集成化触发器和数字式触发器。

1.单相半波相控整流电路结构

单相半波相控整流电路的结构如图12.2.1所示。将单相不可控半波整流电路中的二极管用晶闸管代替就得到单相半波相控整流电路。图12.2.1单相半波相控整流电路结构图

2.单相半波相控整流电路工作原理

单相半波相控整流电路带电阻负载时的电压波形如图12.2.2所示。u2为交流电源电压。在u2的正半周,晶闸管VT的阳极与阴极之间受正向电压。

在此电路中,定义从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加触发脉冲止的电角度为触发角或控制角,用α表示;定义晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度为导通角,用θ表示;定义这种通过控制触发脉冲的相位来控制直流输出电压大小的方式为相位控制方式。图12.2.2单相半波相控整流电路带电阻负载时的电压波形

3.单相半波相控整流电路计算公式

根据图12.2.2所示的波形可知,输出直流电压的平均值为

则整流输出电流的平均值为

4.单相半波相控整流电路晶闸管选型实例

例12.2.1单相半波相控整流电路,U2=220V,负载电阻R=10Ω,当α=60°时,试求整流输出平均电压Ud、输出电流平均值Id和有效值I。并且考虑2倍安全裕量,选择晶闸管型号。

解根据单相半波相控整流电路的计算公式,可得:

整流输出平均电压为

考虑到2倍的安全裕量,则晶闸管正反向重复峰值电压UDRM≥2×311=622V,故选择700V的晶闸管。

晶闸管额定电流为通态平均电流IT(AV),它对应的额定电流有效值为IT=1.57IT(AV)。选择晶闸管电流的原则是:它的额定电流有效值必须大于等于实际流过晶闸管的最大电流有效值。在考虑2倍的裕量下,有

则晶闸管的额定电流取20A。故晶闸管的型号选为KP207

12.2.2相控逆变电路

整流的反过程就是逆变。所谓的逆变电路是指将直流电转换成负载所需要的不同频率和电压的交流电路。

逆变电路可分为无源逆变和有源逆变。将逆变电路的交流侧接到交流电网上进行的逆变,称为有源逆变。它可用于直流电机的可逆调速、绕线型异步电动机的串级调速、高压直流输电、太阳能发电等。将逆变电路的交流侧不接电网,而是直接接负载的逆变,称为无源逆变。

逆变电路还可分为电压型逆变和电流型逆变。逆变电路的直流侧为电压源的逆变,称为电压型逆变。逆变电路的直流侧为电流源的逆变,称为电流型逆变。

另外,按照逆变电路输出的相数不同,可分为单相逆变电路和三相逆变电路。

这里介绍电压型单相全桥逆变电路。其电路结构如图12.2.3所示,V1~V4为IGBT管。每个IGBT管均反并联一个二极管,此二极管为电感电流提供续流通道。负载为阻感负载。图12.2.3电压型单相全桥逆变电路

电压型单相全桥逆变电路的工作波形如图12.2.4所示。图12.2.4电压型单相全桥逆变电路工作波形

根据图12.2.4所示的工作波形,输出电压有效值为

12.2.3相控调压电路

图12.2.5为单相交流调压带电阻负载的电路图。其工作波形如图12.2.6所示。其工作原理如下:

在交流电源电压u1的正半周,双向晶闸管T的上半部分管受正向电压。图12.2.5单相交流调压电路图12.2.6单相交流调压电路工作波形

根据图12.2.6所示波形,输出交流电压的有效值为

则输出交流电流的有效值为

12.2.4相控斩波电路

将直流电转换成另一可调直流电称为直流变换电路。它是利用电力开关器件周期性的导通与关断来改变输出电压的大小,因此也称为直流斩波电路。

随着生产实际的需要和技术的发展,出现了多种多样的斩波器。按照稳压控制方式分类,斩波电路可分为脉冲宽度调制(PWM)型和脉冲频率调制(PFM)型。按照斩波器的功能分类,斩波电路可分为降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、库克斩波电路、Sepic斩波电路、Zeta斩波电路。

近年来,功率器件以及各种控制技术的涌现极大促进了斩波电路的发展,以实现软开关技术为目的的各种新型变换电路不断出现,进一步提高了电路的性能。

本小节介绍一种传统的升降压斩波电路,其电路如图12.

2.7所示。V管为IGBT管,VD管为电感L提高续流通道,输入为直流电E,负载上得到的直流电为uo。图12.2.7升降压斩波电路

电路的工作原理如下:

当给V管导通信号,V管导通时,其电流的通路如图12.

2.8(a)所示。电源E发出能量,流过V管后,电感L储存能量。同时,电容C对负载R进行放电。此时续流二极管VD受反压关断。

当给V管关断信号,V管关断后,由于电感L中的电流不能突变,电流维持向下的放电,则此时的电流通路如图12.

2.8(b)所示。电感L放电,向电容C充电,电容C上充出下正上负的电压,同时电感L向负载R提供能量。此时续流二极管VD导通。图12.2.8升降压斩波电路工作原理

在稳态时,一个周期T内,电感L两端电压对时间的积分为零,则

该积分式可拆分为

从式(12.2.14)可知,当ton>toff时,Uo>E,实现升压;当ton<toff时,Uo<E,实现降压。

12.3实用电路举例

12.3.1可调速吸尘器电路可调速吸尘器电路如图12.3.1所示。其中,电阻R1、电位器RP、电容C2、双向二极管VD共同构成脉冲形成电路。双向晶闸管VTH是主要的调速控制器件,通过控制其导通角,可实现电动机的无级调速。图12.3.1可调速吸尘器电路

12.3.2一种简明过电流保护电路

图12.3.2是一种简明过电流保护电路。在正常工作情况下,R2、VD1、R1形成通路,但VD1的阳极电压,即加到晶闸管VTH上的电压较低,不足以使VTH被触发导通。当有过电流时,负载电流增大,使得R1上压降增大,导致VD1阴极电位提高,因而VD1截止。此时电源通过R2向C1充电,极性上正下负,达到一定值时,VTH被触发导通,过载指示灯HL点亮。由于VTH导通,A点电位近似于零,VD3阳极电位降低,使得VT截止,切断负载电流。查出过电流原因,排除故障后,按一下复位按钮SB,使得VTH电流为零而关断,

电路恢复正常工作状态。图12.3.2一种简明过电流保护电路

12.3.3一种灶具自动点火电路

图12.3.3所示为灶具自动点火电路,该电路能产生强烈的放电火花,用来点燃煤气、天然气或其他可燃性气体的炉灶。其中VD1~VD4组成单相整流桥,TP为脉冲变压器。图12.3.3一种灶具自动点火电路

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