电力电子技术 配套课件教学课件 作者 徐立娟 模块一——项目2.ppt

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1、电力电子技术2010年6月长沙民政职业技术学院电子信息工程系项目二晶闸管调光灯电路【学习目标】·掌握单相半波整流电路、单相交流调压电路和单结晶体管触发电路的工作原理。·建立电力电子电路的基本概念。·学会调光灯电路的安装与调试技能。·了解触发电路与主电路电压同步的基本概念。·在小组合作实施任务过程中培养与人合作的精神。长沙民政职业技术学院电子信息工程系一、项目分析调光灯在日常生活中的应用非常广泛，调光灯电路有多种实现方法，目前使用最为广泛的调光方法是晶闸管相控调光法（即通过控制晶闸管的导通角，改变输出电压的大小，从而实现调光）。如图1-38是3个调光灯电路

2、。图1-38（a）和1-38（b）电路由单向晶闸管构成的单相整流电路和单结晶体管触发电路组成，图1-38（c）电路由双向晶闸管构成的单相交流调压电路和简易触发电路组成。调光灯的工作原理是怎样的？灯光是如何调节？下面来介绍相关知识。（a）长沙民政职业技术学院电子信息工程系（b）(c)长沙民政职业技术学院电子信息工程系二、相关知识（一）单相半波可控整流电路1．电阻性负载长沙民政职业技术学院电子信息工程系名词和术语介绍：控制角：控制角也叫触发角或触发延迟角，是指晶闸管从承受正向电压开始到触发脉冲出现之间的电角度。导通角θ：是指晶闸管在一周期内处于导通的电角度。

3、移相：是指改变触发脉冲出现的时刻，即改变控制角的大小。移相范围：是指一个周期内触发脉冲的移动范围，它决定了输出电压的变化范围。长沙民政职业技术学院电子信息工程系时的波形分析在电源电压正半周区间内，在电源电压的过零点，即：时刻加入触发脉冲触发晶闸管VT导通，负载上得到输出电压的波形是与电源电压相同形状的波形；当电源电压过零时，晶闸管也同时关断，负载上得到的输出电压为零；在电源电压负半周内，晶闸管承受反向电压不能导通，直到第二周期触发电路再次施加触发脉冲时，晶闸管再次导通。长沙民政职业技术学院电子信息工程系时输出电压和晶闸管两端电压波形时输出电压和晶闸管两端

4、电压波形其他控制角时的波形分析长沙民政职业技术学院电子信息工程系基本的物理量计算长沙民政职业技术学院电子信息工程系例：单相半波可控整流电路，电阻性负载，电源电压U2为220V，要求的直流输出电压为50V，直流输出平均电流为20A，试计算：(1)晶闸管的控制角。(2)输出电流有效值。(3)电路功率因数。(4)晶闸管的额定电压和额定电流，并选择晶闸管的型号。长沙民政职业技术学院电子信息工程系长沙民政职业技术学院电子信息工程系长沙民政职业技术学院电子信息工程系电感线圈对电流变化的阻碍作用2.电感性负载电流id增大时Ld两端感应电动势方向电流id减小时Ld两端感

5、应电动势方向长沙民政职业技术学院电子信息工程系无续流二极管时1）在0～期间：晶闸管阳极电压大于零，此时晶闸管门极没有触发信号，晶闸管处于正向阻断状态，输出电压和电流都等于零。2）在时刻：门极加上触发信号，晶闸管被触发导通，电源电压u2施加在负载上，输出电压ud=u2。由于电感的存在，在ud的作用下，负载电流id只能从零按指数规律逐渐上升。3）在π时刻：交流电压过零，由于电感的存在，流过晶闸管的阳极电流仍大于零，晶闸管会继续导通，此时电感储存的能量一部分释放变成电阻的热能，同时另一部分送回电网，电感的能量全部释放完后，晶闸管在电源电压u2的反压作用下而截止

6、。直到下一个周期的正半周，即2π＋时刻，晶闸管再次被触发导通。长沙民政职业技术学院电子信息工程系接续流二极管时①在电源电压正半周（0～π区间），晶闸管承受正向电压，触发脉冲在时刻触发晶闸管导通，负载上有输出电压和电流。在此期间续流二极管VD承受反向电压而关断。②在电源电压负半波（π～2π区间），电感的感应电压使续流二极管VD承受正向电压导通续流，此时电源电压u2＜0，u2通过续流二极管使晶闸管承受反向电压而关断，负载两端的输出电压仅为续流二极管的管压降。如果电感足够大，续流二极管一直导通到下一周期晶闸管导通，使电流id连续，且id波形近似为一条直线。长沙

7、民政职业技术学院电子信息工程系基本的物理量计算长沙民政职业技术学院电子信息工程系长沙民政职业技术学院电子信息工程系1.单结晶体管张驰振荡电路（二）单结晶体管触发电路长沙民政职业技术学院电子信息工程系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

8、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C两端会产生一个锯齿