电子技术教学课件作者李小龙第11章电力电子技术.ppt

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1、第11章电力电子技术11.1稳压电源11.2晶闸管及其应用11.3交流调压电路11.1稳压电源一般电网供给的都是交流电，将此交流电转换成电子设备所需的直流电，由直流稳压电源提供直流稳压电源的组成框图如图11一1所示，它是由电源变压器、整流器、滤波器和稳压器等四大部分组成。(1)交流电压变换部分:将交流电网提供的交流电变换到电子电路所需要的直流电。同时还可以起到将直流电源与电网相隔离的作用。(2)整流部分:是将变压器变换后的交流电压变为单相的脉动电压。(3)滤波部分:是对整流部分输出的脉动直流电压进行平滑处理，使其成为一个含纹波成分很小的直流电压。(4)稳压部分:将滤波输出的

2、直流电压进行调节，以维持输出电压的基本稳定。由于滤波输出直流电压受温度、负载、电网电压波动等因素的影响很大，所以要设置稳压电路。下一页返回11.1稳压电源11.1.1整流电路整流电路是利用二极管的单向导电性将交流电变换为脉动直流电的电路。根据交流电的相数，整流电路可分为单相整流电路与三相整流电路等，在小功率电路中(1KVA以下)一般采用单相整流，常见的有单相半波、全波和桥式整流。1.单相半波整流电路由整流变压器Tr、整流二极管VD以及负载电阻RL组成，如图11-2(a)所示。单相半波整流电路的优点是结构简单，缺点是输出电压脉动大、整流设备利用率低，一般用于电流较小(几十毫安

3、以下)、对脉动要求不高的场合。上一页下一页返回11.1稳压电源3.单相桥式全波整流电路如图11-3(a)所示，单相桥式全波整流电路由四个整流二极管接成电桥的形式，二极管VD,和VDZ的负极接在一起作为输出端的正极，VD3和VD、的正极接在一起作为输出端的负极。它们相互之间的连接方式以及与电源变压器和负载的连接，必须按照图示方式进行，任何一个二极管的反接均可造成变压器短路烧坏。如图11一3(b)所示为桥式整流电路的简化画法。电压电流波形如图11一4所示。单相桥式整流电路的直流输出电压较高，输出电压脉动较小，而且电源变压器在正、负半周都有电流供给负载，使变压器得到充分利用，效率

4、较高。11.1.2滤波电路为减少负载电压中的交流分量，应在负载与整流电路之同接入滤波电路.上一页下一页返回11.1稳压电源常用的滤波电路有电容滤波、电感滤波及复式滤波电路，其中电容滤波电路是小功率整流电路中的主要滤波形式。1.电容滤波电路电容滤波电路主要利用电容两端电压不能突变的特性，使负载电压波形平滑，故电容应与负载并联。如图11-5(a)所示为单相桥式整流电容滤波电路，与负载并联的是一个大容量滤波电容C。(l)工作原理(2)参数计算根据以上分析可以看出，电容放电时间越慢，输出电压越平滑，其平均值U0越大。(3)输出特性输出电压U0与输出电流I0之间的关系曲线称为输出特性

5、或外特性。上一页下一页返回11.1稳压电源2.电感滤波电路电感滤波主要利用电感中的电流不能突变的特点，使输出电流波形比较平滑，从而达到使输出电压的波形也比较平滑的目的，故电感线圈应与负载串联。如图11-6(a),(b)所示分别为桥式整流电感滤波电路图及滤波输出电压波形图。3.复式滤波电路为了进一步减小输出电压的脉动程度，可以用电容和铁芯电感组成各种形式的复式滤波电路。如图11-7、图11-8所示分别为电感型LC滤波电路和二型滤波电路。电路中，整流输出电压中的交流成分绝大部分降落在电感上，电容C又对交流接近于短路，故输出电压中交流成分很少，几乎是一个平滑的直流电压。上一页下一

6、页返回11.1稳压电源11.1.3稳压电路当整流电路进行了滤波处理后，电压纹波系数减小，得到了波形平滑的直流电，但是很多场合仍然需要进行稳压处理，使得电压基本稳定。所谓稳压，就是将原来不够稳定的电源电压U，通过稳压环节或者稳压电路后变成稳定的直流电压U0，如图11-9所示。串并联稳压电路的原理如图11一10所示。上一页返回11.2晶闸管及其应用11.2.1晶闸管及其特性1.晶闸管的结构、外形与符号晶闸管的结构、外形和符号如图11一11所示。由图可知，晶闸管为四层PNPN结构引出三个电极，分为为阳极A，阴极K和门极G。2.晶闸管的伏安特性晶闸管阳极与阴极之间的电压II、与阳极

7、电流I、的关系曲线称为晶闸管的伏安特性实际的晶闸管伏安特性如图11一12所示，包括正向特性和反向特性两部分。(1)正向特性当晶闸管的阳极和阴极之间加正向电压时，由于门极没有触发，晶闸管只有很小的电流流过，这个电流称为正向漏电流。下一页返回11.2晶闸管及其应用(2)反向特性当晶闸管阳极和阴极之间施加反向电压时，其伏安特性曲线与二极管类似，电流一也很小，称为反向漏电流。3.晶闸管的参数为了正确使用晶闸管，必须了解它的一些主要参数(l)正向重复峰值电压(UDRM)(2)反向重复峰值电压(URRM)(3)正向平均电流IF