电工电子技术（第3版）教学课件作者凌艺春第6章.ppt

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1、第6章电力电子电路6.1晶闸管基本知识6.2晶闸管的典型应用返回6.1晶闸管基本知识6.1.1单向晶闸管I.单向晶闸管的结构单向晶闸管是具有三个PN结的元件。常用的单向晶闸管实物图如图6-3所示。2.单向晶闸管的工作原理单向晶闸管内的三个PN结是由相互交叠的4层P区和N区所构成，如图6-4所示单向晶闸管的三个电极分别是由P1区引出的阳极A，由Nz区引出的阴极K，由P2区引出的控制极G。单向晶闸管的结构和符号如图6-5所示，其工作原理可用实验电路图6-6来说明。下一页返回6.1晶闸管基本知识3.单向晶闸管的波形将一个单向晶闸管VT

2、与负载RL串联，就可控制流过负载的平均电流，其电路如图6-7所示。电路中的输入电压可以是交流电压，也可以是直流电压。下面只讨论交流输入电压。通常用移相角(或触发角)a和导通角e这两个概念来描述单向晶闸管的工作。导通角就是单向晶闸管在一个周期内导通的时间所对应的电角度，移相角就是从单向晶闸管承受正向电压起，到触发导通时所对应的电角度。图6-8为图6-7电路的两个不同移相角所对应的晶闸管电压波形和门极电流波形。由图可见移相角度越大，负载R，两端平均电压就越小。上一页下一页返回6.1晶闸管基本知识4.单向晶闸管的门极特性图6-7电路中

3、，在单向晶闸管的门极G和阴极K上加一电压，就有电流流过，该电流称为门极电流入;。当这个电流达到某值，单向晶闸管就会被触发导通，该值用Icr表示。目前大多数单向晶闸管Icr为0.1一250mA单向晶闸管在门极和阴极之间有一个标准的PN结，因此当流过单向晶闸管的电流达到触发值时，其G极与K极间的电压Ugk为0.6一0.7V5.单向晶闸管的主要参数单向晶闸管的参数很多，普通型单向晶闸管的主要参数如下:(1)额定平均电流IT。在规定的条件下，晶闸管允许通过的50Hz正弦半波电流的平均值。上一页下一页返回6.1晶闸管基本知识(2)正向断态

4、重复峰值电压UdaMo指门极开路，晶闸管结温为额定值，允许重复施加在晶闸管上的正向峰值电压。(3)反向重复峰值电压UaaMo指门极开路，晶闸管结温为额定值，允许重复施加在晶闸管上的反向峰值电压。(4)维持电流IHr;指维持晶闸管导通的最小电流(5)控制极触发电压队:T和触发电流IGT。在规定的条件下，加在控制极上的可以使晶闸管导通的所必需的最小电压和电流。(6)正向平均压降UTo指在规定的条件下，当通过的电流为其额定电流时，晶闸管阳极、阴极间电压降的平均值。上一页下一页返回6.1晶闸管基本知识单向晶闸管的选取主要是按两个条件，第

5、一个条件是要求单向晶闸管的Uanz或Unz的较小值应大于2一3倍电路正常峰值电压;第二个条件是要求单向晶闸管的IT应大于1.5一2倍的流过单向晶闸管的正常工作电流。表6-1为3CT系列部分单向晶闸管型号和主要参数6.1.2单结晶体管1.单结晶体管的结构单结晶体管又称双基极二极管，它在结构上具有一个PN结，但却引出三个电极。图6-10为单结晶体管的示意图、表示符号及等效电路。上一页下一页返回6.1晶闸管基本知识单结晶体管的内部结构是在一块高阻率的N型硅片侧的两端各引出一个电极，分别称为第一基极B!和第二基极Bz。而在基极之间靠近B

6、z处的N型硅片上掺入P型杂质，并引出一个电极，称为发射极E，于是在发射极与硅片的交界处形成一个PN结。单结晶体管发射极与两个基极之间都存在着单向导电性。2.单结晶体管的工作原理单结晶体管伏安特性如图6-11所示3.单结晶体管的基本电路单结晶体管有多种应用，本章就只讨论单结晶体管在晶闸管触发电路中的应用。这一节先简单讲述单结晶体管的基本电路。上一页下一页返回6.1晶闸管基本知识单结晶体管的基本电路(又称为单结晶体管多谐振荡电路)如图6-12所示，它由一个单结晶体管和RC充放电电路组成。接通电源后，在电容C两端可以获得连续的锯齿波电

7、压，在R、两端可以输出正脉冲信号，如图6-13所示。上一页返回6.2晶闸管的典型应用6.2.1可控整流一般晶体管的可控整流电路分为单相和三相两种，由于篇幅有限，本章只介绍单相可控整流电路1.单相半波可控整流电路1)移相角为0

8、来说，其两端电压很小，相当于不工作。下一页返回6.2晶闸管的典型应用而当晶闸管导通后，大多数晶闸管的两端电压为1一2V，门极所接的电阻相当于被短路，不影响负载的正常工作。2)单结晶体管触发电路的单向晶闸管应用电路上述的单向晶闸管应用电路虽然具有电路简单的明显优点