电力电子培训

1、1直流设备检修培训电力电子技术电力电子技术2电力电子技术电力电子技术1、概述2、电力电子器件3、二极管整流电路4、晶闸管可控整流电路5、晶闸管的保护和串并联使用6、晶闸管的触发电路7、晶闸管整流装置的逆变工作状态3直直 流流电电 力力交交 流流4电力变换的种类电力变换的种类 交流交流输入输入输出输出直流直流直流直流 交流交流整流整流 直流斩波直流斩波交流电力变换交流电力变换（变频、调压）（变频、调压）逆变（有源逆变）逆变（有源逆变） （无源逆变）（无源逆变）概 述51.控制方式不能不能用用控制信号控制控制信号控制其通断，其通断，不需要不需要驱动电路驱动电路电力二极电力二极管管不控型器件主主电电

2、路路通通 断断电电流流电电压压只有两个端子只有两个端子 电力电子器件一一、分类：分类：61.控制方式半控型器件通过控制信号可控制通过控制信号可控制其导通但其导通但不能不能控制其关断控制其关断晶闸管晶闸管及其派生器及其派生器件件关关 断断主主电电路路电电流流电电压压 电力电子器件一一、分类：分类：71.控制方式全控型器件通过控制信号既可控制通过控制信号既可控制其导通其导通又能又能控制其关断控制其关断绝缘栅双极晶体管绝缘栅双极晶体管电力场效应晶体管电力场效应晶体管电力晶体管电力晶体管自关断器件门极可关断晶闸管门极可关断晶闸管驱驱动动电电路路通通 断断电电流流电电压压 电力电子器件一一、分类：分类：

3、82.驱动信号的性质电流驱动型电压驱动型控控制制端端通通 断断注注入入电电流流 抽抽出出电电流流电压信号电压信号公公共共端端控控制制端端 电力电子器件一一、分类：分类：93.导电方式单极型器件只有一种载流子（多数）参与导电双极型器件电子和空穴两种载流子同时参与导电复合型器件单极型器件和双极型器件集成混合而成一、分类： 电力电子器件10 结构：结构：一个一个PNPN结和两端结和两端引线及封装组成。引线及封装组成。 外形：外形：螺栓型、平板型。螺栓型、平板型。 工作原理：工作原理：与小功率二极与小功率二极管相同。管相同。 电力电子器件二、电力二极管二、电力二极管（功率二极管）11静态特性静态特性电

4、力二极管电力二极管静态特征静态特征伏安特征伏安特征 电力电子器件二、电力二极管二、电力二极管UIIFUF0动态特性动态特性反映通态和断态之间转换过程开关特性12主要参数主要参数正向平均电流正向平均电流IF(AV) 在规定的管壳温度和散热条件下，所允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。 正向压降正向压降UF 在规定的温度下，通过某一指定的稳态正向电流时对应的正向压降。 电力电子器件二、电力二极管二、电力二极管反向重复峰值电压反向重复峰值电压URRM 允许重复施加在电力二极管两端的最高反向峰值电压。13AGK晶闸管外形、结构和电气图形符号 a)外形 b)结构 c)图形符号 a)c)b)外形：螺栓

5、型 平板型P1N1P2N2J1J2J3阳极阳极阴极阴极门极门极 电力电子器件三、晶闸管三、晶闸管（控制极）14常用晶闸管的结构螺栓型晶闸管晶闸管模块平板型晶闸管外形及结构15晶闸管的导通和关断条件实验电路实验电路16导通条件： 阳极与阴极之间加正向电压，同时门极与阴极之间阳极与阴极之间加正向电压，同时门极与阴极之间也加正向电压。也加正向电压。关断条件：阳极电流阳极电流IA小于维持电流小于维持电流IH晶闸管的导通和关断条件实现方法：1）减小阳极电源电压 2）增大阳极回路电阻 3）将阳极电源反向触发对晶闸管的驱动17 1 1） 承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶承受反向电压时，不论门极是否

6、有触发电流，晶 闸管都不可能导通。闸管都不可能导通。 2 2） 承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下 晶闸管才能开通。晶闸管才能开通。3 3）晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用。）晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用。4 4）要使晶闸管关断，只能使晶闸管的阳极电流减小）要使晶闸管关断，只能使晶闸管的阳极电流减小到小于维持电流到小于维持电流 。晶闸管正常工作时的基本特性：晶闸管正常工作时的基本特性：归 纳18 晶闸管的伏安特性IG=00IAUbo正向导通雪崩击穿+UAUDSMUDRMIG1 IG2URRMURSMI IH正向阻断状态正向转折电压硬开通

7、晶闸管的基本特性 静态特性反向阻断状态19晶闸管的基本特性 动态特性反映晶闸管在开通和关断时的动态工作过程。反映晶闸管在开通和关断时的动态工作过程。晶闸管的开通时间约为几微秒 关断时间约几百微秒开关时间：开通时间 ton 关断时间 toff20晶闸管的主要参数 断态重复峰值电压UDRM 在门极断路而结温为额定值时，允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。 取晶闸管的UDRM和URRM中较小的标值作为该器件的额定电压。电压定额额定电压的选取要留有一定裕量，一般取额定电压为正常工作时晶闸管所承受峰值电压的23倍。即

8、即 UTn=（23）UTM UTM 为晶闸管在实际工作中所承受的最大正反向电压21 通态平均电流通态平均电流IT(AV) 在规定的条件下，晶闸管所允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。 电流定额维持电流维持电流 IH 维持晶闸管继续导通所必需的最小阳极电流。 擎住电流擎住电流IL（掣住电流） 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IL约为IH的24倍。晶闸管的主要参数22正弦半波电流波形正弦半波电流波形 ()01sin()2mT AVmIIItdt 通态平均电流通态平均电流IT(A V) 正弦半波电流的有效值正弦半波电流的有效值 201(I

9、 sin)()22mTNmIItdt波形系数波形系数Kf平均值有效值fK则则 正弦半波电流正弦半波电流57. 12IIKAVTTnf）（ 或或 ITn=1.57IT(A V) 即即 100A的晶闸管允许通过的电流有效值为的晶闸管允许通过的电流有效值为157A 晶闸管的主要参数电流定额23注意：注意：管子的发热与有效值有关，要求实际电流有管子的发热与有效值有关，要求实际电流有效值效值IT一定不能大于额定电流有效值一定不能大于额定电流有效值ITn。IT ITn=1.57IT(AV) 故故额定电流的选取要留有一定裕量，一般取1.52倍。即即 IT(AV)=（1.52）57. 1IT IT(AV)57

10、. 1IT 晶闸管的主要参数电流定额24晶闸管的主要参数晶闸管型号的命名方法：晶闸管型号的命名方法：例如：KP100-12G 表示额定电流100A、额定电压1200V、管压降1v的普通型晶闸管。25 晶闸管的工作特点：晶闸管的工作特点：l 晶闸管具有可控的单向导电性正向且受门极控制导通；反向阻断。l晶闸管具有开关作用 阻断开关断开；导通开关闭合。l晶闸管为半控型器件 门极只能控制其导通，无法控制其关断。 归 纳26IGBT单管及模块电力MOSFET常用的典型全控型器件 电力电子器件四、全控型器件271）GTR的结构和工作原理 单管GTR与普通晶体管相同。 具有耐压高、电流大、开关特性好等特点。

11、 通常采用至少由两个晶体管按达林顿接法组成的单元结构。 1 2 采用集成电路工艺将许多这种单元并联而成达林顿模块 。 电力电子器件四、全控型器件1.电力晶体管（GTR）（功率晶体管）28 电力电子器件四、全控型器件1.电力晶体管（GTR）达林顿模块达林顿模块292） GTR的静态特性GTR的输出特性开关状态工作在截止区或饱和区开关过程在截止区或饱和区过渡时，要经过放大区 电力电子器件1.电力晶体管（GTR）30GTR的开关时间在几微秒以内 比晶闸管的开关时间短3） GTR的动态特性 电力电子器件1.电力晶体管（GTR）开通时间ton、关断时间toff反映GTR的开关过程31 最高工作电压 集电

12、极最大允许电流IcM 集电极最大耗散功率PcM 最大允许结温TJM4） GTR的极限参数电力晶体管的最大额定值 电力电子器件1.电力晶体管（GTR）32一次击穿一次击穿集电极电压升高到击穿电压时，集电极电流迅速增大，首先出现的雪崩击穿的现象。二次击穿二次击穿一次击穿发生时未有效限制电流，Ic增大到某个临界点突然急剧上升，电压突然下降的现象。5）二次击穿现象与安全工作区二次击穿会立即导致器件的永久损坏，对GTR危害极大。 电力电子器件1.电力晶体管（GTR）33二次击穿临界线最高工作电压集电极最大电流最大耗散功率5） 二次击穿现象与安全工作区安全工作区GTRGTR工作时不能超过工作时不能超过 电

13、力电子器件1.电力晶体管（GTR）34DGSN沟道DSGP沟道PN+N+N-N+N+N+P沟道SGDuGS导电沟道宽度漏极电流iD电压驱动方式1）结构和工作原理栅极漏极源极简称：功率MOSFET（Power MOSFET） 电力电子器件2.电力场效应晶体管351）结构和工作原理 电力MOSFET导通时只有一种极性的载流子参与导电 电力场效应晶体管（功率MOSFET）电力MOSFET主要是NN沟道增强型沟道增强型单极型晶体管单极型晶体管362）基本特性 静态特征静态特征50403020100 2 4 6 8UGS ID 转移特性转移特性：转移特性转移特性输出特性输出特性DGSUT（开启电压） 电

14、力场效应晶体管（功率MOSFET）37UDS 50403020100 10 20 30 40 50ID UGS =UT=3VUGS =8VUGS =4VUGS =5VUGS =6VUGS =7V 饱和区 非饱和区 截止区 2）基本特性 电力场效应晶体管（功率MOSFET）输出特性输出特性：383）主要参数 最大漏极电流IDM ：表征功率MOSFET电流定额 漏极电压UDS ：表征功率MOSFET电压定额 栅源电压 UGS ： UGS 20V将导致绝缘层击穿 阈值电压（开启电压）UGS（th） ：当UGS UGS（th）时，功率MOSFET导通 通态电阻Ron：反映功率MOSFET的导通损耗 主

15、要优点：开关时间短（ns级）、工作频率高（100kHz以上）、驱动功率小、驱动电路简单、热稳定性好且不存在二次击穿现象等。 主要缺点：通流能力较差，且通态电阻值较大。 电力场效应晶体管（功率MOSFET）39PN+N+N-N+N+N+P缓冲区J2GEJ3J1P+漂移区注入区C集电极发射极栅极GEIDRon+ICIDRNVJI+C+1） 结构和工作原理ECG内部结构断面示意图电气图形符号简化等效电路 电力电子器件四、全控型器件3.绝缘栅双极晶体管（IGBT）栅极发射极集电极402） 基本特性静态特性静态特性O有源区正向阻断区饱和区反向阻断区ICUGE(th)UGEOICURMUFMUCEUGE(

16、th)UGE增加输出特性输出特性分为三个区：正向阻断区、有源区和饱和区。转移特性转移特性IC与UGE间的关系(开启电压UGE(th)转移特性输出特性绝缘栅双极晶体管（IGBT）转移特性转移特性输出特性输出特性41动态特性动态特性开通时间ton 关断时间toff IGBT的开关速度低于功率MOSFET。2） 基本特性绝缘栅双极晶体管（IGBT）423） 主要参数最大集射极间电压UCES 表征IGBT集电极-发射极的耐压能力。等级：600、1000、1200、1400、1700、3300V最大集电极电流 额定直流电流IC和1ms脉宽最大电流ICP最大集电极功耗PCM 正常工作温度下允许的最大耗散功

17、率 IGBT的特性和参数特点 开关速度高，开关损耗小。在电压1000V以上时，开关损耗只有GTR的1/10，与电力MOSFET相当。 相同电压和电流定额时，安全工作区比GTR大，且具有耐脉冲电流冲击能力。通态压降比MOSFET低，特别是在电流较大的区域。输入阻抗高。绝缘栅双极晶体管（IGBT）43二极管整流电路F整流电路整流电路：将交流电变换成为直流电。F整流电路的分类整流电路的分类： 按组成的器件可分为不可控、半控、全控不可控、半控、全控三种。 按电路结构可分为桥式电路桥式电路和零式电路零式电路。 按交流输入相数分为单相电路单相电路和多相电路多相电路。441.电路组成及工作原理变压器变压器T

18、起变换电压起变换电压隔离隔离直流输出电压波形只在交流输入的直流输出电压波形只在交流输入的正半周内出现，故称为单相半波整正半周内出现，故称为单相半波整流电路。流电路。TVDRu1u2uDudidtud002tu2tuD0单相半波整流电路45直流输出电压平均值2.参数计算直流输出电流平均值 IDCddRU 用来反映直流输出大小 TVDRu1u2uDudidUDC= 0.45 U2 流过二极管的电流平均值IV= IDC 二极管所承受的最大反向电压UVM= 22U用来选择二极管的参数 单相半波整流电路46 V1和V3组成一对桥臂， V2和V4组成另一对桥臂。在u2正半周（a+ ，b-)内， V1和V3

19、导通，电流通路为： a V1 Rd V3 b ud = u2在u2负半周（a- ，b+)内， V2和V4导通，电流通路为： b V2 Rd V4 a ud = - u2tt00i2uV1,3t0udid1.电路组成及工作原理单相桥式整流电路47直流输出电压平均值2.参数计算直流输出电流平均值 IDCddRU 用来反映直流输出大小 UDC=2 0.45 U2 =0.9 U2流过二极管的电流平均值IV= IDC /2 二极管所承受的最大反向电压UVM= 22U用来选择二极管的参数 单相桥式整流电路481）电路组成及工作原理共阴极接法导通条件： 三相电源相电压最高者导通。自然换相点：三个相电压正半周

20、的交点u2uaubuc Ot1t2t3 tudO tOiV1 t一周期中： t1 t2期间，V1导通，ud= ua； t2 t3期间，V2导通，ud= ub； t3 t4期间，V3导通，ud= uc。t4三相半波整流电路49直流输出电压平均值2.参数计算直流输出电流平均值 IDCddRU 用来反映直流输出大小 UDC =1.17 U2流过二极管的电流平均值IV= IDC /3 二极管所承受的最大反向电压UVM= 26U用来选择二极管的参数 三相半波整流电路50共阴极组：共阴极组： VT1，VT3，VT5共阳极组共阳极组 ： VT2， VT4，VT6导通顺序导通顺序： V1V2V3V4V5V6自

21、然换相点：自然换相点：共阴极组相电压正半周交点共阳极组相电压负半周交点导通条件：导通条件：共阴极组三相中相电压最高者共阳极组三相中相电压最低者可看作三相半波共阴极接法可看作三相半波共阴极接法电路和三相半波共阳极接法电路和三相半波共阳极接法电路的串联组合。电路的串联组合。 三相桥式整流电路1.电路组成dbacTRdiaiduV1V3V5V6V2V451各二极管管均在自然换相点处换相分析ud 波形，既可从相电压波形分析，也可从线电压波形分析从相电压波形从相电压波形共阴极组导通时，整流输出电压ud1为相电压在正半周的包络线共阳极组导通时，整流输出电压ud2为相电压在负半周的包络线总的整流输出电压 u

22、d= ud1-ud2 是两条包络线的差值从线电压波形从线电压波形第时段：最高、最低相电压分别为 ua、 ub导通管号为V1、V4电流路径为： a V1 Rd V4 b ud = ua-ub=uab输出整流电压ud波形为线电压正半周的包络线时段IIIIIIIVVVI导通管共阴组V1V1V3V3V5V5共阳组V6V2V2V4V4V6整流输出电压 udua-ub=uabua-uc=uacub-uc=ubcub-ua=ubauc-ua=ucauc-ub=ucb2.工作原理三相桥式整流电路bacTRdiaidudV1V3V5V4V6V252直流输出电压平均值3.参数计算直流输出电流平均值 IDCddRU

23、 UDC =21.17 U2=2.34U2流过二极管的电流平均值IV= IDC /3 =0.78U2/Rd二极管所承受的最大反向电压UVM= 2245. 26UU用来反映直流输出大小 用来选择二极管的参数 三相桥式整流电路bacTRdiaidudV1V3V5V4V6V253滤波电路1.滤波的概念滤波电路的作用：滤除脉动直流电压中所含有的交流成分，使输出波形变得平滑。纹波系数：表征输出直流电的平滑程度与脉动大小。DCgfUUU2式中 Uf 直流电压中的脉动峰值； Ug直流电压中的脉动谷值。滤波电路的组成：由电容、电感等储能元件组合而成。滤波电路的种类：电容滤波、电感滤波、型滤波、型滤波等。 越小

24、越好，一般要求 5 %542.电容滤波电路T VRu1u2udC+二极管导电角滤波电路552.电容滤波电路二极管导电角滤波电路562.电容滤波电路工作特点：工作特点：直流输出电压平均值提高；桥式整流电容滤波电路 UDC1.2U2二极管的导电角减小，即 E ，且又有触发脉冲加入时晶闸管才能导通。 当|u2| E 时，id 减小至 0 使晶闸管关断。 1 .带反电动势负载的工作情况68 单相桥式半控整流电路工作特点工作特点u整流输出电压平均值UDC提高了。u输出电流平均值IDC为：u晶闸管的导电角减小，电流幅值增大。 1 .带反电动势负载的工作情况UDCREUIDCDCIDC69v 交流侧由三相电

25、源供电。v 应用于负载容量较大，或要求直流电压脉动较小场合。v 基本电路：三相半波可控整流电路 三相桥式可控整流电路三相可控整流电路基础应用广70自然换相点自然换相点是各相晶闸管能触发导通的最早时刻作为的起点，即 =0。 a =0 时的工作原理分析：时的工作原理分析： ug在自然换相点处加入。 晶闸管就在自然换相点处换相。 ud 波形与二极管整流电路相同。 =0 u2uaubucO tO12321uG tudOOiT1 t t1.带电阻负载的工作情况 三相半波可控整流电路VT1VT2VT3VT171负载电流处于连续和断续之间的临界状态，晶闸管的导通角等于120u2uaubucO t =30tO

26、 tO udiT1 tOuG12231 a =30 时的波形分析：时的波形分析：三相半波可控整流电路1.带电阻负载的工作情况VT1VT2VT3VT1波形演示72 tu2uaubucO =60 tOuG1123 负载电流断续，晶 闸 管 导 通 角 小 于120 。 a 30 的情况：的情况： （设（设a =60 ）u t tOOdiT1VT1VT2VT3三相半波可控整流电路1.带电阻负载的工作情况波形演示73（1） a 30时，负载电流连续，有：cosU17. 1cosU263) t(tdsinU2321U226562DC（2） a 30时，负载电流断续，晶闸管导通角减小，此时有：)6cos(

27、1U675. 0)6cos(1U223) t(tdsinU2321U2262DC 当a =0时，UDC最大，为 UDC= 1.17U2 整流电压平均值的计算：整流电压平均值的计算： 当a =5/6时， UDC = 0， 为最小三相半波可控整流电路2.带电阻负载的参数计算74（1）ud波形是三个相电压的组合（三脉波输出）；（2）30时波形连续，T =120；（3）30时波形断续，T =150-60时波形断续，T =180-6060 时，u ud d波形出现断续（原因：线电压过零，使原导通的晶闸管承受反压而关断。）一旦u ud d降为零，i id d也降为零，波形与ud一样出现断续。当增大到120

28、 时，晶闸管再也无法导通，故max= 120 = 90 时时返回返回 三相桥式全控整流电路1. 带电阻负载时的工作情况max= 90IIIIIIIVVVI881）当a 60 时，ud、 id波形均连续，T=120。2）当a 60 时，ud、id波形均出现断续，使T60 时UDC=2.34U21+cos(+60)90（1）任一时刻必须有两只晶闸管导通才能构成导电回路，且这两只晶闸管必须一只是共阴极组，另一只是共阳极组的。（2）ud波形是线电压的组合，为6脉波输出。（3）60， ud、 id波形连续，T =120 ； 60， ud、 id波形断续， T 30，T = 150-60，T = 180-

29、60，T = 2（120-）移相范围0 1500 1800 12094归纳：三相可控整流电路3.参数计算（电阻负载）半波电路半控桥电路全控桥电路UDC1.17U2cos （30 ）0.5771.17U21+cos(+30 ) （30 ） 2.34U2cos （60 ）2.34U21+cos (+60) （60 ）IdTId/3Id/3Id/3UVM2U62U62cos1U34. 222U695晶闸管的保护与串并联使用过电压过电压外外因过电压因过电压内内因过电压因过电压操作过电压操作过电压雷击过电压雷击过电压换相过电压换相过电压关断过电压1.过电压的产生一、过电压保护962.过电压保护的配置位置

30、网侧网侧阀侧阀侧直流侧直流侧交流侧交流侧整流器整流器晶闸管的保护与串并联使用一、过电压保护97保护原理：利用电容两端电压不能突变的特点吸收尖峰电压。 3.保护措施（1）阻容吸收保护晶闸管的保护与串并联使用一、过电压保护983.保护措施（1）阻容吸收保护晶闸管的保护与串并联使用一、过电压保护交流侧过电压阻容吸收电路的几种接法993.保护措施保护原理：出现过电压时，可通过很大峰值 电流，而电压基本不变。（2）压敏电阻保护非线性元件晶闸管的保护与串并联使用一、过电压保护（类似稳压管）1003.保护措施（2）压敏电阻保护非线性元件晶闸管的保护与串并联使用一、过电压保护交流侧过电压压敏电阻保护的几种接法

31、1013.保护措施 由成组串联的硒整流片构成（3）硒堆保护非线性元件晶闸管的保护与串并联使用一、过电压保护交流侧过电压硒堆保护的几种接法102过电流保护措施及配置过电流保过电流保护措施护措施过电流继电器过电流继电器快速熔断器快速熔断器直流快直流快速开关速开关同时采用几种过电流保护措施同时采用几种过电流保护措施提高可靠性和合理性提高可靠性和合理性过电流过电流短路时的部分短路时的部分区段的保护区段的保护整定在电子电路动整定在电子电路动作之后实现保护作之后实现保护整定在过载时动作整定在过载时动作短路短路过载过载电子电路电子电路作为第一保护作为第一保护措施措施二、过电流保护晶闸管的保护与串并联使用10

32、3当单只晶闸管额定电压小于实际要求时，可将多只同型号晶闸管串联起来使用。实际存在的问题：理想情况：各串联的晶闸管承受的电压相等。 静态不均压问题由于器件静态参数和特性不同而造成动态不均压问题 由于器件动态参数和特性不同而造成晶闸管的保护与串并联使用四、晶闸管的串联应用电压分配不均衡。解决方法：静态均压并联均压电阻Rj动态均压并联均压阻容RC104当单只晶闸管额定电流小于实际要求时，可将多只同型号晶闸管并联起来使用实际存在的问题：因静态和动态特性参数差异导致电流分配不均衡。理想情况：各并联的晶闸管承担的电流相等。晶闸管的保护与串并联使用五、晶闸管的并联应用解决方法：串联均流电阻R串联均流电抗器1

33、05晶闸管串并联使用中应注意：晶闸管的保护与串并联使用五、晶闸管的并联应用（1）即使采取均压、均流措施也不可能保证电压或电流分配绝对均衡，所以元件的额定电压和额定电流应降低。（2）尽量挑选静态及动态参数一致的器件。（3）采用门极强脉冲触发。（4）当需同时串联和并联晶闸管时，通常采用先串后并的方式联接。106一、概述晶闸管的触发电路作用：为晶闸管提供适当的触发电压与触发电流。1）触发脉冲要有足够大的触发电压和电流。（触发电压应在4V以上，10V以下）2）不触发时，触发电路的电压应小于0.150.25V。3）触发脉冲的前沿要陡（小于10 s ）。4）触发脉冲要有足够的宽度。 一般，电阻性负载 tW

34、=30100s 大电感负载 tW=0.51ms5）触发脉冲应与主电路电压同步。 即触发脉冲与主电压保持某种固定的相位关系，保证晶闸管在每周期都以相同的控制角触发导通。6）触发脉冲应有足够的移相范围。1. 对触发电路的要求107一、概述晶闸管的触发电路2. 触发电路的种类分立元件触发电路：简单触发电路 单结管触发电路 正弦波触发电路 锯齿波触发电路集成触发器： KC04移相触发器 TC787移相触发器计算机控制数字触发电路108晶闸管的触发电路3. 几种常见的触发脉冲一、概述109二、单结晶体管触发电路晶闸管的触发电路1. 单结晶体管结构和符号 Rb1+Rb2=Rbb Rbb硅片体电阻，其值约为

35、212k又称为双基极二极管。 110二、单结晶体管触发电路晶闸管的触发电路1. 单结晶体管伏安特性 指发射极电压Ue与发射极电流Ie之间的关系曲线。 即 Ie= f（Ue）三个工作区：截止区、负阻区、饱和区 单结管的导通条件：UeUP（峰点电压）DbbDbb2b1b1bPUUUURRRU 分压比单结管的关断条件：UeUV单结管具有负阻特性。工作特点111二、单结晶体管触发电路晶闸管的触发电路2. 单结管自激振荡电路1）电路组成E的作用充电为电容提供单结管CUbb 2）工作原理 设uc(0)=0，接通电源后，C先充电，充电回路：E+ReCE-，使uc。当uc= UP时，单结管导通，C放电，放电回

36、路：C+VR1C-，使uc。当uc= UV时，单结管截止，C再充电，重复以上过程。 充电放电112二、单结晶体管触发电路晶闸管的触发电路2. 单结管自激振荡电路1）电路组成 2）工作原理3）振荡频率f充= ReC 放=（R1+Rb1）C 振荡周期 T= t充+t放t充= ReCln11 充电放电 振荡频率 f =11lnCR1T1e113二、单结晶体管触发电路晶闸管的触发电路3. 单结管同步触发电路 触发电路主电路同步电源单结管振荡电路ubb 主电路与触发电路必须接在同一电源上同步电源ubb的获得：电源u2同步变压器TS 二极管整流稳压管削波梯形波电压 ubb同步的实现： 主电压u2过零时，正

37、好ubb=0，使每半个周期电容C总是从0开始充电，只要UP及充一定，则C充电达到UP的时间也就一定，即每半个周期发出的第一个触发脉冲的时间t充一定，从而保证了每周期控制角相等，实现同步。移相方法： 改变可调电阻Re，例如 Re充t充UDC 移相范围只有150左右。114二、单结晶体管触发电路晶闸管的触发电路3. 单结管同步触发电路 单结管触发电路的特点： 电路结构简单，实现容易，且功率损耗小，但输出脉冲窄、输出功率小。一般只适合于单相且带电阻负载的可控整流电路，触发50A以下的小功率晶闸管。115移相控制、脉冲形成、脉冲放大、脉冲输出、同步电压。三、正弦波和锯齿波触发电路晶闸管的触发电路 组成

38、环节：同步电压：实现触发脉冲与主电路的同步。移相控制：实现触发脉冲的移相。脉冲输出环节中脉冲变压器：降低脉冲电压而增大脉冲电流； 主电路与触发电路之间进行电气隔离； 多相电路中各相触发电路之间相隔离。116三、正弦波和锯齿波触发电路晶闸管的触发电路1. 正弦波同步触发电路 117三、正弦波和锯齿波触发电路晶闸管的触发电路1. 正弦波同步触发电路 移相控制环节UC0 tuB10 tug0作用：作用：改变UC的大小及极性实现触发脉冲的移相。us如UC0时，UC触发脉冲前移118三、正弦波和锯齿波触发电路晶闸管的触发电路2. 锯齿波同步触发电路 119三、正弦波和锯齿波触发电路晶闸管的触发电路3.

39、集成触发电路 u1u15180KC04集成移相触发电路集成移相触发电路A相ug1ug43块块KC04+1块块KC41（六路双脉冲形成电路）（六路双脉冲形成电路）供给三相全控桥电路触发供给三相全控桥电路触发120三、正弦波和锯齿波触发电路晶闸管的触发电路3. 集成触发电路 TC787集成移相触发电路集成移相触发电路 主要应用于三相可控整流电路，具有功耗低、功能强、移相范围宽、外接元件少、抗干扰能力强、安装调试方便、可靠性高等优点。如用于三相全控桥电路触发只需一块TC787即可。1211.1.什么是逆变？什么是逆变？逆变把直流电变换成交流电。v有源逆变电路交流侧和电网连结。 直流交流 交流电网 v

40、无源逆变电路交流侧直接接到负载。v 直流交流 负载既可工作在整流状态又可工作在逆变状态的晶闸管电路称为变流电路变流电路（变流器）。 有源逆变的概念122 在变流电路中整流和逆变、交流和直流在变流器中相互联系着，并在一定的条件下可以相互转化。故其工作原理、分析方法、工作特点和参量计算上与整流电路密切相关。应注意： 两种不同工作状态电能的传递方向 两种不同工作状态的转化条件 有源逆变的概念1.1.什么是逆变？什么是逆变？123REEI21 电能：电源E1电源E21）E1与E2同极性相连，当 E1E2时 回路中电流 I为：REEI12电能：电源E2电源E1 2）E1与E2同极性相连，当E2E1时回路

41、中电流I为：3）E1与E2反极性相连（顺向串联） 回路中电流I为：REEI21短路不允许不允许2. 两个电源之间电能的流转关系 有源逆变的概念124结论：（1）两个电动势同极性相连时，电流大小取决于电动势之差与电路的总电阻，电流的方向总是从电动势高的流向电动势低的。由于电路总电阻很小，即使很小的电势差，亦可产生足够大的电流，形成两个电动势间足够大的能量交换。（3）两电源反极性相连（顺向串联）时，形成电源间短路故障，应予避免。 （2）电流从电动势的正极流出者，该电动势输出电功率；电流从电动势的正极流入者，该电动势吸收电功率。 有源逆变的概念2. 两个电源之间电能的流转关系1253. 逆变产生条件

42、 有源逆变的概念（1）E，则REUIdd（2）90时，逆变工作状态。若UdUd。 外部条件外部条件（2）变流器必须工作在90的区域，使Ud的极性与整流时相反， 即Ud0。 内部条件内部条件1273. 逆变产生条件 有源逆变的概念 半控桥或有续流二极管的电路，因其整流电压ud不能出现负值，也不允许直流侧出现负极性的电动势，故不能实现有源逆变。 要实现有源逆变，必须采用全控电路。1281. 三相半波电路工作原理1）E时，电流Id为： 交流电网蓄电池功率功率三相整流电路的有源逆变工作状态三相整流电路的有源逆变工作状态1291. 三相半波电路工作原理2）90，工作在逆变状态 RU-EIdd=当E Ud时，电流Id为： 交流电网 蓄电池功率功率逆变角逆变工作状态下的控制角+=180