电工高级 整流电路01

1、维修电工理论培训维修电工理论培训 模块二模块二 电工基础知识；电工基础知识； 电子技术知识；电子技术知识； PLC知识。知识。电子技术主要内容：主要内容：第一节第一节 整流电路的组成、作用与分类；整流电路的组成、作用与分类；第二节第二节 单相整流电路；单相整流电路；第三节第三节 三相桥式整流电路三相桥式整流电路；第四节第四节 带平衡电抗器的双反星形整流电路带平衡电抗器的双反星形整流电路；第五节第五节 滤波电路；滤波电路；第六节第六节 稳压电路；稳压电路；第七节第七节 晶闸管；晶闸管；第八节第八节 单相可控整流电路。单相可控整流电路。 整流变压器整流变压器: 将交流电网电压将交流电网电压u1变为

2、合适的交流电压变为合适的交流电压u2。 整流电路整流电路: 将交流电压将交流电压u2变为脉动的直流电压变为脉动的直流电压u3。 滤波电路滤波电路: 将脉动直流电压将脉动直流电压u3转转变为平滑的直流电压变为平滑的直流电压u4。稳稳压电路压电路: 清除电网波动及负载变化的影响清除电网波动及负载变化的影响, ,保持输出电压保持输出电压uo 的稳定。的稳定。第一节第一节 整流电路的组成、作用与分类整流电路的组成、作用与分类整整 流流 电电 路路滤滤 波波 电电 路路稳稳 压压 电电 路路u1u2u3u4uo1 1、整流电路的组成整流电路的组成滤滤 波波 电电 路路稳稳 压压 电电 路路整整 流流 电

3、电 路路68.68.整流电路通常包括整流电路通常包括( )( )、( )( )、( )( )、( )( )等几种。等几种。电源变压器电源变压器整流电路整流电路滤波电路滤波电路稳压电路稳压电路习题习题单相单相三相三相二极管二极管可控硅可控硅半波半波全波全波桥式桥式倍压整流倍压整流把把交流电交流电转变为转变为脉动直流电脉动直流电。3、整流电路分类、整流电路分类：2、整流电路的作用：、整流电路的作用：第一节第一节 整流电路的组成、作用与分类整流电路的组成、作用与分类第二节第二节 单相整流电路单相整流电路一一、单相半波整流电路、单相半波整流电路二二、单相全波整流电路、单相全波整流电路三三、单相桥式整流

4、电路、单相桥式整流电路一、单相半波整流电路一、单相半波整流电路 二极管导通，二极管导通， uo=u2 为分析简单起见，把二极管当作为分析简单起见，把二极管当作理想元件理想元件处理，即二极管处理，即二极管的的正向导通电阻为零正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大反向电阻为无穷大。 二极管截止二极管截止, uo=0+u2 0 时时: :u28.单相半波整流电路的直流输出电压值是交流电压值的单相半波整流电路的直流输出电压值是交流电压值的( )( )倍。倍。A.0.9 B.1.34 C.0.45 D.0-0.45A.0.9 B.1.34 C.0.45 D.0-0.45习题习题C C单相半波整流电路整流管所

5、承受的最高反向电压是单相半波整流电路整流管所承受的最高反向电压是( ) ( ) A. B. C. D.A. B. C. D.29 . 0 U22U26U23UB B二、单相全波整流电路二、单相全波整流电路+原理原理：+ 变压器副边中心抽头，变压器副边中心抽头，感应出两个相等的电压感应出两个相等的电压u2。当当u2正半周正半周时：时： D1导通，导通，D2截止。截止。当当u2负半周负半周时：时： D2导通，导通，D1截止。截止。1 1、结构和工作原理、结构和工作原理u1u2aaTbD1RLuoD2u2bio图图2 单相全波整流电路结构单相全波整流电路结构u2uouD1 t 2 3 4 0uD20

6、 ：uD2 = 2u2忽略二极管正向压降忽略二极管正向压降2、电压波形、电压波形图图2 单相全波整流电路结构单相全波整流电路结构二、单相全波整流电路二、单相全波整流电路u1u2aaTbD1RLuoD2u2bio+ t t t3 3、输出电压平均值（、输出电压平均值（Uo）, ,输出电流平均值（输出电流平均值（Io ) )：u1u2aaTbD1RLuoD2u2biouo 2 0 t二、单相全波整流电路二、单相全波整流电路LLOORURUI29 . 029 . 0 UUO4、二极管上的平均电流及承受的最高反向电压、二极管上的平均电流及承受的最高反向电压u1u2aaTbD1RLuoD2u2bio二极

7、管上的二极管上的平均电流平均电流：二、单相全波整流电路二、单相全波整流电路ODII214、二极管上的平均电流及承受的最高反向电压、二极管上的平均电流及承受的最高反向电压u1u2aaTbD1RLuoD2u2biouD 2 0 t二极管承受的二极管承受的最高反向电压最高反向电压：二、单相全波整流电路二、单相全波整流电路+ 222UUDRM5、特点、特点二、单相全波整流电路二、单相全波整流电路优点：优点：缺点：缺点：输出电压脉动小，整流效率较高。输出电压脉动小，整流效率较高。变压器次级需要中心抽头，二极管承受反向电压高，变压器次级需要中心抽头，二极管承受反向电压高，需选择耐压等级高的二极管。需选择耐

8、压等级高的二极管。单相全波整流电路整流管所承受的最高反向电压是单相全波整流电路整流管所承受的最高反向电压是( )( )A. B. C. D.A. B. C. D. 222U23U26U22UB Bu1u2aaTbD1RLuoD2u2bio图图2 单相全波整流电路结构单相全波整流电路结构思考：思考：单相全波整流电路，若：单相全波整流电路，若：1）其中）其中1个二极管个二极管脱焊脱焊会出现什么问题？会出现什么问题？2）其中）其中1个二极管个二极管极性接反极性接反会出现什么问题？会出现什么问题？3）其中）其中1个二极管个二极管短路短路会出现什么问题？会出现什么问题？u1u2aaTbD1RLuoD2u

9、2bio图图2 单相全波整流电路结构单相全波整流电路结构思考：思考：1）若其中）若其中1个二极管个二极管脱焊脱焊：结论：结论：1）若其中）若其中1个二极管脱焊，全波整流变成半波整流。个二极管脱焊，全波整流变成半波整流。+ Tu1u2aabD1RLuoD2u2bio图图2 单相全波整流电路结构单相全波整流电路结构u1u2aaTbD1RLuoD2u2bio图图2 单相全波整流电路结构单相全波整流电路结构思考：思考：2)若其中若其中1个二极管个二极管极性接反：极性接反：结论：结论：2）若其中）若其中1个二极管极性接反，会出现短路，烧坏二极管甚至个二极管极性接反，会出现短路，烧坏二极管甚至变压器次级线

10、圈。变压器次级线圈。+ +u1u2aaTbD1RLuoD2u2bio图图2 单相全波整流电路结构单相全波整流电路结构u1u2aaTbD1RLuoD2u2bio图图2 单相全波整流电路结构单相全波整流电路结构思考：思考：3)若其中若其中1个二极管个二极管短路：短路：结论：结论：3）若其中）若其中1个二极管极性接反，会出现短路，烧坏二极管甚至个二极管极性接反，会出现短路，烧坏二极管甚至变压器次级线圈。变压器次级线圈。+ +u1u2aaTbD1RLuoD2u2bio图图2 单相全波整流电路结构单相全波整流电路结构u1u2aaTbD1RLuoD2u2bio图图2 单相全波整流电路结构单相全波整流电路结

11、构单相半波和全波整流比较：单相半波和全波整流比较：1）电路结构）电路结构2）输出电压、电流）输出电压、电流4）二极管承受反向电压）二极管承受反向电压u1u2aTbDRLuo图图1 单相半波整流电路结构单相半波整流电路结构3）流过二极管电流）流过二极管电流42.42.图图3 34 4所示接成的整流电路，加上额定输入所示接成的整流电路，加上额定输入电压后，电压后， 的平均值将（的平均值将（ ）。）。A A为为27V 27V B B导致管子烧坏导致管子烧坏C C为为13.5V13.5VD D为为0 0LUA A习题习题三、单相桥式整流电路三、单相桥式整流电路1、结构、结构RLD1D3D2D4u2uo

12、u2uo图图3 单相桥式整流电路结构单相桥式整流电路结构u2D3D2D1D4RLuoab+u1u2正半周时电流通路正半周时电流通路D1 、D4导通，导通， D2、D3截止截止2、原理、原理三、单相桥式整流电路三、单相桥式整流电路u2D3D2D1D4RLuoab图图3 单相桥式整流电路结构单相桥式整流电路结构-+u2负半周时电流通路负半周时电流通路D2、D3 导通，导通， D1 、D4截止截止三、单相桥式整流电路三、单相桥式整流电路2、原理、原理u2D3D2D1D4RLuoabu1图图3 单相桥式整流电路结构单相桥式整流电路结构3、单相桥式整流电路输出波形及二极管上电压波形、单相桥式整流电路输出

13、波形及二极管上电压波形三、单相桥式整流电路三、单相桥式整流电路u2D3D2D1D4RLuoab+-+tuD2,uD3uD1,uD4tuo图图3 单相桥式整流电路结构单相桥式整流电路结构u2t图图4 单相桥式整流电压波形图单相桥式整流电压波形图整流输出电压平均值整流输出电压平均值： 负载电流平均值负载电流平均值:u2ttuo三、单相桥式整流电路三、单相桥式整流电路二极管平均电流：二极管平均电流： 29 . 0 UUoLLOoRURUI29 . 0ODII214 4、有关计算、有关计算4、有关计算、有关计算二极管最大反向电压：二极管最大反向电压：u2ttuD2,uD3uD1,uD4三、单相桥式整流

14、电路三、单相桥式整流电路u2D4D3D2D1RLuoab+-+-22UUDRM5、特点、特点三、单相桥式整流电路三、单相桥式整流电路输出电压脉动小输出电压脉动小；变压器次级没有中心抽头，绕组较少一半，利用效率高变压器次级没有中心抽头，绕组较少一半，利用效率高；二极管承受的反向电压低。二极管承受的反向电压低。6、应用、应用在仪器仪表、通讯、控制装置等设备中应用最为广泛。在仪器仪表、通讯、控制装置等设备中应用最为广泛。思考：思考：单相桥式整流电路，若：单相桥式整流电路，若：1)其中其中1个二极管个二极管脱焊脱焊会出现什么问题？会出现什么问题？2) 其中其中1个二极管个二极管极性接反极性接反会出现什

15、么问题？会出现什么问题？3) 二极管二极管极性接反全部接反极性接反全部接反会出现什么问题？会出现什么问题？Tu0u1u2D3D2D1D4RL图图3 单相桥式整流电路结构单相桥式整流电路结构思考：思考：1)若其中若其中1个二极管个二极管脱焊：脱焊：结论：结论：1)若其中若其中1个二极管脱焊，全波整流变成半波整流；个二极管脱焊，全波整流变成半波整流；u0Tu1u2D3D2D1D4RL图图3 单相桥式整流电路结构单相桥式整流电路结构思考：思考：2)若其中若其中1个二极管个二极管极性接反极性接反：结论：结论：2)若其中若其中1个二极管极性接反，会出现短路，烧坏二极管甚个二极管极性接反，会出现短路，烧坏

16、二极管甚至变压器次级线圈。至变压器次级线圈。Tu0u1u2D3D2D1D4RL图图3 单相桥式整流电路结构单相桥式整流电路结构-+思考：思考：3)若若4个二极管个二极管极性全部接反：极性全部接反：结论：结论：3)若若4个二极管极性全部接反，输出电压极性与原来相反，大个二极管极性全部接反，输出电压极性与原来相反，大小不变。小不变。Tu0u1u2D2D1D4RL图图3 单相桥式整流电路结构单相桥式整流电路结构D3+-+237.237.在单相桥式整流电路中在单相桥式整流电路中, ,如果一支二极管接反如果一支二极管接反, ,则则( )( )。A A将引起电源短路将引起电源短路 B B将成为半波整流电路

17、将成为半波整流电路C C正常工作正常工作 D D仍是全波整流仍是全波整流 A A习题习题单相桥式整流电路整流管所承受的最高反向电压是单相桥式整流电路整流管所承受的最高反向电压是( )( )A. B. C. D.A. B. C. D.222U23U26U22UA A52.52.如图一个变压器、一个硅堆、一个负载、联接成单相桥如图一个变压器、一个硅堆、一个负载、联接成单相桥式整流电路。式整流电路。习题习题53.53.下图是一个不完整的单相桥式整流电路，请补画完整。下图是一个不完整的单相桥式整流电路，请补画完整。习题习题第三节第三节 三相桥式整流电路三相桥式整流电路1 1、电路图电路图三相桥式三相桥

18、式电路图电路图2 2、工作原理、工作原理三相桥式整流电路电压波形三相桥式整流电路电压波形3 3、有关计算、有关计算 LFRMLLLLIIUURUIUU3145. 234. 222第三节第三节 三相桥式整流电路三相桥式整流电路习题习题222U23U26U22U三相桥式整流电路整流管所承受的最高反向电压是三相桥式整流电路整流管所承受的最高反向电压是( )( )A. B. C. D.A. B. C. D. D D习题习题34.34.下图中，变压器副边相电压为下图中，变压器副边相电压为100100伏，负载电阻为伏，负载电阻为5 5欧，欧，求负载电流和二极管的电流。求负载电流和二极管的电流。 UR变压器

19、原边略 34.34.解：解：U UL L=2.34U=2.34U2 2=234V=234V 负载电流负载电流 I IL L=U=UL L/R/RL L=234/5=46.8A=234/5=46.8A 二极管电流二极管电流 I IV V=I=IL L/3=46.8/3=15.6A/3=46.8/3=15.6A第四节第四节 带平衡电抗器的双反星形整流电路带平衡电抗器的双反星形整流电路1 1、电路图电路图 变压器次级有变压器次级有A,BA,B两组绕组两组绕组,A,A组的组的U,V,U,V,W W和和B B组的组的U,V,WU,V,W的相电压大小相等，的相电压大小相等，相位相反（同名端相相位相反（同名

20、端相反）。由于两组绕组都接成星形故称反）。由于两组绕组都接成星形故称“双反星形双反星形”。这解决。这解决了两组电流平衡问题，使两组三相半波整流电路并联工作，了两组电流平衡问题，使两组三相半波整流电路并联工作，特设置了平衡电抗器特设置了平衡电抗器LP,LPLP,LP的两端绕组的中性点的两端绕组的中性点N N和和NN，其中，其中点点O O作为一个输出端接负载作为一个输出端接负载R RL L,6,6个二极管作共阴极连接并接到个二极管作共阴极连接并接到R RL L另一端。另一端。第四节第四节 带平衡电抗器的双反星形整流电路带平衡电抗器的双反星形整流电路2 2、有关计算、有关计算LFRMLLLLIIUU

21、RUIUU3145. 217. 12235.35.带平衡电抗器的双反星形整流电路，输出电流为带平衡电抗器的双反星形整流电路，输出电流为500A500A，输出电压为输出电压为12V12V，计算整流元件的工作电流和整流元件承受，计算整流元件的工作电流和整流元件承受的反向峰值电压。的反向峰值电压。 变压器原边略 TC 35.35.整流元件的工作电流为整流元件的工作电流为 I IV V=500/6=83.3A=500/6=83.3A整流元件承受的反向峰值电压为整流元件承受的反向峰值电压为U URMRM=1.732=1.732* *1.414U1.414U2 2 =1.732=1.732* *1.414

22、1.414* *U UL L/1.17/1.17 =25.1V =25.1V习题习题第五节第五节 滤波电路滤波电路滤波电路的结构特点滤波电路的结构特点: : 电容与负载电容与负载R RL L并联，或电并联，或电感与负载感与负载R RL L串联。串联。交流交流电压电压脉动脉动直流电压直流电压整流整流滤波滤波直流直流电压电压RLLRLC1 1、电容滤波电路、电容滤波电路以单向桥式整流电容滤波为例进行分析，其电路如图以单向桥式整流电容滤波为例进行分析，其电路如图所示。所示。(1)(1)电容滤波原理电容滤波原理a桥式整流电容滤波电路桥式整流电容滤波电路u1u2u1bD4D2D1D3RLuoSCR RL

23、 L未接入时未接入时( (忽略整流电路内阻忽略整流电路内阻) )u2tuot设设t t1 1时刻时刻接通电源接通电源t1整流电路为整流电路为电容充电电容充电充电结束充电结束没有电容没有电容时的输出时的输出波形波形aucu1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC1 1、电容滤波电路、电容滤波电路R RL L接入（且接入（且R RL LC C 较大）时较大）时( (忽略整流电路内阻忽略整流电路内阻) )u1u2u1bD4D2D1D3RLuoSCu2tuot无滤波电容无滤波电容时的波形时的波形加入滤波电容加入滤波电容时的波形时的波形1 1、电容滤波电路、电容滤波电路uotu2上升，上升， u2大于电

24、容大于电容上的电压上的电压uc，u2对电容充电，对电容充电，uo= uc u2u2下降，下降， u2小于电容上的电压。小于电容上的电压。二极管承受反向电压而截止。二极管承受反向电压而截止。电容电容C通过通过RL放电，放电， uc按指数按指数规律下降，时间常数规律下降，时间常数 = RL C1 1、电容滤波电路、电容滤波电路u2tuot只有整流电路输出电只有整流电路输出电压大于压大于uc时，才有充时，才有充电电流。因此二极管电电流。因此二极管中的电流是脉冲波。中的电流是脉冲波。二极管中二极管中的电流的电流u1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC1 1、电容滤波电路、电容滤波电路u2tuot电容

25、充电时，电电容充电时，电容电压滞后于容电压滞后于u u2 2。R RL LC C越小，输越小，输出电压越低。出电压越低。R RL L接入（且接入（且R RL LC C较大）时较大）时 ( (考虑整流电路内阻考虑整流电路内阻) )1 1、电容滤波电路、电容滤波电路u1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC一般取一般取)105(TCRL-( (T T: :电源电压的周期电源电压的周期) )近似估算近似估算: : Uo=1.2U2 Io= Uo/RL(b)(b)流过二极管瞬时电流很大流过二极管瞬时电流很大R RL LC C 越大越大U Uo o越高越高负载电流的平均值越大负载电流的平均值越大; ;整

26、流管导电整流管导电时间越短时间越短i iD D的峰值电流越大的峰值电流越大(2)(2)电容滤波电路的特点电容滤波电路的特点(a)(a)输出电压平均值输出电压平均值U Uo o与时间常数与时间常数R RL LC C有关有关R RL LC C 愈大愈大电容器放电愈慢电容器放电愈慢U Uo o( (平均值平均值) )愈大愈大(c)(c)二极管承受的最高反向电压二极管承受的最高反向电压22UURM2 2、电感滤波电路、电感滤波电路电路结构电路结构: :在桥式整流电路与负载间串入一电感在桥式整流电路与负载间串入一电感L L就构成了电感滤波电路。就构成了电感滤波电路。u2u1RLLuo电感滤波原理电感滤波

27、原理对谐波分量对谐波分量: :f f 越高，越高，X XL L 越大越大, ,电压大部分降在电压大部分降在X XL L上。上。因此，因此，在在输出端得到比较平滑的直流电压。输出端得到比较平滑的直流电压。Uo=0.9U2当忽略电感线圈的直流电阻时，输出平均电压约为：当忽略电感线圈的直流电阻时，输出平均电压约为： u2u1RLLuo对直流分量对直流分量: :X XL L=0 =0 相当于短路相当于短路, ,电压大部分降在电压大部分降在R RL L上上3 3、RCRC 型型滤波器滤波器改善滤波特性的方法：改善滤波特性的方法：采取多级滤波采取多级滤波uoRu2u1C1C2uo1 RLRCRC 型型滤波

28、器滤波器将将RCRC 型型滤波器中的电阻换为电感，变为滤波器中的电阻换为电感，变为LCLC 型型滤波器。滤波器。电容滤波和电感滤波都可以使输出电压变得平滑电容滤波和电感滤波都可以使输出电压变得平滑, ,使输出电压使输出电压提高。（提高。（ ） 六、稳压电路六、稳压电路稳压电路的作用稳压电路的作用: :交流交流电压电压脉动脉动直流电压直流电压整流整流滤波滤波有波纹的有波纹的直流电压直流电压稳压稳压直流直流电压电压串联反馈式稳压电路串联反馈式稳压电路(1)(1)电路结构的一般形式电路结构的一般形式串联式稳压电路的组成：串联式稳压电路的组成：（1 1）基准电压；）基准电压； （2 2）比较放大；）比

29、较放大；（3 3）输出电压取样电路；（）输出电压取样电路；（4 4）调整元件）调整元件UOT+_UI比较放大比较放大基基 准电压准电压UoUo取样取样URFUORL调整元件调整元件+ 因调整管与负载接成射极输出器形式，为深度串联电压负反因调整管与负载接成射极输出器形式，为深度串联电压负反馈，故称之为：馈，故称之为：串联反馈式稳压电路。串联反馈式稳压电路。若因输入电压变化或负载变化而使若因输入电压变化或负载变化而使U UO O加大加大, ,比较放大电路使比较放大电路使U UB1B1变小变小, ,从而使从而使U UO O降低。降低。UOT1+_UI比较放大比较放大基基 准电压准电压Uo取样取样UR

30、FUORL调整元件调整元件+UB1+UIUoRLR3比较放大比较放大串联反馈式稳压电路串联反馈式稳压电路习题习题81.81.带有放大环节的稳压电源，其放大环节的放大倍数越带有放大环节的稳压电源，其放大环节的放大倍数越大，输出电压越稳定。大，输出电压越稳定。( )( )149.149.硅稳压管稳压电路适用于（硅稳压管稳压电路适用于（ ）的场合。）的场合。A. A. 高电压高电压 B. B. 低电压低电压 C. C. 负载大负载大 D. D. 负载小负载小70.70.串联稳压电路应包括这样五个环节：串联稳压电路应包括这样五个环节：( )( )、( )( )、( )( )、( )( )和和( )(

31、)。71.71.在串联稳压电路中在串联稳压电路中, ,如果输入电压上升如果输入电压上升, ,调整管压降调整管压降( )( )，才能保证输出电压，才能保证输出电压( )( )。整流滤波整流滤波取样取样基准基准放大放大调整调整上升跟着上升跟着不变不变D D42.42.请画出串联晶体管稳压电路原理图。请画出串联晶体管稳压电路原理图。习题习题ACD1D2D3D4CTRDwRL4.4.在图在图-12-12稳压电路中，当稳压电路中，当e e2 218V(AC)18V(AC)，UwUw的稳压值是的稳压值是5V5V，I IL L在在10mA10mA30mA30mA变化，若电网电压不变，试估算使变化，若电网电压

32、不变，试估算使IwIw不不小于小于5mA5mA时所需要的时所需要的R R值是多少值是多少? ?选定选定R R后后IwIw最大值是多少最大值是多少? ?习题习题4.4.解：经电容滤波后的电压解：经电容滤波后的电压U Ud d=1.2e=1.2e2 2=1.2=1.218=21.6(V)18=21.6(V)流过流过R R的最大电流值应为：的最大电流值应为：I Iwminwmin+I+ILmaxLmax=5+30=35(mA)=0.035(A)=5+30=35(mA)=0.035(A)因此，因此，R=(UR=(Ud d-U-Uw w)/0.035=(21.6-5)/0.035=474()/0.035

33、=(21.6-5)/0.035=474()最后选定电阻值最后选定电阻值R=460,R=460,则则: :I Iwmaxwmax=(U=(Ud d-U-Uw w)/R-I)/R-ILminLmin=(21.6-5)/460-10=(21.6-5)/460-101010-3-3 =0.0261(A)=26.1(mA) =0.0261(A)=26.1(mA)答：使答：使I Iw w不小于不小于5mA5mA时所需要的时所需要的R R值为值为474,474,选定选定R=460R=460后后I Iw w最大值为最大值为26.1mA26.1mA。习题习题82.82.如何提高稳压电源的温度稳定性如何提高稳压电

34、源的温度稳定性? ?习题习题82.82.答：要提高稳压电源的温度稳定性，关键在于输出电压答：要提高稳压电源的温度稳定性，关键在于输出电压和基准电压相比较部分。这个问题用负反馈解决不了，要用和基准电压相比较部分。这个问题用负反馈解决不了，要用温度补偿的办法。常用的有下列几种方法：温度补偿的办法。常用的有下列几种方法： (1)(1)选用温度系数小的取样电阻。选用温度系数小的取样电阻。如金属膜电阻或锰铜丝如金属膜电阻或锰铜丝绕电阻等。绕电阻等。 (2)(2)补偿比较电压随温度的变化，补偿比较电压随温度的变化，常用与硅稳压管温度系常用与硅稳压管温度系数相反的正向工作的硅二极管进行补偿。数相反的正向工作

35、的硅二极管进行补偿。 (3)(3)补偿补偿UUw w和和UUbezbez随温度的变化。随温度的变化。 (4)(4)利用差分电路进行温度补偿利用差分电路进行温度补偿。1 1. .基本结构基本结构控制极控制极K 阴极阴极阳极阳极 P1P2N1N2四四 层层 半半 导导 体体晶闸管是具有三个晶闸管是具有三个PNPN结结的四层结构的四层结构, ,其外形、结构其外形、结构及符号如图。及符号如图。(c) (c) 结构结构(b) (b) 符号符号(a) (a) 外形外形晶闸管的外形、结构及符号晶闸管的外形、结构及符号三三 个个PN PN 结结第七节第七节 晶闸管晶闸管P1P2N1N2K GA晶闸管相当于晶闸

36、管相当于PNPPNP和和NPNNPN型两个晶体管的组合型两个晶体管的组合KA T2T1_P2N1N2IGIAP1N1P2IKGPPNNNPAGK1.1.基本结构基本结构 T1T22 2、工作原理、工作原理G2Bii 1BG22Ciii 在极短时间内使两个在极短时间内使两个三极管均饱和导通，此三极管均饱和导通，此过程称触发导通。过程称触发导通。211CCii 2BG21ii 形成正反馈过程形成正反馈过程EGEA+_RGi2BiG21iG2i晶闸管导通后，去掉晶闸管导通后，去掉E EG G ，依靠正反馈，仍可维持导依靠正反馈，仍可维持导通状态。通状态。G2Bii 1BG22Ciii 211CCii

37、 2BG21ii 形成正反馈过程形成正反馈过程2 2、工作原理、工作原理GEA+_R T1T2Gi2BiGi21Gi2EG晶闸管导通的条件：晶闸管导通的条件：1.1.晶闸管阳极电路晶闸管阳极电路( (阳极与阴极之间阳极与阴极之间) )施加正向电压。施加正向电压。2.2.晶闸管控制电路晶闸管控制电路( (控制极与阴极之间控制极与阴极之间) )加正向电压或正向脉加正向电压或正向脉冲冲( (正向触发电压正向触发电压) )。晶闸管导通后，控制极便失去作用。晶闸管导通后，控制极便失去作用。依靠正反馈，依靠正反馈，晶闸晶闸管仍可维持导通状态。管仍可维持导通状态。晶闸管关断的条件：晶闸管关断的条件： 必须使

38、可控硅阳极电流减小必须使可控硅阳极电流减小, ,直到正反馈效应不能维持。直到正反馈效应不能维持。 将阳极电源断开或者在晶闸管的阳极和阴极间加反相电压将阳极电源断开或者在晶闸管的阳极和阴极间加反相电压2 2、工作原理、工作原理习题习题85.85.简述晶闸管的结构和导通条件。简述晶闸管的结构和导通条件。99.99.晶闸管有（晶闸管有（ ）个）个PNPN节，导通时，阳极和阴极的管压节，导通时，阳极和阴极的管压降约为（降约为（ ）V V。3 31 185.185.1）晶闸管有三个极：阳极，阴极和门极。晶闸管的管）晶闸管有三个极：阳极，阴极和门极。晶闸管的管芯是由芯是由PNPNPNPN四层半导体材料组成

39、的。有三个四层半导体材料组成的。有三个PNPN结。结。2 2）晶闸管导通的条件是）晶闸管导通的条件是: :在阳极与阴极间加一个正向电压，在阳极与阴极间加一个正向电压，同时在门极与阴极间也加一个正向电压。关断条件是：阳极同时在门极与阴极间也加一个正向电压。关断条件是：阳极电流（阳极与阴极间的电流）小于维持电流。电流（阳极与阴极间的电流）小于维持电流。普通晶闸管管芯由（普通晶闸管管芯由（ ）层杂质半导体组成。）层杂质半导体组成。A A、1 B1 B、2 C2 C、3 D3 D、4 4D D正向特性正向特性反向特性反向特性URRMUFRMIG2 IG1 IG0 UBRIFUBO正向转折电压正向转折电

40、压IHoUIIG0IG1IG2+_+_反向转折电压反向转折电压正向平均电流正向平均电流维持电流维持电流U3 3、伏安特性、伏安特性)(曲曲线线UfI 4 4、主要参数、主要参数U UFRMFRM: :正向重复峰值电压（晶闸管耐压值）正向重复峰值电压（晶闸管耐压值） 晶闸管控制极开路且正向阻断情况下晶闸管控制极开路且正向阻断情况下, ,允许重复加在晶闸允许重复加在晶闸管两端的正向峰值电压。管两端的正向峰值电压。一般取一般取U UFRM FRM =80%=80%U UB0 B0 ，普通晶闸管，普通晶闸管U UFRMFRM为为100V100V3000V3000VU URRMRRM：反向重复峰值电压反

41、向重复峰值电压 控制极开路时控制极开路时, ,允许重复作用在晶闸管元件上的反向峰值允许重复作用在晶闸管元件上的反向峰值电压。电压。一般取一般取 U URRMRRM =80% =80%U UBRBR，普通晶闸管，普通晶闸管U URRMRRM为为100V100V3000V3000V)(sin21m0mFIttdII I IF F：正向平均电流正向平均电流 环境温度为环境温度为4040 C C及标准散热条件下，晶闸管处于全导通及标准散热条件下，晶闸管处于全导通时可以连续通过的工频正弦半波电流的平均值。时可以连续通过的工频正弦半波电流的平均值。IF t 2 i如果正弦半波电流的最大值为如果正弦半波电流

42、的最大值为I Im m, , 则则普通晶闸管普通晶闸管I IF F为为1A1A1000A1000A。4 4、主要参数、主要参数85.85.将万用表置于将万用表置于R R1k1k或或R R10k10k档，测量晶闸管阳极档，测量晶闸管阳极和阴极之间的正反向阻值时，原则上，其阻值（和阴极之间的正反向阻值时，原则上，其阻值（ ）。）。A.A.越大越好越大越好 B.B.越小越好越小越好 C.C.正向时要小，反向时要大正向时要小，反向时要大61.61.晶闸管晶闸管:习题习题 1 1）晶闸管有三个极：阳极，阴极和门极。晶）晶闸管有三个极：阳极，阴极和门极。晶闸管的管芯是由闸管的管芯是由PNPNPNPN四层半

43、导体材料组成的。有三个四层半导体材料组成的。有三个PNPN结。结。2 2）晶闸管导通的条件是）晶闸管导通的条件是: :在阳极与阴极间加一个正向电压，在阳极与阴极间加一个正向电压，同时在门极与阴极间也加一个正向电压。关断条件是：阳同时在门极与阴极间也加一个正向电压。关断条件是：阳极电流（阳极与阴极间的电流）小于维持电流。极电流（阳极与阴极间的电流）小于维持电流。A A84.84.当当阳极和阴极之间加上正向电压而控制极不加任何信号阳极和阴极之间加上正向电压而控制极不加任何信号时，晶闸管处于（时，晶闸管处于（ ）。）。A A导通状态导通状态 B B关断状态关断状态 C C不确定状态不确定状态 D.

44、D. 通态通态习题习题B BU UF F: :通态平均电压（管压降）通态平均电压（管压降） 在规定的条件下，通过正弦半波平均电流时，晶闸管阳、在规定的条件下，通过正弦半波平均电流时，晶闸管阳、阴极间的电压平均值。一般为阴极间的电压平均值。一般为1V1V左右。左右。I IH H: : 维持电流维持电流 在规定的环境和控制极断路时，晶闸管维持导通状态所在规定的环境和控制极断路时，晶闸管维持导通状态所必须的最小电流。一般必须的最小电流。一般I IH H为几十为几十 一百多毫安。一百多毫安。U UG G、I IG G控制极触发电压和电流控制极触发电压和电流 室温下，阳极电压为直流室温下，阳极电压为直流

45、6V6V时，使晶闸管完全导通所必时，使晶闸管完全导通所必须的最小控制极直流电压、电流。一般须的最小控制极直流电压、电流。一般U UG G为为1 1到到5V5V，I IG G为几为几十到几百毫安。十到几百毫安。4 4、主要参数、主要参数3.3.晶闸管维持电流晶闸管维持电流: :56.56.可控硅控制极触发电压可控硅控制极触发电压: : 在规定的环境温度和控制极断路时，维在规定的环境温度和控制极断路时，维持元件继续导通的最小电流称为维持电流持元件继续导通的最小电流称为维持电流 IH IH ，一般为几十，一般为几十到一百多毫安。其数值与元件的温度成反比。到一百多毫安。其数值与元件的温度成反比。当晶闸

46、管的正向电流小于这个电流时晶闸管将关断。当晶闸管的正向电流小于这个电流时晶闸管将关断。 在规定环境温度和阳极、阴极在规定环境温度和阳极、阴极之间加正向电压条件下之间加正向电压条件下, ,使元件从阻断状态转变为导通状态使元件从阻断状态转变为导通状态所需的最小控制直流电压。所需的最小控制直流电压。 习题习题64.64.晶闸管的断态重复峰值电压晶闸管的断态重复峰值电压U UDRMDRM: : 在控制极断路和晶闸管在控制极断路和晶闸管正向阻断的情况下，可以重复加在晶闸管两端的正向峰值电正向阻断的情况下，可以重复加在晶闸管两端的正向峰值电压，其数值规定比正向转折电压小压，其数值规定比正向转折电压小100

47、100伏。伏。65.65.晶闸管的反向重复峰值电压晶闸管的反向重复峰值电压U URRMRRM: :习题习题 在控制极断路时，可以在控制极断路时，可以重复加在晶闸管元件上的反向峰值电压，其数值规定比反向重复加在晶闸管元件上的反向峰值电压，其数值规定比反向击穿电压小击穿电压小100100伏。伏。在环境温度不大于在环境温度不大于4040度和标准散热及全导通的条件下，晶闸度和标准散热及全导通的条件下，晶闸管元件可以连续通过的工频正弦半波电流（一个周期内）的管元件可以连续通过的工频正弦半波电流（一个周期内）的平均值，称为额定通态平均电流平均值，称为额定通态平均电流I IT T，简称为额定电流。通常，简称

48、为额定电流。通常说的多少安的晶闸管就是指的这个电流。需要指出的是晶闸说的多少安的晶闸管就是指的这个电流。需要指出的是晶闸管的发热主要由通过它的电流有效值决定，对于正弦半波电管的发热主要由通过它的电流有效值决定，对于正弦半波电流其有效值流其有效值IeIe和平均值和平均值I IT T的关系是：的关系是：I IT T=Ie/1.57=Ie/1.5766.66.晶闸管的额定通态平均电流（额定正向平均电流）晶闸管的额定通态平均电流（额定正向平均电流）I IT T: :5 5、晶闸管型号及其含义晶闸管型号及其含义导通时平均电压组别导通时平均电压组别共九级共九级, ,用字母用字母A AI I表示表示0.40

49、.41.2V1.2V额定电压额定电压, ,用百位或千位数表示取用百位或千位数表示取U UFRMFRM或或U URRMRRM较小者较小者额定正向平均电流额定正向平均电流( (I IF F) )（晶闸管类型）（晶闸管类型）P-P-普通晶闸管普通晶闸管K-K-快速晶闸管快速晶闸管S-S-双向晶闸管双向晶闸管 晶闸管晶闸管K P普通型普通型如如KP5-7KP5-7表示额定正向平均电流为表示额定正向平均电流为5A,5A,额定电压为额定电压为700V700V。第八节第八节 单相可控整流电路单相可控整流电路一、单相半波可控整流一、单相半波可控整流1 1、 电阻性负载电阻性负载(1) (1) 电路电路 u 0

50、 时时：若若ug g=0=0，晶闸管晶闸管不导通不导通，。uuu To, 0。0,To uuuu 0 时时: : 晶闸管承受反向电压不导通晶闸管承受反向电压不导通 uo o=0,=0,uT T= =u，故称可控整流。故称可控整流。控制极加触发信号，晶闸管承受正向电压导通控制极加触发信号，晶闸管承受正向电压导通 uuoRL+uT+Tio单相半波可控整流单相半波可控整流(2)(2)工作原理工作原理 t1 2 u 0时时: :。晶晶闸闸管管不不导导通通,0,0g1ut tuuuTo, 0gu tO tOuO接电阻负载时单相半波可控整流电路电压、电流波形接电阻负载时单相半波可控整流电路电压、电流波形

51、控制角控制角 t1 tuO tguO t22 tTuO导通角导通角(3)(3)工作波形工作波形2cos145. 0LLOO RURUI2cos145. 0UUO(4)(4)整流输出电压及电流的平均值整流输出电压及电流的平均值由公式可知：由公式可知： 改变控制角改变控制角 ，可改变输出电压，可改变输出电压U Uo o。 什么叫晶闸管的控制角与导通角，它们与整流输出电压有什么叫晶闸管的控制角与导通角，它们与整流输出电压有何关系何关系? ?习题习题答案答案: : 晶闸管在正向阳极电压下不导通的范围叫控制角，而晶闸管在正向阳极电压下不导通的范围叫控制角，而导通的范围则称为导通角。控制角越小，整流输出电

52、压越高，导通的范围则称为导通角。控制角越小，整流输出电压越高，反之整流输出电压就越低。导通角越小，整流输出电压越低，反之整流输出电压就越低。导通角越小，整流输出电压越低，反之整流输出电压就越高。反之整流输出电压就越高。32.32.由下图画出由下图画出为为6060度时输出电压度时输出电压u uL L及晶闸管电压及晶闸管电压u uT T的波形的波形图。图。 v U1 U2 T uL uT =600 =600 2 4 u2 uL uT 3 习题习题47.47.请画出带有续流二极管的可控硅单相整流电路接线图。请画出带有续流二极管的可控硅单相整流电路接线图。习题习题92.92.在晶闸管可控整流电路中，导

53、通角越大，则输出电压的在晶闸管可控整流电路中，导通角越大，则输出电压的平均值就越小。平均值就越小。( )( )108.108.对于一确定的晶闸管来说，允许通过它的电流平均值对于一确定的晶闸管来说，允许通过它的电流平均值随导电角的减小而（随导电角的减小而（ ）。）。A A增加增加 B. B. 减小减小 C C不变不变习题习题B B二二. .单相半控桥式整流电路单相半控桥式整流电路1 1、电路、电路2 2、工作原理、工作原理T T1 1和和D D2 2承受正向承受正向电压。电压。T T1 1控制极加触发控制极加触发电压电压, ,则则T T1 1和和D D2 2导通，导通，电流的通路为电流的通路为:

54、 :T T1 1、T T2 2 晶闸管晶闸管D D1 1、D D2 2晶体管晶体管aRLD2T1b(1)(1)电压电压u u 为正半周时为正半周时+T1T2RLuoD1D2+此时，此时，T T2 2和和D D1 1均承受反向电压而截止。均承受反向电压而截止。+T1T2RLuoD1D2+T T2 2和和D D1 1承受正向电压。承受正向电压。 T T2 2控制极加触发电压控制极加触发电压, ,则则T T2 2和和D D1 1导通，电流的通路为：导通，电流的通路为：(2)(2)电压电压u u为负半周时为负半周时bRLD1T2a此时，此时，T T1 1和和D D2 2均承受反向电压而截止。均承受反向

55、电压而截止。 tOu tuO tT1uO3 3、工作波形、工作波形2 tguO4 4、输出电压及电流的平均值、输出电压及电流的平均值2cos19 . 0LORURUI2cos19 . 0UUO习题习题39.39.欲装一台白炽灯泡调光电路，需可调的直流电源，范欲装一台白炽灯泡调光电路，需可调的直流电源，范围是：电压：围是：电压：U U0 0=0=0180V180V，电流，电流I I0 0=0=010A10A。现采用单相半控。现采用单相半控桥式整流电路，求最大交流电压和电流的有效值。桥式整流电路，求最大交流电压和电流的有效值。39.39.解：解：设在晶闸管导通角为设在晶闸管导通角为( (控制角为控

56、制角为0)0)时，时，U U0 0=180V=180V，I I0 0=10A=10A，则交流电压的有效值：则交流电压的有效值： U=U U=U0 0/0.9=200V/0.9=200V实际上考虑电网的电压波动、管压降及导通角常常达不到实际上考虑电网的电压波动、管压降及导通角常常达不到180180度，交流电压要比计算值大度，交流电压要比计算值大10%10%，即约，即约220V220V。交流电流有效值：交流电流有效值： I=U/R I=U/RL L=220/(180/10)=12.2A=220/(180/10)=12.2A三、单相桥式全控整流电路三、单相桥式全控整流电路带电阻负载的工作情况带电阻负载的工作情况图图 单相全控桥式电路及波形单相全控桥式电路及波形工作原理及波形分析工作原理及波形分析VTVT1 1和和VTVT4 4组成一对桥臂，在组成一对桥臂，在u u2 2正半周承受电压正半周承受电压u u2 2，得到触发，得到触发脉冲即导通，当脉冲即导通，当u u2 2过零时关断。过零时关断。VTVT2 2和和VTV