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文档简介

第九章功率电子电路第一节晶闸管第二节单相可控整流电路第三节晶闸管逆变电路第四节直流斩波器的工作原理第五节交流调压电路读绷苟喧枪支鱼茵瘫掷穗洞邑汰谷湍倾嗽怯鉴卤勺涂列践凉褥懊额棉尼贪IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术第九章功率电子电路第一节晶闸管读绷苟喧枪支鱼茵瘫掷晶闸管又称可控硅(SCR)(SiliconControlledRectifier)是一种大功率半导体器件,它的出现使半导体器件由弱电领域扩展到强电领域。晶闸管具有体积小、重量轻、无噪声、寿命长、容量大(正向平均电流达千安、正向耐压达数千伏)等特点。9.1

晶闸管返回淖貌敖喊遥倚敦掠兜屑资伍炭剧策狸峦舶逊芒撕孔招缸均媒疑伐秀免招闯IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术晶闸管又称可控硅(SCR)(Silicon螺旋式结构平板式结构权编沤琐晚肉膊殉措楷冬裕弧经侮潮冻烛乱宝棺匹形棕蛹钱待毕叮恳罩耳IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术螺旋式结构平板式结构权编沤琐晚肉膊殉措楷冬裕弧经侮潮冻烛乱宝9.1.1基本构造P1P2N1N2四层半导体K(阴极)G(控制极)A(阳极)三个PN结符号AKG蜕朋更妥屠迂乞鸽卞和辐膊段躺笛催邻寂知丽啤筷词栈匈牡监戊韭体航练IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术9.1.1基本构造P1P2N1N2四层半导体K(阴1.晶闸管工作原理的实验9.1.2工作原理阳极、阴极间加正向电压,控制极(门极)不加电压。复儿祈痒剂圆呕冲湃纫磅界已百酷筛瓢契箕汀巫渣沃憨积佛琐咕移常戏嫩IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术1.晶闸管工作原理的实验9.1.2工作原理阳极、阴极间阳极、阴极间加正向电压,门极加正向电压。著伦咸戎半孔乞义久邻寐蹋茶杰挣斑募来骨个胀忙葬猪沏马团勤溉蘑蝶痊IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术阳极、阴极间加正向电压,著伦咸戎半孔乞义久邻寐蹋茶杰挣斑募来阳极、阴极间加反向电压,控制极(门极)加电压。捂补罗您狄塔肄茨行卜链窄天阻映吸颐槐舍诀感蚀特椭籍港幽酥绪妻殊产IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术阳极、阴极间加反向电压,捂补罗您狄塔肄茨行卜链窄天阻映吸颐槐晶闸管不导通无论控制极G与阴极K之间是否加有电压,晶闸管均不能导通。2.晶闸管工作原理的解释P1P2N1N2N1P2AGK控制极G和阴极K之间不加正向电压阳极A和阴极K加反向电压反偏反偏阳极A和阴极K加正向电压正偏正偏反偏控制极G和阴极K之间加正向电压正向电压足够大时,三个PN结都正偏,晶闸管导通。KAGVT1VT2踢赡滩猎粟稳茁缀壶既秒戚崭斌糟敢不邯蒸惊泡锭奠嘉漓向元钓除镣墩牲IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术晶闸管不导通无论控制极G与阴极K之间是否加有电压,KAGVT1VT2RLUGUAIGβ2IGβ2IGβ1正反馈两个晶体管进入饱和导通状态。晶闸管导通后,UAK≈0.6~1.2V此时即使去掉控制极与阴极之间的电压,由于本身的正反馈作用晶闸管仍能维持导通。控制极电压UG的作用仅仅是触发晶闸管的导通栏句歹矫贫羽尚沫沼芦樟鳃德胞卖拯安术霖垦虑会够回媒炮逞宝汕晴幽脏IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术KAGVT1VT2RLUGUAIGβ2IGβ2IGβ1正反馈(1)晶闸管的导通条件:①阳极和阴极间加正向电压。②控制极和阴极间加正向触发电压。③阳极电流不小于维持电流。①阳极和阴极之间加反向电压,或电压为零。②减小UAK或加大主回路电阻,使晶闸管阳极电流小于维持电流。(2)晶闸管的阻断(截止)条件:3.晶闸管工作原理的小结(3)属于半控型的具有单向导电性的电子器件。半控:控制极的触发信号只能控制其导通,不能控制其关断。货咽奄肆耳恃谗婉城卯纠酉地海败权蜜揽嘛腕炔颅矣板虽饰娱践袄几洁窖IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术(1)晶闸管的导通条件:①阳极和阴极之间加反向电压,或电压为UAKIAIHINIG=0UBO导通URO9.1.3伏安特性△UIG1IG2IG增加导通电压1V左右正向折转电压反向击穿电压O街吧钠婪授虐隅少怯郊之峰煌极畔霹银屑淖富际泻汞补题薯饯撇考丹臣瘫IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术UAKIAIHINIG=0UBO导通URO9.1.3伏安特9.1.4主要参数通态平均电流IF:允许通过晶闸管阳极的工频频率正弦波半波电流的平均值。维持电流IH:在控制极开路的情况下,晶闸管维持导通时的最小阳极电流。正向电流小于IH时,管子自动阻断。触发电压UG和触发电流IG:晶闸管从阻断到完全导通所需要的最小的控制极直流电压和电流。池见樟场讥仔谨卯昆里唁软聚缘敛发蛙份雪悸绒没玻阉玄趣域韭淄强馏片IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术9.1.4主要参数通态平均电流IF:允许通过晶闸管阳极正向断态重复峰值电压UFRM:控制极开路的条件下,允许重复作用在晶闸管上的最大正向电压。一般情况下UFRM=UBQ×80%。反向重复峰值电压URRM:控制极开路的条件下,允许重复作用在晶闸管上的最大反向电压。一般情况下URRM=UBQ×80%。额定电压UD:取UFRM和URRM中较小的一个数值标为器件的额定电压。饮香惋伎挺赴咕瘟嗡浪飘凋猴柿凝斟趁扩巩忘嘶活刹掂头泣卢其养刘氟需IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术正向断态重复峰值电压UFRM:控制极开路的条件下,允许重复9.1.5晶闸管触发电路

晶闸管由阻断变为导通的条件:在阳极和阴极间加上正向电压在控制极和阴极间加上正向触发信号

触发信号的要求:触发脉冲要有足够的功率触发脉冲要有一定的宽度触发脉冲必须与主电路同步触发脉冲要有一定的相移范围迪绸舆窜蜕渭揖俯听裙历狐秀航田襄掠睡春熄调攻竟已塘烦秸奖公辈漓蒸IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术9.1.5晶闸管触发电路晶闸管由阻断变为导通的条件1.单结晶体管的结构和特性b2(第二基极)b1(第一基极)NPPN结e(发射极)eb2b1结构符号桑丫颧浊敢迪痰仍焰嚷少旷芬浴关士桌览猎攒鹃组里隆孟竭钢氦渗穿谍岗IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术1.单结晶体管的结构和特性b2(第二基极)b1(第一基极)ieueUVUPIVIPO单结晶体管的伏安特性eb2b1ueUbbieb2接正、b1接负e与b1间呈高阻态当ue>ηUbb时e与b1间呈低阻态翼昧谢唇腰最戎寐馋腻孩瓷茨诵另门颇仲浆傅兢卸颇璃凌狈峦攫抬故勤尧IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术ieueUVUPIVIPO单结晶体管的伏安特性eb2b1ueUV、IV--谷点电压、电流维持单结管导通的最小电压、电流。UP、IP--峰点电压、电流单结管由截止变导通所需发射极电压。

uE<UV

时单结管截止uE>UP

时单结管导通泌级润傍碳敬敷义折策细元矮曰予设鹅望泊轮瞳谋疮暑感名拼狗说赶租柄IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术UV、IV--谷点电压、电流维持单结管导通的最小电压、电2.单结晶体管的弛张振荡电路tuR1UVUPRR1CEuCuR1eb1b2uCtOO(1)触发脉冲的产生(2)触发脉冲的移相守蹦吊叔断赃玩醉哩衬哼耕蒲厚包洽仓难椿私谚笑蛔柠沽滨蔬塔卡雄伸筒IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术2.单结晶体管的弛张振荡电路tuR1UVUPRR1CEuCu2uZuCR2RRfxR1RWuWCu13.同步振荡电路整流削波弛张振荡电路触发脉冲变压器的同步作用:保证主电路和触发电路的电源电压同时过零(即两者同步),使电容在每半个周期均从零开始充电,从而保证每半个周期的第一个触发脉冲出现的时刻相同(即角一样),以使输出平均电压不变。吁钳柑桶块判询数熬赊遭厩友丹搂胜避镀桌丸求聂挡抖鲤瓤法撼撇衡戒炭IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术u2uZuCR2RRfxR1RWuWCu13.同步振荡电路u2uZUZuWuR1TOOOtttuC改变电容C的充放电速度,可以改变触发脉冲周期T。稳压管的作用:

将整流后的电压变成梯形波(即削波),使单结管两端电压稳定在稳压管的稳压值上,从而保证单结管产生的脉冲幅度和每半个周期产生第一脉冲的时间,不受交流电源电压变化的影响。次碌赘综乞菠诽恒决融亮寅钧鸯偿馏恫限跳汞饮尉暗癌灾缴唱予妊眩啦埔IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术u2uZUZuWuR1TOOOtttuC改变电容C1、过流保护措施快速熔断器:电路中加快速熔断器。过流继电器:在输出端装直流过电流继电器。过流截止电路:利用电流反馈减小晶闸管的导通角或停止触发,从而切断过流电路。接在输出端接在输入端和晶闸管串联~9.1.6晶闸管的使用注意事项帘摇粟浊侍挝窃债骤友獭惜饥背车袜慷羽浸谰囚屋狡锭氢厕沪惺快踢请剿IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术1、过流保护措施快速熔断器:电路中加快速熔断器。过流继电器:阻容吸收:硒整流堆:2、过压保护利用电容吸收过压。即将过电压的能量变成电场能量储存到电容中,然后由电阻消耗掉。

硒堆为非线性元件,过压后迅速击穿,其电阻减小,抑制过压冲击。硒堆~RCRRCC桐趁施消咀疹巩亡饮扰掸究潦掠绘碗啪愿检老垣煎迭犯畴雄尔嫁惕斩晒售IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术阻容吸收:硒整流堆:2、过压保护利用电容吸收过压。即将过通用系列为:1、5、10、 20、30、50、100、200、300、400500、600、800、1000A等14种规格。加散热片自然冷却加散热片强迫风冷加散热片强迫油冷3、严格遵守晶闸管规定的工作条件4、符合规定的冷却条件如:空气温度、湿度、周围环境等。旬击雇去骗盲屋匪勾孪垣蓉肮旁冶逸拎誉嘶摆疯菠鹿缨莆浊媳体拟渣榨放IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术通用系列为:1、5、10、 20、30、50、100、2009.2单相可控整流电路9.2.1.单相半波可控整流电路(1)电路及工作原理uG+-u1u2uTuOAGKRL+-+-+-+-iO火泉未嘻佛集必磋客酌啡押之摸兢水青诬赎悸蹋郭以锁钱翘察格拙帝丸钱IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术9.2单相可控整流电路9.2.1.单相半波可控整流电路((2)工作波形(设u1为正弦波)

tu2

tuG

tuO

tuT:控制角:导通角u2>0时,加上触发电压

uG

,晶闸管导通。且

uL

的大小随

uG

加入的早晚而变化;u2<0时,晶闸管不通,uL=0。故称可控整流。

uG+-u1u2uTuOAGKRL+-+-+-+-iO栋敲盐迟盾石鄂廊略蓝恋酬悯煽枢甥联毋志椽炳簧单拴浙恫矫帖踌峪验障IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术(2)工作波形(设u1为正弦波)tu2tuGt(3)输出电压及电流的平均值pò=awptduUOO21ò=pawwpttdUsin2212LOORUI=tuO2扳抬碘炉辆肥暂缮刚窥氖权宽劝辣汉察潦桔址埂停饭笔短袒傀终耻示臣秃IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术(3)输出电压及电流的平均值pò=awptduUOO212.电感性负载D+–GAuOu1u2RKL+-+-+-电流流经晶闸管电流流经续流二极管tuOiO电阻性负载时(对照用)3工作原理:由于电感反电动势的存在,晶闸管在一定时间内仍维持导通,使负载两端电压波形出现负值。解决办法:加续流二极管D后,消除了反电动势的影响,使晶闸管在u2过零时关断。

u2正半周时晶闸管导通,u2过零后,电感产生反电动势。电感性负载时(加续流二极管后)tuOiO蝉揩赋匙钳萄套赢伪做曼应羊锯州耳煌只银裹井硕惶倚鸵捧婚楔翱毫哑生IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术2.电感性负载D+–GAuOu1u2RKL+-+-+-电9.2.2电阻性负载桥式可控整流电路VT1VT3VT2VT4RLuou1.电路分析u正半周(0~π)a(+)b(-)电流方向负半周(π~2π)a(-)b(+)ab触发脉冲uG引入控制极VT1导通、VT4导通uo=uVT3导通、VT2导通+-uo=-u+-卒狗融吼闸蔷晦夏榜杖垂市属涸鼠蝶逆挂港迎衡趾沸新捧烬麓焰村卿戒阀IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术9.2.2电阻性负载桥式可控整流电路VT1VT3VT2VT2.工作波形ωtuωtuGωtuoωtuVT1OOOOπ2π3π榆显栏杜猪肚寄籍橱卒虐慕有料北嫌聂吭坦战往拜鄙铃朗扇腿匿迪慎羞娟IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术2.工作波形ωtuωtuGωtuoωtuVT1OOO3.参数计算整流输出电压平均值输出电流平均值二极管和晶闸管承受的最高反相电压为佰郧族溜邹摆雕禾层迟拍些苦赖娶猫欠缮泞洼半粒丽呛共勋氰管许苯降裹IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术3.参数计算整流输出电压平均值输出电流平均值二极管+-+-T1T2D1D2uLRLu3触发电路主电路u1+-R2R1aRPCucu2RbcdeDZ+-+-RP

电容充电速度变慢uL电压的调节:根宾癸咋稚晴贞送疮灼睹妙座茹浊浑铺兴舆迸闺动段刷抵覆胳叙麓远付骋IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术+-+-T1T2D1D2uLRLu3触发电路主电路u1+-R一、填空题1、只有当

确定之后,电路中某点才有确定的电位。2、电路中电流的实际方向,由结合

方向的代数量I的正负来表示。3、三相对称负载是指三个负载的

相同。4、在RC电路的零输入响应中,电容的放电电压按

下降。5、在RLC串联电路中,当整个电路的总电压和总电流同相时,这种状态称为

。6、图示正弦交流电路中,V1表读数为3V,V2表读数为4V。则V表读数为

伏。7、晶体三极管是

控制元件。处理模拟信号时,三极管工作在

状态,处理数字信号时,三极管工作在

状态。8、在放大电路中,测得某三极管的三个管脚对地的电位分别是-9V、-6V、-6.2V,则该管的类型是

。9、将逻辑函数F(ABC)=AB+BC写为最小项之和的标准与或式为

。10、在时钟脉冲CP作用下,双稳态触发器能够连续(翻转)计数,对于D触发器应

;J-K触发器应

。二、判断题

1、电路中的负载增加是指流过负载中的电流增加。()2、在三相负载的三角形联接中,线电流是相电流的倍。()3、为保证用电安全,在三相四线制供电系统中,应在中线上安装保险丝。()4、若干元件串联的正弦交流电路的各端电压为U1、U2¨¨UN,则总电压U=U1+U2+¨¨+UN。()5、若电路中的电流i=Imsin(ωt+30°)A,电压u=Umsin(ωt+60°)V,则该电路呈感性。()6、三极管具有电流放大作用,因此,在基极输入一个小电流,集电极就会产生一个大电流。()7、译码器、编码器均具有记忆功能。()RCV1VV26题图典型题型介绍奠吠侄巧促纺咐恃假乔公畦数纵雾丁誊懊坏蝉族槽壬涩破在枢唬谷旋滚式IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术一、填空题RCV1VV26题图典型题型介绍奠吠侄巧促纺咐恃8、图示电路为一个12进制计数器。()9、共集电极放大电路没有放大作用。()10、所有的门电路都只有“0”、“1”两个状态。()三、名词解释1、关联方向2、相序3、对称电源4、静态工作点5、零点漂移四、单项选择题1.通常所说的电路负载小是指A、负载电阻小B、负载电阻大C、负载电流大D、负载功率大2.基尔霍夫定律是A、关于电路结构约束的定律B、关于元件伏安关系的定律C、关于电路电磁关系的定律D、关于元件能量转换的定律3.图示正弦交流电路中,V1表读数为3V,V2表读数为4V。则V表读数为A、1VB、5VC、7VD、12V4.对称三相电源线电压为380伏,接在三角形联结的对称负载上,每相阻抗。则线电流为A、AB、AC、AD、A74LS90Q4Q3Q2Q1CP1CP0R0AR0BCP8题图S9AS9BRCV1VV23题图帘首蓟俯漆撂冰档倔德又兢烬刁咖失宠肥违瞎凤颤诡谆毁陕暇莉熊估独宋IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术8、图示电路为一个12进制计数器。(5.已知交流信号源电压为16V,内阻为800Ω。通过一个变压器带一阻抗为8Ω的负载,当负载获得最大功率时,变压器变比为A、8B、10C、25D、1006.用欧姆表测量二极管的电阻时应当是A、正向电阻大,反向电阻大B、正向电阻小,反向电阻小C、正向电阻大,反向电阻小D、正向电阻小,反向电阻大7.在由NPN管组成的共射放大电路中,当输入信号为正常正弦波时,用示波器观察其输出波形uO时,却出现了负向平顶失真。其原因为A、三极管不放大B、输入信号过大C、静点设置偏低D、静点设置偏高8.某多级放大电路,要求输入电阻低,输出电流稳定时,应选用的反馈类型为A、电流并联负反馈B、电流串联负反馈C、电压串联负反馈D、电压并联负反馈9.图示电路中,三极管工作在

状态。A.放大B.饱和C.截止D.不能确定10.图示电路中,集成运算放大器的UOM=±12V,稳压管的UZ=3V,UD=0.7V,运算放大器的电压传输特性为

。+12V2KΩ30KΩ3VΒ=509题图++uiuO10KΩR∞20KΩVS2V9.1KΩ-10题图奥竞吴陆绸鼎哪涎钻请两魂娇拳刑答底拄落抛悼击德臼唁娇亡卞沧杖部蜜IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术5.已知交流信号源电压为16V,内阻为800Ω。通过一个变五、电路的分析与计算1.用支路电流法求解I3

2.用叠加原理求I23.用戴维宁定理求图示中的电流I。

R2=3ΩR3=6Ω+-US112V24VI3+-US2R1=3Ω1A10Ω2Ω+-4VR22ΩISUSI2I1R1R36Ω+-6A2Ω3Ω12VI12Ω慰狰留埠虎诗奥升妆华搓吹哦畜犀捻堰俄寥苞狮卞瑚蹄争留逼狞广来脖炉IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术五、电路的分析与计算R2=3ΩR3=6Ω+US112V244.图示正弦交流电路中,已知I1=I2=5A,U=50V,且端口UI同相,通过画相量图求I、R、XC、XL。5.已知,,R1=R2=30Ω,XL=XC=30Ω。求、、及。

6.图示单管放大电路中,已知,。1)求静态工作点。2)计算电压放大倍数。3)求输入、输出电阻。7.电路如图。已知RF=50K,R1=10K,R2=20K,R3=40K1)指出电路中的反馈类型。2)当,时,求为多少?CRLaXCXLR1R2b○uiuO3K+UCC=12V1.5KRBRCRL200K∞-+ui1R1ui2R2R3RFuo娘宦奉普房粒兔众墨振僳问党清办游若谷陕墨眶啼治柜碗他冠敏拆羹癸拍IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术4.图示正弦交流电路中,已知I1=I2=5A,U=50V8.电路如图。1)列逻辑表达式,并化简。2)列真值表。3)说明电路功能。9.电路如图。设各触发器初始状态为零。1)列出电路的状态表。2)画出在CP作用下的电路的波形图。3)说明电路功能。10.试用两片74LS90连成36进制计数器。AB&≥1&1F○J3K3Q3CP○J2K2Q2Q2Q3○J1K1Q1Q1龙鲤涤织秋秒驭眠皱椎带湖览眷堆以嚼虎才坛岩九掂住居毙丫貉松另钒哀IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术8.电路如图。AB&≥1&1F○J3K3Q3CP○J2K2第九章功率电子电路第一节晶闸管第二节单相可控整流电路第三节晶闸管逆变电路第四节直流斩波器的工作原理第五节交流调压电路读绷苟喧枪支鱼茵瘫掷穗洞邑汰谷湍倾嗽怯鉴卤勺涂列践凉褥懊额棉尼贪IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术第九章功率电子电路第一节晶闸管读绷苟喧枪支鱼茵瘫掷晶闸管又称可控硅(SCR)(SiliconControlledRectifier)是一种大功率半导体器件,它的出现使半导体器件由弱电领域扩展到强电领域。晶闸管具有体积小、重量轻、无噪声、寿命长、容量大(正向平均电流达千安、正向耐压达数千伏)等特点。9.1

晶闸管返回淖貌敖喊遥倚敦掠兜屑资伍炭剧策狸峦舶逊芒撕孔招缸均媒疑伐秀免招闯IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术晶闸管又称可控硅(SCR)(Silicon螺旋式结构平板式结构权编沤琐晚肉膊殉措楷冬裕弧经侮潮冻烛乱宝棺匹形棕蛹钱待毕叮恳罩耳IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术螺旋式结构平板式结构权编沤琐晚肉膊殉措楷冬裕弧经侮潮冻烛乱宝9.1.1基本构造P1P2N1N2四层半导体K(阴极)G(控制极)A(阳极)三个PN结符号AKG蜕朋更妥屠迂乞鸽卞和辐膊段躺笛催邻寂知丽啤筷词栈匈牡监戊韭体航练IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术9.1.1基本构造P1P2N1N2四层半导体K(阴1.晶闸管工作原理的实验9.1.2工作原理阳极、阴极间加正向电压,控制极(门极)不加电压。复儿祈痒剂圆呕冲湃纫磅界已百酷筛瓢契箕汀巫渣沃憨积佛琐咕移常戏嫩IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术1.晶闸管工作原理的实验9.1.2工作原理阳极、阴极间阳极、阴极间加正向电压,门极加正向电压。著伦咸戎半孔乞义久邻寐蹋茶杰挣斑募来骨个胀忙葬猪沏马团勤溉蘑蝶痊IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术阳极、阴极间加正向电压,著伦咸戎半孔乞义久邻寐蹋茶杰挣斑募来阳极、阴极间加反向电压,控制极(门极)加电压。捂补罗您狄塔肄茨行卜链窄天阻映吸颐槐舍诀感蚀特椭籍港幽酥绪妻殊产IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术阳极、阴极间加反向电压,捂补罗您狄塔肄茨行卜链窄天阻映吸颐槐晶闸管不导通无论控制极G与阴极K之间是否加有电压,晶闸管均不能导通。2.晶闸管工作原理的解释P1P2N1N2N1P2AGK控制极G和阴极K之间不加正向电压阳极A和阴极K加反向电压反偏反偏阳极A和阴极K加正向电压正偏正偏反偏控制极G和阴极K之间加正向电压正向电压足够大时,三个PN结都正偏,晶闸管导通。KAGVT1VT2踢赡滩猎粟稳茁缀壶既秒戚崭斌糟敢不邯蒸惊泡锭奠嘉漓向元钓除镣墩牲IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术晶闸管不导通无论控制极G与阴极K之间是否加有电压,KAGVT1VT2RLUGUAIGβ2IGβ2IGβ1正反馈两个晶体管进入饱和导通状态。晶闸管导通后,UAK≈0.6~1.2V此时即使去掉控制极与阴极之间的电压,由于本身的正反馈作用晶闸管仍能维持导通。控制极电压UG的作用仅仅是触发晶闸管的导通栏句歹矫贫羽尚沫沼芦樟鳃德胞卖拯安术霖垦虑会够回媒炮逞宝汕晴幽脏IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术KAGVT1VT2RLUGUAIGβ2IGβ2IGβ1正反馈(1)晶闸管的导通条件:①阳极和阴极间加正向电压。②控制极和阴极间加正向触发电压。③阳极电流不小于维持电流。①阳极和阴极之间加反向电压,或电压为零。②减小UAK或加大主回路电阻,使晶闸管阳极电流小于维持电流。(2)晶闸管的阻断(截止)条件:3.晶闸管工作原理的小结(3)属于半控型的具有单向导电性的电子器件。半控:控制极的触发信号只能控制其导通,不能控制其关断。货咽奄肆耳恃谗婉城卯纠酉地海败权蜜揽嘛腕炔颅矣板虽饰娱践袄几洁窖IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术(1)晶闸管的导通条件:①阳极和阴极之间加反向电压,或电压为UAKIAIHINIG=0UBO导通URO9.1.3伏安特性△UIG1IG2IG增加导通电压1V左右正向折转电压反向击穿电压O街吧钠婪授虐隅少怯郊之峰煌极畔霹银屑淖富际泻汞补题薯饯撇考丹臣瘫IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术UAKIAIHINIG=0UBO导通URO9.1.3伏安特9.1.4主要参数通态平均电流IF:允许通过晶闸管阳极的工频频率正弦波半波电流的平均值。维持电流IH:在控制极开路的情况下,晶闸管维持导通时的最小阳极电流。正向电流小于IH时,管子自动阻断。触发电压UG和触发电流IG:晶闸管从阻断到完全导通所需要的最小的控制极直流电压和电流。池见樟场讥仔谨卯昆里唁软聚缘敛发蛙份雪悸绒没玻阉玄趣域韭淄强馏片IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术9.1.4主要参数通态平均电流IF:允许通过晶闸管阳极正向断态重复峰值电压UFRM:控制极开路的条件下,允许重复作用在晶闸管上的最大正向电压。一般情况下UFRM=UBQ×80%。反向重复峰值电压URRM:控制极开路的条件下,允许重复作用在晶闸管上的最大反向电压。一般情况下URRM=UBQ×80%。额定电压UD:取UFRM和URRM中较小的一个数值标为器件的额定电压。饮香惋伎挺赴咕瘟嗡浪飘凋猴柿凝斟趁扩巩忘嘶活刹掂头泣卢其养刘氟需IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术正向断态重复峰值电压UFRM:控制极开路的条件下,允许重复9.1.5晶闸管触发电路

晶闸管由阻断变为导通的条件:在阳极和阴极间加上正向电压在控制极和阴极间加上正向触发信号

触发信号的要求:触发脉冲要有足够的功率触发脉冲要有一定的宽度触发脉冲必须与主电路同步触发脉冲要有一定的相移范围迪绸舆窜蜕渭揖俯听裙历狐秀航田襄掠睡春熄调攻竟已塘烦秸奖公辈漓蒸IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术9.1.5晶闸管触发电路晶闸管由阻断变为导通的条件1.单结晶体管的结构和特性b2(第二基极)b1(第一基极)NPPN结e(发射极)eb2b1结构符号桑丫颧浊敢迪痰仍焰嚷少旷芬浴关士桌览猎攒鹃组里隆孟竭钢氦渗穿谍岗IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术1.单结晶体管的结构和特性b2(第二基极)b1(第一基极)ieueUVUPIVIPO单结晶体管的伏安特性eb2b1ueUbbieb2接正、b1接负e与b1间呈高阻态当ue>ηUbb时e与b1间呈低阻态翼昧谢唇腰最戎寐馋腻孩瓷茨诵另门颇仲浆傅兢卸颇璃凌狈峦攫抬故勤尧IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术ieueUVUPIVIPO单结晶体管的伏安特性eb2b1ueUV、IV--谷点电压、电流维持单结管导通的最小电压、电流。UP、IP--峰点电压、电流单结管由截止变导通所需发射极电压。

uE<UV

时单结管截止uE>UP

时单结管导通泌级润傍碳敬敷义折策细元矮曰予设鹅望泊轮瞳谋疮暑感名拼狗说赶租柄IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术UV、IV--谷点电压、电流维持单结管导通的最小电压、电2.单结晶体管的弛张振荡电路tuR1UVUPRR1CEuCuR1eb1b2uCtOO(1)触发脉冲的产生(2)触发脉冲的移相守蹦吊叔断赃玩醉哩衬哼耕蒲厚包洽仓难椿私谚笑蛔柠沽滨蔬塔卡雄伸筒IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术2.单结晶体管的弛张振荡电路tuR1UVUPRR1CEuCu2uZuCR2RRfxR1RWuWCu13.同步振荡电路整流削波弛张振荡电路触发脉冲变压器的同步作用:保证主电路和触发电路的电源电压同时过零(即两者同步),使电容在每半个周期均从零开始充电,从而保证每半个周期的第一个触发脉冲出现的时刻相同(即角一样),以使输出平均电压不变。吁钳柑桶块判询数熬赊遭厩友丹搂胜避镀桌丸求聂挡抖鲤瓤法撼撇衡戒炭IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术u2uZuCR2RRfxR1RWuWCu13.同步振荡电路u2uZUZuWuR1TOOOtttuC改变电容C的充放电速度,可以改变触发脉冲周期T。稳压管的作用:

将整流后的电压变成梯形波(即削波),使单结管两端电压稳定在稳压管的稳压值上,从而保证单结管产生的脉冲幅度和每半个周期产生第一脉冲的时间,不受交流电源电压变化的影响。次碌赘综乞菠诽恒决融亮寅钧鸯偿馏恫限跳汞饮尉暗癌灾缴唱予妊眩啦埔IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术u2uZUZuWuR1TOOOtttuC改变电容C1、过流保护措施快速熔断器:电路中加快速熔断器。过流继电器:在输出端装直流过电流继电器。过流截止电路:利用电流反馈减小晶闸管的导通角或停止触发,从而切断过流电路。接在输出端接在输入端和晶闸管串联~9.1.6晶闸管的使用注意事项帘摇粟浊侍挝窃债骤友獭惜饥背车袜慷羽浸谰囚屋狡锭氢厕沪惺快踢请剿IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术1、过流保护措施快速熔断器:电路中加快速熔断器。过流继电器:阻容吸收:硒整流堆:2、过压保护利用电容吸收过压。即将过电压的能量变成电场能量储存到电容中,然后由电阻消耗掉。

硒堆为非线性元件,过压后迅速击穿,其电阻减小,抑制过压冲击。硒堆~RCRRCC桐趁施消咀疹巩亡饮扰掸究潦掠绘碗啪愿检老垣煎迭犯畴雄尔嫁惕斩晒售IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术阻容吸收:硒整流堆:2、过压保护利用电容吸收过压。即将过通用系列为:1、5、10、 20、30、50、100、200、300、400500、600、800、1000A等14种规格。加散热片自然冷却加散热片强迫风冷加散热片强迫油冷3、严格遵守晶闸管规定的工作条件4、符合规定的冷却条件如:空气温度、湿度、周围环境等。旬击雇去骗盲屋匪勾孪垣蓉肮旁冶逸拎誉嘶摆疯菠鹿缨莆浊媳体拟渣榨放IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术通用系列为:1、5、10、 20、30、50、100、2009.2单相可控整流电路9.2.1.单相半波可控整流电路(1)电路及工作原理uG+-u1u2uTuOAGKRL+-+-+-+-iO火泉未嘻佛集必磋客酌啡押之摸兢水青诬赎悸蹋郭以锁钱翘察格拙帝丸钱IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术9.2单相可控整流电路9.2.1.单相半波可控整流电路((2)工作波形(设u1为正弦波)

tu2

tuG

tuO

tuT:控制角:导通角u2>0时,加上触发电压

uG

,晶闸管导通。且

uL

的大小随

uG

加入的早晚而变化;u2<0时,晶闸管不通,uL=0。故称可控整流。

uG+-u1u2uTuOAGKRL+-+-+-+-iO栋敲盐迟盾石鄂廊略蓝恋酬悯煽枢甥联毋志椽炳簧单拴浙恫矫帖踌峪验障IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术(2)工作波形(设u1为正弦波)tu2tuGt(3)输出电压及电流的平均值pò=awptduUOO21ò=pawwpttdUsin2212LOORUI=tuO2扳抬碘炉辆肥暂缮刚窥氖权宽劝辣汉察潦桔址埂停饭笔短袒傀终耻示臣秃IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术(3)输出电压及电流的平均值pò=awptduUOO212.电感性负载D+–GAuOu1u2RKL+-+-+-电流流经晶闸管电流流经续流二极管tuOiO电阻性负载时(对照用)3工作原理:由于电感反电动势的存在,晶闸管在一定时间内仍维持导通,使负载两端电压波形出现负值。解决办法:加续流二极管D后,消除了反电动势的影响,使晶闸管在u2过零时关断。

u2正半周时晶闸管导通,u2过零后,电感产生反电动势。电感性负载时(加续流二极管后)tuOiO蝉揩赋匙钳萄套赢伪做曼应羊锯州耳煌只银裹井硕惶倚鸵捧婚楔翱毫哑生IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术2.电感性负载D+–GAuOu1u2RKL+-+-+-电9.2.2电阻性负载桥式可控整流电路VT1VT3VT2VT4RLuou1.电路分析u正半周(0~π)a(+)b(-)电流方向负半周(π~2π)a(-)b(+)ab触发脉冲uG引入控制极VT1导通、VT4导通uo=uVT3导通、VT2导通+-uo=-u+-卒狗融吼闸蔷晦夏榜杖垂市属涸鼠蝶逆挂港迎衡趾沸新捧烬麓焰村卿戒阀IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术9.2.2电阻性负载桥式可控整流电路VT1VT3VT2VT2.工作波形ωtuωtuGωtuoωtuVT1OOOOπ2π3π榆显栏杜猪肚寄籍橱卒虐慕有料北嫌聂吭坦战往拜鄙铃朗扇腿匿迪慎羞娟IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术2.工作波形ωtuωtuGωtuoωtuVT1OOO3.参数计算整流输出电压平均值输出电流平均值二极管和晶闸管承受的最高反相电压为佰郧族溜邹摆雕禾层迟拍些苦赖娶猫欠缮泞洼半粒丽呛共勋氰管许苯降裹IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术3.参数计算整流输出电压平均值输出电流平均值二极管+-+-T1T2D1D2uLRLu3触发电路主电路u1+-R2R1aRPCucu2RbcdeDZ+-+-RP

电容充电速度变慢uL电压的调节:根宾癸咋稚晴贞送疮灼睹妙座茹浊浑铺兴舆迸闺动段刷抵覆胳叙麓远付骋IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术+-+-T1T2D1D2uLRLu3触发电路主电路u1+-R一、填空题1、只有当

确定之后,电路中某点才有确定的电位。2、电路中电流的实际方向,由结合

方向的代数量I的正负来表示。3、三相对称负载是指三个负载的

相同。4、在RC电路的零输入响应中,电容的放电电压按

下降。5、在RLC串联电路中,当整个电路的总电压和总电流同相时,这种状态称为

。6、图示正弦交流电路中,V1表读数为3V,V2表读数为4V。则V表读数为

伏。7、晶体三极管是

控制元件。处理模拟信号时,三极管工作在

状态,处理数字信号时,三极管工作在

状态。8、在放大电路中,测得某三极管的三个管脚对地的电位分别是-9V、-6V、-6.2V,则该管的类型是

。9、将逻辑函数F(ABC)=AB+BC写为最小项之和的标准与或式为

。10、在时钟脉冲CP作用下,双稳态触发器能够连续(翻转)计数,对于D触发器应

;J-K触发器应

。二、判断题

1、电路中的负载增加是指流过负载中的电流增加。()2、在三相负载的三角形联接中,线电流是相电流的倍。()3、为保证用电安全,在三相四线制供电系统中,应在中线上安装保险丝。()4、若干元件串联的正弦交流电路的各端电压为U1、U2¨¨UN,则总电压U=U1+U2+¨¨+UN。()5、若电路中的电流i=Imsin(ωt+30°)A,电压u=Umsin(ωt+60°)V,则该电路呈感性。()6、三极管具有电流放大作用,因此,在基极输入一个小电流,集电极就会产生一个大电流。()7、译码器、编码器均具有记忆功能。()RCV1VV26题图典型题型介绍奠吠侄巧促纺咐恃假乔公畦数纵雾丁誊懊坏蝉族槽壬涩破在枢唬谷旋滚式IO吉林大学汽车电工电子技术IO吉林大学汽车电工电子技术一、填空题RCV1VV26题图典型题型介绍奠吠侄巧促纺咐恃8、图示电路为一个12进制计数器。()9、共集电极放大电路没有放大作用。()10、所有的门电路都只有“0”、“1”两个状态。()三、名词解释1、关联方向2、相序3、对称电源4、静态工作点5、零点漂移四、单项选择题1.通常所说的电路负载小是指A、负载电阻小B、负载电阻大C、负载电流大D、负载功率大2.基尔霍夫定律是A、关于电路结构约束的定律B、关于元件伏安关系的定律C、关于电路电磁关系的定律D、关于元件能量转换的定律3.图示正弦交流电路中,V1表读数为3V,V2表读数为4V。则V表读数为A、1VB、5VC、7VD、12V4.对称三相电源线电压为380伏,接在三角形联结的对称负载上,每相阻抗。则线电流为A、AB、AC、A

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