电力电子技术 教学课件 作者 曾方 第一章.ppt

第1章 单相可控整流电路 1.1 单相整流电路 （1） 普通二极管（General Purpose Diode） 又称整流二极管（Rectifier Diode） 多用于开关频率不高（1kHz以下）的整流电路 其反向恢复时间较长 正向电流定额和反向电压定额可以达到很高 （4）变压器的容量为： S=U2I2=U2I=111×27.75=3.08(kVA) （5）负载电阻的功率为： （6）电路的最大功率因数为： 2．大电感负载 wt1 wt2 当电源电压u2为正半周期时，在wt1时刻给晶闸管V1和V4加上触发脉冲，两管导通，电路输出的电压为ud=u2 当u2过零变负时，因电路中大电感的作用，使电流的变化滞后于电压的变化，电流保持原方向且值不等于零，晶闸管不能关断；这样在电源电压过零后，因V1、V4的继续导通而使输出电压ud波形中出现u2负值部分。 wt1 wt2 在电源电压u2的负半周，晶闸管V2、V3导通，负载上的电流由b点、晶闸管V2、电感L、电阻R、晶闸管V3和a点构成闭合回路。 电感L的平波作用，电流变化缓慢，在电感L足够大的情况下可以近似为一条直线。 变压器二次侧，在整个周期内都有电流流过，电流为正负半周对称的方波。不会产生直流磁化，对电网影响小。由于正负半周都有电流流过，变压器的利用率较高。 负载电流连续时，整流电压平均值 ： 流过每个晶闸管的电流平均值和有效值分别为： 1.2.3 单相半控桥式整流电路 1．自然续流电路 用两个整流二极管D1、D2替代桥式可控制电路中的两个晶闸管 半控桥式整流电路在带电阻性负载时的工作情况与全控桥式整流电路完全相同，各参数的计算也相同，Ud、Id的计算公式和全控桥带电阻性负载时相同。 下面仅讨论大电感负载时的工作情况 在电压u2的正半周、控制角为α时刻触发晶闸V1，则V1和D2因承受正向电压而导通，输出电压为电源电压u2 。 u2下降至零并开始变负时 ，整流桥输出电压为V1与D1串联后正向压管压降，接近于零，所以整流输出电压ud没有负半周，这种现象叫做自然续流，指电路中的电流通过二极管、晶闸管构成回路，使负载上的电流继续导通。 电源正半周，线路中的电流经V2、D2自然续流。输出电流在整流个周期内一直保持连续。 晶闸管在触发时刻换流，二极管则在电源电压过零时换流；由于自然续流的作用，整流输出电压ud的波形与全控桥式整流电路带电阻性负载相同，流过晶闸管和二极管的电流都是宽度为1800的方波与α无关，交流侧电流为正负对称的交变方波 2．二极管续流电路 单相半控桥式整流电路带大电感负载时，虽然本身具有自然续流的能力。但在实际运行中，当突然把控制角α增大到1800以上或突然切断触发电路时，会发生正在导通的晶闸管一直导通，两个二极管轮流导通的现象。此时触发信号对输出电压失去了控制作用，我们把这种现象称之为失控。失控现象在使用中是不允许的，为消除失控，带电感性负载的半控桥式整流电路一般还需另外专门接上一个续流二极管D， 如图所示。 * * 1.1.1 认识电力二极管 1.电力二极管的工作原理 螺栓型 平板型两种 正向电压作用下，PN结导通，正向管压降很小； 反向电压作用下，PN结截止，反向管压降很大。 1.电力二极管的工作原理 1.1.1 认识电力二极管 1.1.1 认识电力二极管 2.电力二极管的伏安特性 I O I F U TO U F U 伏安特性的主要指标： 门槛电压UTO：正向电流IF开始明显增加所对应的电压。 正向电压降UF：与IF对应的电力二极管两端的电压。 承受反向电压时，只有微小而数值恒定的反向漏电流。 4．电力二极管的主要类型 3．电力二极管的主要参数 ①正向平均电流IF(AV)： ②正向压降UF ③反向重复峰值电压URRM ④反向恢复时间trr （2） 快恢复二极管 （Fast Recovery Diode——FRD） 简称快速二极管。从性能上可分为快速恢复和超快速恢复两个等级。前者trr为数百纳秒或更长，后者则在100ns以下，甚至达到20-30ns。 （3）肖特基二极管(DATASHEET) 以金属和半导体接触形成的势垒为基础的二极管称为肖特基势垒二极管（Schottky Barrier Diode ——SBD） 肖特基二极管的弱点 反向耐压提高时正向压降会提高，多用于200V以下； 反向稳态损耗不能忽略，必须严格地限制其工作温度； 肖特基二极管的优点 反向恢