电子技术第2版福州大学李少纲电子课件第6章节电力电子技术.ppt

第五节 直流斩波电路 将一个固定的直流电压变换为可调的直流电压，即DC-DC变换 当 高电平，V导通，VD反偏截止，电源E向L、C、R充电 低电平，V截止， L续流，L、C向R放电，VD导通续流 负载电压平均值 负载电流平均值 * 1. 该电路接入电感性负载时，VD1、VD2 便起续流二极管作用。 (2) 2. 由于VT1的阳极和VT2的阴极相连，两管控制极必须加独立的触发信号。 VT1 VT2 VD1 VD2 u uO R L + - + - 与晶闸 管串联 接在输入端 ~ 接在输出端 二、晶闸管的保护 晶闸管承受过电压、过电流的能力很差，即使时间极短，也容易损坏器件。 1.晶闸管的过流保护 （1）快速熔断器保护 快速熔断器有三种接入方式 （2）过流继电器保护 （3）过流截止保护 在输出端(直流侧)或输入端(交流侧)接入过电流继电器，当电路发生过流故障时，继电器动作，使电路自动切断。 在交流侧设置电流检测电路，利用过电流信号控制触发电路。当电路发生过流故障时，检测电路控制触发脉冲迅速后移或停止产生触发脉冲，从而使晶闸管导通角减小或立即关断。 （2） 硒堆保护 2 .晶闸管的过压保护 （1）阻容保护 C R 利用电容吸收过压。其实质就是将造成过电压 的能量变成电场能量储存到电容中，然后释放到电 阻中消耗掉。 R C R C 硒堆保护 (硒整流片) C R ~ R L 晶闸管元件 的阻容保护 三、 单结晶体管触发电路 B2 第二基极 B1 N 欧姆接触 接触电阻 P 发射极E 第一基极 PN结 N型硅片 (a)结构示意图 (b) 符号 B2 E B1 1.单结晶体管 (a)结构示意图 (c)等效电路 (1)结构 ? UE ? UBB+UD = UP 时 PN结反偏，IE很小； PN结导通, IE迅速增加。 UE ? UP时 ? ? – 分压比(0.5~ 0.9) UP – 峰点电压 UD – PN结正向导通压降 B2 B1 UBB E UE + _ + _ RP + _ + _ 等效电路 RB1 RB2 A UBB E UE + _ RP + _ + _ B2 B1 测量单结晶体管的实验电路 （2）单结晶体管的伏安特性 UV、IV(谷点电压、电流): 维持单结管导通的最小 电压、电流。 UP(峰点电压)： 单结管由截止变导通 所需发射极电压。 Ip IV o IE UE UP 峰点电压 UV 谷点电压 V 负阻区 截止区 饱和区 负阻区：UEUP后， 大量空穴注入基区， 致使IE增加、UE反 而下降，出现负阻。 P 1） UE UP时单结管截止； UE UP时单结管导通， UE UV时恢复截止。 单结晶体管的特点 B2 E B1 2）单结晶体管的峰点电压UP与 外加固定电压UBB及分压比? 有关，外加电压UBB或分压比?不同，则峰点电 压UP不同。 3）不同单结晶体管的谷点电压UV和谷点电流IV都 不一样。谷点电压大约在2 ~ 5V之间。常选用 ?稍大一些， UV稍小的单结晶体管，以增大输 出脉冲幅度和移相范围。 2 .单结晶体管振荡电路 单结晶体管弛张振荡电路 单结晶体管弛张 振荡电路利用单结管 的负阻特性及RC电路 的充放电特性组成频 率可调的振荡电路。 ug R2 R1 R U uc E + C + _ _ + _ 50? 100k? 300? 0. 47?F （1）电路 ug R2 R1 R U uC E + C + _ _ + _ 50? 100k? 300? 0. 47?F （2）振荡过程分析 设通电前uC=0。 接通电源U, 电容C经电阻R充电。电容电压uC逐渐升高。 当uC ? UP时,单结管导通,电 容C放电,R1上得到一脉冲电压。 Up Uv Up-UD uC ?t ug ?t 电容放电至 uC ? Uv时，单结管重新关断，使ug?0。 (a) (b) 注意：R值不能选的太小，否则单结管不能关断，电路亦不能振荡。 up uv (c) 电压波形 uC ?t ?t ug O O 主电路 触发电路 u1 + RL R1 R2 RP C R uZ VT1 VD1 VD2 VT2 u2 + – uC + + – R uL + ug + u + ? 3 .单结管触发的半控桥式整流电路 (1)电路 (2) 工作原理 整流削波 U2M 削 波 UZ R u2 + – + – uo + – uZ 整流 U2M ?t O 2 ?t O ?t O (2) 触发电路 UP-UD R1 R2 RP C uc + R ug + uZ