模块1常用半导体器件课件.pptVIP

2.2.3 晶闸管可控整流电路 单相半波可控整流 把不可控的单相半波整流电路中的二极管用晶闸管代替，就成为单相半波可控整流电路 ①阻性负载 ? u uo RL + – + uT + – – T io 在输入交流电压u的正半周时，晶闸管T承受正向电压，如图（a） 假如在t1时刻给控制极加上触发脉冲如图（b）晶闸管导通，负载上得到电压。当交流电压u下降到接近于零值时,晶闸管正向电流小于维持电流而关断。在电压u原负半周时，晶闸管承受反向电压，不可能导通负载电压和电流均为零。 在第二个正半周内，再在相应的t2时刻加入触发脉冲，晶闸管再行导通。这样，在负载RL上就可以得到如图（c）所示的电压波形。图(d）所示的波形为晶闸管所承受的正向和反向电压，其最高正向和反向电压均为输入交流电压的幅值 U。 ? t O 接电阻负载时 单相半波可控整流电路电压、电流波形 ? ? 动画 控制角 ?t1 ? ? t O ? t O ?t2 2? ?t O 导通角 工作波形 整流输出电压及电流的平均值 由公式可知： 改变控制角?，可改变输出电压Uo。 ? u uo R + – + uT + – – L T io D io u 0时： D反向截止，不影响整流电路工作。 u 0时： D正向导通,晶闸管承受反向电压关断,电感元件L释放能量形成的电流经D构成回路(续流),负载电压uo波形与电阻性负载相同(见波形图)。 ②电感性负载(加续流二极管) + – 电路 ? t O ?t O ? t O ?t1 ? ? t O ?t2 2? ? ? 工作波形 当晶闸管刚触发导通时，电感元件中产生阻碍电流变化的感应电动势（其极性在电路图中为上正下负），电路中电流不能跃变，将由零逐渐上升如波形图(a)，当电流到达最大值时，感应电动势为零，而后电流减小，电动势eL也就改变极性，在电路图中为下正上负。此后，在交流电压u到达零值之前，eL和u极性相同，晶闸管当然导通。即使电压u经过零值变负之后，只要eL大于u，晶闸管继续承受正向电压，电流仍将继续流通，如波形图 (a)。只要电流大于维持电流时，晶闸管不能关断，负载上出现了负电压。当电流下降到维持电流以下时，晶闸管才能关断，并且立即承受反向电压，如波形图 (b)所示。 2. 单相半控桥式整流电路 电路 T1和D2承受正向 电压。 T1控制极加触发电压, 则T1和D2导 通，电流的通路为 T1、T2 ?晶闸管 D1、D2?晶体管 a RL D2 T1 b 电压u 为正半周时 io + – + – T1 T2 RL uo D1 D2 a ? u + – b 此时，T2和D1均承受反向电压而截止。 io + – + – T1 T2 RL uo D1 D2 a ? u + – b T2和D1承受正向 电压。 T2控制极加触发电压, 则T2和D1导 通，电流的通路为 电压u 为负半周时 b RL D1 T2 a 此时，T1和D2均承受反向电压而截止。 ? t ? ? t O ?t O 工作波形 2? 动画 ? t O 输出电压的平均值 2.2.4. 晶闸管逆变电路 与整流相对应，能够实现DC-AC变换的电路称为逆变电路。逆变电路分有源逆变和无源逆变。这里只介绍无源逆变电路 交流侧接电网，为有源逆变。交流侧接负载，为无源逆变。 1.　逆变电路的基本工作原理 电路如图所示。S1～S4是桥式电路的4个臂，由电力电子器件及辅助电路组成。S1、S4闭合，S2、S3断开时，负载电压uo为正， S1、S4断开，S2、S3闭合时，uo为负，把直流电变成了交流电。改变两组开关切换频率，可改变输出交流电频率。 2. 晶闸管逆变电路举例 如图（a）是基本的负载换流电路，4个桥臂均由晶闸管组成。整个负载工作在接近并联谐振状态而略呈容性。直流侧串电感，工作过程可认为id 基本没有脉动。 4个臂的切换仅使电流路径改变，负载电流基本呈矩形波。负载工作在对基波电流接近并联谐振的状态，对基波阻抗很大，对谐波阻抗很小，uo波形接近正弦。 t1前：VT1、VT4通，VT2、VT3断，uo、io均为正，VT2、VT3电压即为uo t1时：触发VT2、VT3使其开通，uo加到VT4、VT1上使其承受反压而关断，电流从VT1、VT4换到VT3、VT2。 t1必须在uo过零前并留有足够裕量，才能使换流顺利完成。 电阻负载时，负载电流io和uo的波形相同，相位也相同。阻感负载时，io滞后于uo，波形也不同，如图（b）。 负载换流电路 2.3 任务实施过程 2.3.1 任务分析 根据任务目标，绘制原理框图如图所示。 上图包括调压电路、滤波电路、触发电路。交流220V经过晶闸管调压、滤