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第5章 可控整流电路 5.1 晶闸管 5.2 单相半控整流电路 5.3 单结晶体管及触发电路 5.4 技能训练:晶闸管触发电路安装与调试 5.1 晶闸管 5.1.1晶闸管的外形与符号 晶闸管又称可控硅，从外形上区分有螺栓式和平板式等。晶闸管的外形及符号如图5-1-1所示。晶闸管有三个电极:阳极A、阴极K、门极G。 5. 1. 2晶闸管的结构及导电特性 1.结构 不论哪种结构形式的晶闸管，管芯都是由四层三端器件(P1,N1,P2, N2)和三端(A、G,K)引线构成。因此它有三个PN结J1 ,J2 ,J3，由最外层的P层和V层分别引出阳极和阴极，中间的P层引出门极，如图5-1-2所示。 下一页 返回 5.1 晶闸管 2.导电特性 单向晶闸管可以理解为一个受控制的二极管，由其符号可见，它也具有单向导电性，不同之处是除了应具有阳极与阴极之间的正向偏置电压外，还必须给控制极加一个足够大的控制电压，在这个控制电压作用下，晶闸管就会像二极管一样导通了，一旦晶闸管导通，控制电压即使取消，也不会影响其正向导通的工作状态。 按图5-1-3连接电路，当两个开关分别处于何种状态时指示灯亮?当两个开关分别处于何种状态时指示灯不亮? 实验说明无控制信号时，指示灯均不亮，即晶闸管不导通(阻断);当阳极、控制极均正偏时，指示灯亮，即晶闸管导通;若二者有一个反偏时指示灯不亮，即晶闸管不导通;指示灯亮后，如果撤掉控制电压，指示灯仍亮，即晶闸管仍然导通。 上一页 下一页 返回 5.1 晶闸管 5. 1. 3晶闸管的伏安特性 在门极电流IG一定的条件下，晶闸管阳极电压UA与阳极电流IA之间的关系，称为晶闸管的阳极伏安特性，如图5-1-4所示。 (1)正向阻断特性。 (2)正向导通特性。 (3)反向特性。 5. 1. 4晶闸管的主要参数 (1)断态重复峰值电压UDRM。 (2)反向重复峰值电压URRM 上一页 下一页 返回 5.1 晶闸管 (3)通态平均电流IT (4)维持电流IH (5)门极触发电压UG。 (6)门极触发电流IG 上一页 返回 5. 2 单相半控整流电路 5. 2. 1单相半波可控整流电路 1.电路结构 单相半波可控整流电路如图5-2-1所示。 2.工作原理 1)两个重要概念 (1)触发延迟角:在晶闸管开始承受正向阳极电压的半周内，加上触发脉冲电压，使晶闸管开始导通的电角度，用a表示，称为触发角或控制角。 (2)导通角:晶闸管在一个电源周期内处于通态的电角度，用e表示。 下一页 返回 5. 2 单相半控整流电路 2)工作原理分析 晶闸管VT视为理想元件，当控制极未加控制电压时，晶闸管VT没有整流输出;当交流电压输入为正半周时，晶闸管VT承受正向电压，如果此时给控制极加上一个足够大的触发信号时，晶闸管VT就会导通，在负载上获得单向脉动整流输出电压;当交流电压经过零值时，流过晶闸管VT的电流小于维持电流，晶闸管VT便自行关断;当交流电压输入为负半周时，晶闸管VT因承受反向电压而保持关断状态，其工作波形如图5-2-2所示。 3)单相半波可控整流电路特点 (1) VT的a移相范围为0~1800. (2)电路结构简单，但输出脉动大，变压器二次侧电流中含直流分量，造成变压器铁芯直流磁化。 上一页 下一页 返回 5. 2 单相半控整流电路 (3)只适用于小容量，重量轻等技术要求不高的场合。 5. 2. 2单相桥式半控整流电路 1.电路结构(见图5-2-3 ) 2.工作原理(见图5-2-4 ) 上一页 返回 5. 3 单结晶体管及触发电路 5. 3. 1单结晶体管 1.单结晶体管的结构与符号 单结晶体管又称为双基极二极管，它的结构及符号如图5-3-1所示。 2.单结晶体管工作特性分析 将单结晶体管按图5-3-2 ( a)接于电路中，观察其特性。首先在两个基极之间加电压UBB.再在发射极E和第一基极B1之间加上电压UE,UE可以用电位器RP进行调节。这样该电路可以等效成图5-3-2 ( b )所示的形式，单结晶体管可以用一个PN结和两个电阻RB1、RB2组成的等效电路替代。 5. 3. 2单结晶体管触发电路 图5-3-3 ( a)是由单结晶体管组成的振荡电路，可从电阻R1上取出脉冲电压ug。 下一页 返回 5. 3 单结晶体管及触发电路 5. 3. 3单结晶体管的保护 (1)在第二基极B2上串联一个限流电阻R2，限制单结晶体管的峰值功率。 (2)电路中的电容C或峰值电压较大时，电容C上应串联一个保护电阻，以保护发射极E不受到电损伤。串联保护电阻的电路如图5-3-4所示。 上一页 返回 5. 4技能训练:晶闸管触发电路安装与调试 一、技能目标 1.能熟练地进行手工焊接操作。 2.能熟练地在万能板上进行合理布局布线。