《交流电压调节电路》课件.ppt

交流电压调节电路：原理与应用本课件旨在全面介绍交流电压调节电路的基本原理、应用场景及设计方法。通过本课件的学习，您将能够掌握各种交流调压电路的结构、工作原理，并能进行实际应用电路的设计与调试。让我们一起探索交流电压调节电路的奥秘！

课程学习目标1理解基本概念掌握交流调压电路的基本概念、类型和特点，为后续学习打下坚实基础。2掌握工作原理深入理解各种交流调压电路的工作原理，能够进行电路分析和计算。3具备设计能力能够根据实际需求，设计满足特定要求的交流调压电路。4提升实践技能通过实验和案例分析，提升电路调试和故障排除能力。

课程内容概述基础理论介绍交流调压的基本概念、可控硅的工作原理及触发方式等。电路分析详细分析单相半波、全波可控整流电路的工作原理、波形及数学模型。应用设计讲解交流调压器的实际应用电路、触发电路设计及各种保护电路设计。实践技能通过实验测试、故障分析及维修技巧，提升实践操作能力。

交流调压的基本概念交流调压是指通过改变交流电压有效值来调节负载功率的一种技术。它广泛应用于照明、电机调速、电炉温控等领域。交流调压电路主要由可控硅等电力电子器件组成，通过控制其导通角来调节输出电压。与传统的变压器调压相比，交流调压具有无触点、响应速度快、调节范围广等优点。根据控制方式的不同，交流调压可分为相位控制调压和斩波控制调压等。理解交流调压的基本概念是学习后续内容的前提，也是掌握交流调压技术的关键。

交流调压的应用场景照明调光通过调节电压改变灯泡亮度，实现节能和营造氛围。电机调速控制电机转速，适应不同负载需求，提高生产效率。电炉温控精确控制电炉温度，保证工艺要求，节约能源。加热控制适用于各种加热设备，如电热水器、电暖器等，实现温度调节。

单相交流调压电路的基本类型单相半波调压电路结构简单，但输出电压波形不对称，谐波含量高。单相全波调压电路输出电压波形对称，谐波含量相对较低，应用广泛。双向可控硅调压电路采用双向可控硅，简化电路结构，提高控制性能。交流斩波调压电路通过开关器件快速切换，实现电压调节，效率较高。

可控硅的工作原理可控硅（SCR）是一种具有三个PN结的四层半导体器件，具有单向导通特性。它有三个极：阳极（A）、阴极（K）和门极（G）。当阳极电压高于阴极电压时，且门极施加正向触发信号，可控硅由阻断状态转为导通状态。导通后，即使门极信号消失，只要阳极电流大于维持电流，可控硅仍保持导通状态。可控硅的关断需要通过降低阳极电流至低于维持电流或施加反向电压来实现。理解可控硅的工作原理是掌握交流调压电路的基础。

可控硅的伏安特性电压（V）电流（A）可控硅的伏安特性曲线反映了其电压与电流之间的关系。曲线可分为正向阻断区、导通区和反向阻断区。在正向阻断区，可控硅承受正向电压，但未触发导通，电流很小。在导通区，可控硅处于导通状态，电压降很小，电流很大。在反向阻断区，可控硅承受反向电压，电流也很小。伏安特性是可控硅的重要参数，用于电路设计和性能分析。

可控硅的触发方式RC触发利用电阻和电容的充放电特性产生触发脉冲，电路简单，成本低。UJT触发利用单结晶体管的负阻特性产生触发脉冲，触发可靠性高。集成电路触发采用专用集成电路产生触发脉冲，控制精度高，功能丰富。数字电路触发采用微处理器或单片机控制触发，灵活性高，可实现复杂控制策略。

单相半波可控整流电路原理单相半波可控整流电路是最简单的交流调压电路之一。它由一个可控硅和一个负载电阻组成，输入为单相交流电压。在正半周，当可控硅门极接收到触发信号时，可控硅导通，负载电阻上有电流流过。在负半周，可控硅截止，负载电阻上无电流流过。通过调节触发信号的相位，可以改变可控硅的导通角，从而调节输出电压的有效值。单相半波可控整流电路的缺点是输出电压波形不对称，谐波含量高。

单相半波可控整流电路波形分析1输入电压波形标准的正弦波形，周期为T。2触发脉冲波形在每个正半周的特定相位角α处产生触发脉冲。3输出电压波形在α到π之间与输入电压波形相同，其余时间为零。4输出电流波形与输出电压波形形状相同，幅值与负载电阻有关。

单相半波可控整流电路数学推导设输入电压为u=U_m*sin(ωt)，触发角为α，负载电阻为R。则输出电压的平均值为：U_d=(1/2π)∫[α,π]U_m*sin(ωt)d(ωt)=(U_m/2π)*(1+cosα)输出电流的平均值为：I_d=U_d/R=(U_m/2πR)*(1+cosα)通过改变触发角α，可以调节输出电压和电流的平均值。数学推导为电路设计和参数计算提供了理论依据。

单相半波可控整流的控制角概念控制角（α）是指从交流电压过零点到可控硅触发脉冲的起始点之间的时间间隔对应的角度。控制角是调节输出电压的关键参数。控制角越大，可控硅的导通时间