电工学第11章电力电子技术.ppt

第 11 章 电力电子技术 11.1 晶 闸 管 * 电子技术 * *大连理工大学电气工程系 第11章 电力电子技术 11.1 晶闸管 11.2 可控整流电路 *11.3 交流调压电路 *11.4 直流调压电路 *11.5 逆变电路 *11.6 晶闸管触发电路 下一章 上一章 返回主页 一、普通晶闸管 图形符号 P N P N G （控制极 或门极） K（阴极） A（阳极） A K G 1. 基本结构 2. 工作原理 (1) uG≤0 时 无论 uA 0 或 uA＜0，晶闸管均截止。 P N P N G K A ＋ uA － ＋ uG － A G K ＋ uA － ＋ uG － PNP 管 NPN 管 A G K ＋ uA － ＋ uG － (2) uA 0，uG 0 时 iG → iB1→ T1 导通 → iC1= iB2 →T2 导通 →iB1 = iG＋iC2 → T1 进一步导通 由于 iB1≈iC2，可使 iG = 0。 T2 T1 iG iB1 iB2= iC1 iA= iE2 iC2 形成正反馈 管子迅速导通。 (3) 晶闸管导通后 若 uA 0，uG≤0， 管子会继续导通。 A G K ＋ uA － ＋ uG － T2 T1 iG iB1 iB2= iC1 iA= iE2 iC2 (4) 晶闸管由导通转换 为截止的条件 结论： 晶闸管具有单向导电性（直流开关）。 uA≤0 或 iA＜IH（维持电流） 3. 主要参数 (1) 额定正向平均电流 IF 允许通过的工频正弦半波电流在一个周期内的平均值 (2) 正向重复峰值电压UFRM (3) 反向重复峰值电压URRM (4) 控制极触发电压UG 和触发电流IG *二、双向晶闸管 A2 A1 G K A G *三、可关断晶闸管 uA＞0 时，uG＞0，管子导通； uA＞0 时，uG＜0，管子截止。 相当于两个反向晶闸管并联， 两者共用一个控制极。 单相桥式整流电路中的两个二极管用可控 的 晶闸管替换 —— 半控。 1. 电路结构 11.2 可控整流电路 a b T + - u2 + - u1 uG T1 D1 uG T2 D2 RL + - uO iO － ＋ － ＋ 2. 工作原理 正半周，T2、D1 承受反向电压截止， T1、D2 承受正向电压， 控制极电压 uG 在 ?t =α时施加， 故在 ?≤?t≤? 时， T1 和 D2 导通 电流通路：a → T1 → RL → D2 →b a b T + - u2 + - u1 uG T1 D1 － ＋ uG T2 D2 RL + - uO iO － ＋ 负半周，T1、D2承受反向电压截止， T2、D1 承受正向电压。 控制极电压 uG 在 ?t =α+ ? 时施加， 故在?+ ? ≤?t≤2? 时， T2 和 D1 导通。 电流通路：b→T2 →RL→D1 →a a b T + - u2 + - u1 uG T1 D1 uG T2 D2 RL + - uO iO 2. 工作原理 － ＋ － ＋ 3. 工作波形 ? ?+ ? ? ? ?+ ? 2? a b + - u2 uG T1 D1 uG T2 D2 RL + - uO iO 负载 RL 上得到不完整 的全波脉动电压 。 u2 ?t O ?t uG uO ?t O O － ＋ － ＋ 4. 主要参数 ? ?＋? uO ? 2? ?t UO (1) 负载直流电压 (2) 负载直流电流 UO= ? 2U2sin?td(?t) 1 ? ∫ ? ? = U2 2? 2 ? 1+cos? 2 = 0.9U2 1+cos? 2 IO= UO RL (3) 二极管和晶闸管平均电流 　 ID = IT = 0.5IO (4) 晶闸管电流有效值　 (5) 晶闸管正向阳极电压最大值 　 (7) 二极管反向阳极电压最大值　 (6) 晶闸管反向阳极电压最大值 　 [例11.2.1] 一单相桥式半控整流电路，交流输入电压有效值 U2 = 100 V,负载电阻 RL= 10 Ω，控制角α的调节范围为0o ~ 120o 。求下述数值的变化范