1、章节复习(1)一、1掌握晶闸管的结构、外形及符号；晶闸管的导通、关断条件；理解晶闸管可控单向导电的含义。2了解晶闸管的工作原理及阳极伏安特性。3理解并记住晶闸管主要参数的定义；晶闸管型号及其含义；能根据电路参数选择晶闸管。4会分析单相半波可控整流电路（电阻性、电感性负载）输出电压 ud、电流 id 和晶闸管两端电压 uT 的波形。5熟悉续流二极管的作用。6能计算单相半波可控整流电路（电阻性、电感性负载）下晶闸管可能承受的最大电压与流过晶闸管的电流有效值，正确选择晶闸管。7掌握主电路对触发电路的要求。8熟悉单结晶体管出发电路的工作原理、各环节组成及作用，并能通过实验进行调试，使之正常工作。二、主
2、要概念提示及难点释疑1晶闸管导通、关断条件1）晶闸管导通条件：阳极加正向电压、门极加适当正向电压。注意：阳极加正向电压是指阳极电位高于阴极电位，阳极电位可以是正也可以是负。门极正向电压是指门极电位高于阴极电位。2）关断条件：流过晶闸管的阳极电流小于维持电流。可以通过降低晶闸管阳极阴极间电压或增大主电路中的电阻。2晶闸管主要参数1）额定电压：用等级表示，选用管子时额定电压常常时实际工作时可能承受的最大电压的 23 倍。2）额定电流注意：不同于通常电气元件以有效值来定义额定电流，而是以平均值来定义的。选择管子时要用有效值相等原则即流过晶闸管实际电流的有效值等于（小于更好）管子的额定电流有效值。3单
3、相半波可控整流电路工作原理及参数计算1） 几个名词术语和概念控制角 ：控制角 也叫触发角或触发延迟角，是指晶闸管从承受正向电压开始到触发脉冲出现之间的电角度。导通角 ：是指晶闸管在一周期内处于导通的电角度。移相：移相是指改变触发脉冲出现的时刻，即改变控制角 的大小。移相范围：移相范围是指一个周期内触发脉冲的移动范围，它决定了输出电压的变化范围。2）分析工作原理、绘制输出电压 ud 波形时要抓住晶闸管什么时候导通、什么时候关断这个关键。3）电感性负载时，理解输出负电压的原因。关键是理解电感储存、释放能量的性质。4）参数计算时要根据输出波形，应用电工基础中平均值、有效值的概念来推导计算公式。5）续
4、流二极管的作用：使负载不出现负电压，提高输出电压。三、学习方法1波形分析法：波形分析法是整流电路以及触发电路的工作原理分析最有效的方法，读者要学会利用波形分析来分析电路工作原理。2分析计算法：电路中各电量的计算要通过工作原理分析来推导。3 对比法：将电阻性负载和电感性负载以及电感性负载接续流二极管的电路对比分析。例 有些晶闸管触发导通后，触发脉冲结束时它又关断是什么原因？解：晶闸管的阳极加正向电压，门极加正向触发脉冲时，晶闸管被触发导通。此后阳极电流逐渐上升到擎住电流后，去掉触发脉冲，则管子继续导通，知道电流升到负载电流后，进入正常工作状态。如果阳极电流还没有升到擎住电流值就去掉门极脉冲，则晶
5、闸管就不能继续导通而关断。(2)一、本课题学习目标与要求1会分析单相桥式可控整流电路（电阻性、电感性负载）输出电压 ud、电流 id 和晶闸管两端电压 uT 的波形。2熟悉续流二极管的作用和在半控桥电路种的电感性负载的自然续流和失控现象。3能计算单相桥式可控整流电路（电阻性、电感性负载）下晶闸管可能承受的最大电压与流过晶闸管的电流有效值，正确选择晶闸管。4掌握逆变的概念和产生逆变的条件。5掌握逆变失败的原因和逆变角的确定。6掌握可关断晶闸管的结构、外形及符号；可关断晶闸管的工作原理以及驱动保护电路。7会分析晶闸管直流调速装置的工作原理。二、主要概念提示及难点释疑1单相桥式全控整流电路1）电路使
6、用了四个晶闸管，触发电路需发出在相位上相差 180的两组触发脉冲。2）电阻性负载时，在电源电压正负半周内，两组晶闸管 VT1、VT4 和 VT2、VT3 轮流导通向负载供电，使得输出电压波形为单相半波电路输出电压波形的两倍。单相全控桥式整流电路带电阻性负载电路参数的计算：输出电压平均值的计算公式： 2cos19.0)(sin21UtdUd负载电流平均值的计算公式： 2cos19.0ddRI输出电压的有效值的计算公式： sin21)(sin2(12UtU负载电流有效值的计算公式：2sin12dRUI流过每只晶闸管的电流的平均值的计算公式： 2cos145.021dddTI流过每只晶闸管的电流的有
7、效值的计算公式： IRUtRUI ddT 21sin41)(sin(21222 晶闸管可能承受的最大电压为： 2TM3）电感性负载时，如电感足够大，输出电压波形出现负值。90时，电流连续，Ud=00.9U2；90时，电流断续，U d0。4）单相全控桥式整流电路带电感性负载电路参数的计算：输出电压平均值的计算公式： cos9.02Ud负载电流平均值的计算公式： cs.2ddRI流过一只晶闸管的电流的平均值和有效值的计算公式： ddTI21d晶闸管可能承受的最大电压为： 2UTM2单相桥式半控整流电路1）电路是用两只二极管代替了单相桥式全控整流电路种的两只晶闸管，只能用于整流而不能用于逆变。2）大
8、电感负载时存在自然续流和失控现象3）单相全控桥式整流电路带电阻性负载电路参数的计算：输出电压平均值的计算公式： 2cos19.0Ud的移相范围是 0180 。负载电流平均值的计算公式： 2cos19.0ddRI流过一只晶闸管和整流二极管的电流的平均值和有效值的计算公式： ddDTII21晶闸管可能承受的最大电压为： 2UTM4）加了续流二极管后，单相全控桥式整流电路带电感性负载电路参数的计算如下：输出电压平均值的计算公式： 2cos19.0d的移相范围是 0180 。负载电流平均值的计算公式： 2cos19.0ddRUI流过一只晶闸管和整流二极管的电流的平均值和有效值的计算公式： ddDTII
9、d2流过续流二极管的电流的平均值和有效值分别为： ddDRIId晶闸管可能承受的最大电压为： 2UTM3有源逆变1）产生逆变的条件 变流装置的直流侧必须外接电压极性与晶闸管导通方向一致的直流电源，且其值稍大于变流装置直流侧的平均电压。 变流装置必须工作在 90（即 90）区间，使其输出直流电压极性与整流状态时相反，才能将直流功率逆变为交流功率送至交流电网。2）逆变和整流的关系同一晶闸管变流装置，当 0 90时工作在整流状态，当 90 180同时存在一个适当的外接直流电源，则工作在逆变状态。整流和逆变、交流和直流是通过晶闸管变流器联系在一起，在一定条件下可以转化。因而逆变电路的工作原理、参数计算
10、、分析方法等都和整流电路密切相关。三、学习方法1波形分析法：读者要学会利用波形分析来分析桥式整流电路工作原理。2分析计算法：电路中各电量的计算要通过工作原理分析来推导。3 对比法：将单相桥式全控桥和半控桥电路波形和工作原理对比分析。（3）3交流调压电路（1）单相交流调压电路电感性负载时，要用宽脉冲触发晶闸管，否则在 （负载功率因数角）时，会使一个晶闸管不能导通，负载波形只有半周，出现很大的直流分量，电路不能正常工作。（2）单相交流调压电路电阻性负载时，移相范围是 =0180，而电感性负载时，移相范围是 =180（3）交流功率调节容量较大时，应采用三相交流调压。三相交流调压电路接线方式及性能特点
11、见教材。（4）交流调压可以采用移相触发也可以采用过零触发来实现。过零触发就是在电压为零附近触发晶闸管导通，在设定的周期内改变晶闸管导通的频率树来实现交流调压或调功率。例 33 一台 220V/10kW 的电炉，采用单相交流调压电路，现使其工作在功率为 5kW的电路中，试求电路的控制角 、工作电流以及电源侧功率因数。解：电炉是电阻性负载。220V 、10kW 的电炉其电流有效值应为AI5.4201要求输出功率减半，即 2I值减小 1/2，故工作电流应为I.35.4输出功率减半，即 U值减小 1/2，则 =90功率因数 cos=00.707例 34 图 31 单相交流调压电路，U 2220V ，L
12、=5.516mH，R1，试求：1）制角 的移相范围。2）负载电流最大有效值。3）最大输出功率和功率因数。图 31 例 34 图解：1）单相交流调压电感性负载时，控制角 的移相范围是 6015.2arctnarctRL所以控制角 的移相范围是 60。2）因 = 时，电流为连续状态，此时负载电流最大。 AVZUI10)732.12（3）最大功率 kW1.2)60cos0(coscs22 IIP5.（4）一、本课题学习目标与要求1掌握开关电源主要器件（大功率晶体管 GTR、功率场效应晶体管 MOSFET）的工作原理和特性。2掌握 DC/DC 变换电路的基本概念和工作原理。3了解 PWM 控制电路的基
13、本组成和工作原理。4熟悉 PWM 控制器集成芯片。5了解软开关的基本概念。二、主要概念提示及难点释疑1电力晶体管在电力电子技术中，GTR 主要工作在开关状态。晶体管通常连接称共发射极电路，NPN 型 GTR 通常工作在正偏（I b0）时大电流导通；反偏（I b0）时处于截止高电压状态。因此，给 GTR 的基极施加幅度足够大的脉冲驱动信号，它将工作于导通和截止的开关工作状态。2电力场效应晶体管当 D、S 加正电压（漏极为正，源极为负） ，U GS=0 时， D、S 之间无电流通过；如果在 G、S 之间加一正电压 UGS，当 UGS 大于某一电压 UT 时，栅极下 P 区表面的电子浓度将超过空穴浓
14、度，从而使 P 型半导体反型成 N 型半导体而成为反型层，该反型层形成 N 沟道而使 PN 结 J1 消失，漏极和源极导电。电压 UT 称开启电压或阀值电压，U GS 超过 UT 越多，导电能力越强，漏极电流越大。3DC/DC 变换电路DC/DC 变换电路是将一种直流电源变换为另一种直流电源的电力电子装置。常见的DC/DC 变换电路有非隔离型电路、隔离型电路和软开关电路。（1）降压斩波电路降压斩波电路是一种输出电压的平均值低于输入直流电压的电路。输出电压平均值为 kUo式中 k 为斩波器的占空比 TkON（2）升压斩波电路升压斩波电路的输出电压总是高于输入电压。输出电压平均值为 （3）升降压斩
15、波电路升降压斩波电路可以得到高于或低于输入电压的输出电压。输出电压为： UkTU1ONOFN上式中，若改变占空比 k，则输出电压既可高于电源电压，也可能低于电源电压。由此可知，当 0k1/2 时，斩波器输出电压低于直流电源输入，此时为降压斩波器；当 1/2k1 时，斩波器输出电压高于直流电源输入，此时为升压斩波器。（4）正激电路在输出滤波电感电流连续的情况下 TNUO12io如果输出电感电路电流不连续，输出电压 o将高于上式的计算值，并随负载减小而升高，在负载为零的极限情况下，i12o。（5）反激电路kT1OFOFNo当工作于电流连续模式时， ofn12ioTNU反激电路不应工作于负载开路状态
16、。（6）半桥电路当滤波电感 L 的电流连续时，有 TNUO12io如果输出电感电流不连续，输出电压 Uo 将高于式中的计算值，并随负载减小而升高，在负载电流为零的极限情况下， 2i1o。（7）全桥电路当滤波电感 L 的电流连续时，有 TNUO12io如果输出电感电流不连续，输出电压 Uo 将高于式中的计算值，并随负载减小而升高，在负载电流为零的极限情况下，i12o。（8）推 挽 电 路当滤波电感 L 的电流连续时，有 TNUO12io如果输出电感电流不连续，输出电压 Uo 将高于式中的计算值，并随负载减小而升高，在负载电流为零的极限情况下，i12o。4开关状态控制电路开关状态的控制方式主要有占空比控制和幅度控制两大类。占空比控制又包括脉冲宽度控制和脉冲频率控制两大类。目前，集成开关电源大多采用 PWM 控制方式。5软开关技术在原有硬开关电路的基础上增加一个很小的电感、电容等谐振元件，构成辅助网络，在开关过程前后引入谐振过程，使开关开通前电压先降为零，这样就可以消除开程中电压、电流重叠的现象，降低、甚至消除开关损耗和开关噪声，这种电路称为软开关电路。具有这样开关过程的开关称为软开关。三、学习方法
