电工电子技术与技能 教学课件 ppt 作者 温风燕 课题八
电工电子技术与技能,温风燕 主编,一、单向晶闸管 二、单结晶体管 任务二 认识可控整流电路和晶闸管触发电路 一、半波可控整流电路 二、单相桥式可控整流电路 三、晶闸管触发电路,任务一 学习变压器基本知识,课题八 调光台灯的组装与调试,图-1 调光台灯的实际电路,一、单向晶闸管,1.结构和符号 .工作特性,图-2 晶闸管外形,1.结构和符号,晶闸管主要有塑封型、小型平面型和螺栓型等几种，如图-2所示。晶闸管有三个电极：阳极a、阴极k和门极g。,图-3 单向晶闸管的内部结构和电路图形符号,1.结构和符号,单向晶闸管的内部结构和电路图形符号如图-3所示，它是由四层半导体P-N-P-N叠加而成，形成三个PN结(J1、J2、J3)，由外层P型半导体引出阳极a，外层型半导体引出阴极k，中间P型半导体引出门极g。,.工作特性,图-4 单向晶闸管的工作特性实验电路,(1)正向阻断 在图-4a所示电路中，晶闸管加上正向电压，即晶闸管阳极接电源正极，阴极接电源负极。开关S不闭合，指示灯不亮。这说明晶闸管加正向电压，但门极未加正向电压时，晶闸管不会导通，这种状态称为晶闸管的正向阻断状态。,在图-4所示电路中，晶闸管的a、k极、指示灯H和电源Ua构成的回路称为主电路；晶闸管的g、k极、开关S和电源Ug构成的回路称为触发电路或控制电路。,.工作特性,(2)触发导通 在图-4b所示电路中，晶闸管加正向电压，且开关S闭合，在门极上加正向触发电压，此时指示灯亮，表明晶闸管导通，这种状态称为晶闸管的触发导通状态。 晶闸管导通后，将S断开，灯仍亮，说明晶闸管一旦导通，门极便失去了控制作用。要使晶闸管关断，必须将正向阳极电压降低到一定数值，使流过晶闸管的电流小于维持电流而关断。,(3)反向阻断 在图-4c所示电路中，晶闸管加反向电压，即a极接电源负极，k极接电源正极，此时不论开关S闭合与否，指示灯始终不亮。这说明单向晶闸管加反向电压时，不管门极加怎样的电压，它都不会导通，而是处于截止状态，这种状态称为晶闸管的反向阻断状态。 综合上述实验可以得到以下结论： 晶闸管导通必须具备两个条件：一是晶闸管阳极与阴极之间接正向电压；二是门极与阴极之间也接正向电压。晶闸管一旦导通，去掉门极电压晶闸管仍然保持导通状态。关断晶闸管的方法有：一是将阳极电压降低到足够小或加瞬间反向阳极电压；二是将阳极瞬间开路。,二、单结晶体管,图-5 单结晶体管,单结晶体管的外形如-5a所示。它有一个发射极和两个基极。在一块高电阻率的N型硅基片上用镀金陶瓷片制作成两个接触电阻很小的电极，称为第一基极(b1)和第二基极(b2)，而在硅基片的另一侧靠近b2处掺入P型杂质，并引出一个铝质电极，称为发射极(e)。发射极e对基极b、b2就是一个PN结，故称为单结晶体管，如图-5b所示，其符号如图-5c所示。单结晶体管的等效电路如图-5d所示。,一、半波可控整流电路,图-9 半波可控整流电路,任务二 认识可控整流电路和晶闸管触发电路,将单相半波整流电路中的整流二极管换成晶闸管即构成单相半波可控整流电路，如图-9所示。图中RL为负载电阻，1和2为电源变压器的一次和二次正弦交流电压。,一、半波可控整流电路,图-10 半波可控整流波形,由图-10波形可见，若门极不加触发电压，无论在2的正半周还是负半周，晶闸管均不会导通。,二、单相桥式可控整流电路,图-11 单相半控桥式整流电路,将单相桥式整流电路中两只整流二极管换成晶闸管便组成了单相半控桥式整流电路，如图-11所示。 如图-1所示，在电源电压2的正半周时(a点电位高，b点电位低)，晶闸管VT和二极管V承受正向电压，在t1时刻(t1)加入触发脉冲g,VT1触发导通，电流回路为aVT1RLVb，在负载RL上得到极性为上正下负的电压。这时晶闸管V2和二极管V均承受反向电压而关断。 当2过零时，VT1因正向电流小于维 持电流而自行关断，电流为零。 在u2的负半周时(b点电位高，a点电 位低)，晶闸管V2和二极管V承 受正向电压。在t2时刻(t2=+) 加入触发脉冲g，VT2触发导通， 电流回路为bVT2RLVDa, 在负载RL上得到的也是极性为上正 下负的电压。这时晶闸管VT1和二 极管VD均承受反向电压而关断。,二、单相桥式可控整流电路,图-12 单相半控桥式整流波形,三、晶闸管触发电路,1.对晶闸管触发电路的基本要求,为了确保触发信号有效控制晶闸管的导通，触发电路应满足以下基本要求： 晶闸管触发导通后，触发信号随后就不起作用，因此常用瞬间突变、作用时间很短的脉冲电压作为触发信号。 为保证晶闸管可靠导通，触发信号应有一定的幅度和一定的持续时间。 触发信号应与主电路的输入电压同频率，这样才能保证每个半周的触发延迟角大小一致，使输出电压平均值稳定。 触发电路的种类很多，这里只介绍较为简单的单结晶体管触发电路单结晶体管振荡电路。,2.单结晶体管振荡电路 图-13a所示为单结晶体管振荡电路，此电路又可称为单结晶体管脉冲发生器。它能产生一系列脉冲，用来触发晶闸管。,三、晶闸管触发电路,图-13 单结晶体管振荡电路,其工作原理如下: 电源UBB通过R1、R2加到单结晶体管的两个基极上，同时又通过RP和Re向电容C充电。若电容C上初始电压为零，则电容C两端的电压C从零开始按指数规律逐渐上升。在C(Cue)UP时，单结晶体管处于截止状态，R1两端输出电压近似为零。当C达到峰值电压UP时，单结晶体管的e、b1极之间突然导通，电阻Rb急剧减小，电容上的电压通过Rb和R1放电。由于Rb和R(50100)都很小，放电速度很快，放电电流在R上形成一个脉冲电压C。当C下降到电压Uv以下时，e和b1极之间恢复阻断状态，单结晶体管从导通跳变到截止，输出电压uR1下降到零，完成一次振荡。 当e、b1极之间截止后，电源又对C充电，并重复上述过程，结果在R1上得到一个周期性尖脉冲输出电压，如图-13b所示。,三、晶闸管触发电路,
