中国矿业大学 电力电子 考研课件 冒死分享第3章_晶闸管可控整流电路1(1单相)教材

能处理电功率的能力，一般远大于处理信息的电子 器件。 电力电子器件一般都工作在开关状态。 电力电子器件往往需要由信息电子电路来控制。 电力电子器件自身的功率损耗远大于信息电子器件， 一般都要安装散热器。
5
一 电力电子器件的概念和特征
电力电子器件的损耗 通态损耗 主要损耗 断态损耗
开通损耗
开关损耗
关断损耗
随着门极电流幅值的增大， 正向转折电压降低。 晶闸管本身的压降很小， 在1V左右。
雪崩 击穿
-IA
图1-4 晶闸管的伏安特性
IG2>IG1>IG
18
（2）反向特性
向特性。
1.3.2 晶闸管的基本特性
IA 正向 导通
反向特性类似二极管的反
反向阻断状态时，只有极 小的反相漏电流流过。 当反向电压达到反向击穿
14
1.1.1
晶闸管的结构与工作原理
在低发射极电流下 是很小的，而当发射极电流建立
起来之后， 迅速增大。
阻断状态：IG=0，1+2很小。流过晶闸管的漏电流稍
大于两个晶体管漏电流之和。
开通状态：注入触发电流使晶体管的发射极电流增大
以致 1+2 趋近于1的话，流过晶闸管的电流IA ，将趋
近于无穷大，实现饱和导通。IA实际由外电路决定。
10% 0 td uAK tr t iA 100% 90%
2) 关断过程
反向阻断恢复时间trr 正向阻断恢复时间tgr 关 断 时 间 tq 以 上 两 者 之 和 tq=trr+tgr （1-7) 普通晶闸管的关断时间约 几百微秒
O
IRM
t
trr
URRM t gr
图1-5 晶闸管的开通和关断过程波形

如EG 加反压 无论EA 是正或负
L不亮 KP截止
EA 加正压，S断开 EA 加正压， S闭合 KP导通后，S再断开
L不亮
L亮
L仍亮
KP截止
KP导通
KP仍导通
晶闸管导通的条件：
1. 晶闸管阳极电路(阳极与阴极之间)施加正向电压 。 2. 晶闸管控制电路(控制极与阴极之间)加正向电压
或晶正闸向管脉导冲通(后正，向控触制发极电便压失)。去作用。 依靠正反 馈，晶闸管仍可维持导通状态。
(3)工作波形(加续流二极管)
O

2
t
O
t
iL
t
O
t

加续流二极管整流输出电压及电流的平均 值与电阻性负载相同
改变控制角，可改变输出电压Uo ,移相范围
二、 单相全控桥式整流电路
1. 电阻负载
工作原理
a
(1)电压u 为正半周时
T1和DT4承受正向电压 。
+
u
–
T1
T3
加触发电压, 则T1和
UF: 通态平均电压（管压降） 在规定的条件下，通过正弦半波平均电流时，
晶闸管阳、阴极间的电压平均值。一般为1V左右。
UG、IG：控制极触发电压和电流 室温下，阳极电压为直流6V时，使晶闸管完全
导通所必须的最小控制极直流电压、电流 。 一般UG为1到5V，IG为几十到几百毫安。
晶闸管型号及其含义
KP
家用电器： “节能灯”、变频空调
• 其他： UPS、 航天飞行器、新能源、发电装置
13.1 电力电子器件
一、 电力电子器件的分类
1.不控器件，如整流二极管。 2.半控器件，如普通晶闸管。 3.全控器件，如可关断晶闸管、功率晶闸 管等。

实验设备 晶闸管整流电路实验箱
电源
实验设备与测试方法
示波器 万用表
测试方法
实验设备与测试方法
使用示波器观察整流电路的输出波形
记录实验数据和波形，以便后续分析
使用万用表测量各点的电压和电流值
调试步骤与注意事项
调试步骤 1. 检查实验设备是否完好，确保电源、导线等正常工作。
2. 根据实验要求连接电路，确保连接正确无误。
启动条件
需要满足一定的电压和电 流条件，以确保晶闸管能 够正常启动。
正常工作过程
电流流向
工作状态
在正常工作状态下，电流从阳极流向 阴极，同时维持一定的电压和电流值 。
晶闸管整流电路处于稳态工作状态时 ，各参数保持恒定，系统稳定运行。
控制方式
通过调节触发信号的相位角，可以控 制输出电压和电流的大小，从而实现 整流功能。
2. 总结实验中的问题和不足之处，提出改进措施 。
THANKS.
电感器
总结词：特性
详细描述：电感器是一种储能元件，具有隔交通直的特 性。在整流电路中，它能够有效地将交流分量转化为磁 场能储存起来并在需要时释放出来。
03
晶闸管整流电路的
工作过程
启动过程
启动方式
通过在阳极和阴极之间施 加正向电压，使晶闸管从 截止状态进入导通状态。
触发信号
在启动过程中，需要施加 一个触发信号，使晶闸管 内部的电子发生跃迁，从 而导通电流。
设计原则与步骤
电路仿真
利用仿真软件对设计的电路进行模拟，验证其性能和可 靠性。
优化改进
根据仿真结果，对电路进行优化和改进，提高其性能和 可靠性。
元件选择与参数计算
1 2
元件选择
根据电路的工作环境和性能要求，选择合适的元 件型号和规格。

图 2-20 三相全控桥 R 负载输出电压
根据图 2-20 所示波形可求出负载电压与控制角的关系为
∫ U d
=
3
2π / 3+α
6U sin ωtd (ωt)
=
2.34U
cosα
π π / 3+α
（2.30）
晶闸管两端的电压用以下方法确定，当它本身导通时，两端电压为 0；晶闸管不导通应
承受线电压。对于共阴极组的晶闸管，其阳极接在某一固定相电压上，与它共组的另一晶闸
VT1
VT3 VT5
a
o
b
ud
c
VT4
VT6 VT2
图 2-19 三相桥式全控电路
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 炣
1. 纯电阻负载 下面分析纯电阻负载时的工作过程。在ωt=π/3+α时时触发 VT1，假如电路已进入了稳 定工作状态，按照晶闸管的触发导通顺序，在此之前电路中已有 VT5、VT6 导通，VT6 的导 通使得 VT1 承受电源线电压 uab，此时 uab>0，为 VT1 的触发导通做好了准备，VT1 一旦得到 触发脉冲即转入导通状态。VT1 的导通又使 VT5 承受电压 uca，此时 uca<0，VT5 受到反压而 关断，此过程为 VT1、VT5 换相。换相后电路中 VT1、VT6 导通，负载输出电压 ud= uab，这 一状态持续 π/3，在ωt=2π/3+α时触发 VT2，VT6 的导通使 VT2 承受电压 ucb，在ωt=2π/3 后 ucb>0,VT2 一旦得到触发脉冲则可以导通，VT2 导通使 VT6 因承受电压 ucb<0 而关断，此后电 路中 VT1、VT2 导通，负载输出电压 ud= uac，再经过 π/3，到ωt=π+α时触发 VT3，VT3 和 VT1 换相，电路中 VT3、VT2 导通，负载电压变成 ubc。每间隔 π/3 电路换相一次，一个电源 周期中共换相 6 次，晶闸管的导通编号为：1-6、1-2、3-2、3-4、5-4、5-6、1-6。负载电压 为 uab、uac、ubc、uba、uca、ucb。负载电压波形如图 2-20。