第5章交流调压电路与直流变换电路 第5章交流调在电路与直流变换电路 5.1交流开关及应用 5.2单相交流调压 5.3三相交流调压 5.4基本直流变换电路 5.5直流变换应用举例 习题与思考题 BACK
第5章 交流调压电路与直流变换电路 第5章 交流调压电路与直流变换电路 5.1 交流开关及应用 5.2 单相交流调压 5.3 三相交流调压 5.4基本直流变换电路 5.5直流变换应用举例 习题与思考题
第5章交流调压电路与直流变换电路 5.1交流开关及应用 5.1.1晶闸管交流开关 1.晶闸管交流开关的结构及触发形式 晶闸管交流开关的基本形式如图5一1所示，图中给出了两 种电路连接结构。该电路中的晶闸管交流开关可以在毫安级门 极电流的触发下，控制几十至几百安培以上的负载电流的通断。 交流开关的工作特点是，晶闸管在承受正向电压时触发导通， 而在电压过零或承受反压时自然关断
第5章 交流调压电路与直流变换电路 5.1 交流开关及应用 5.1.1 1． 晶闸管交流开关的结构及触发形式 晶闸管交流开关的基本形式如图5－1所示, 图中给出了两 种电路连接结构。该电路中的晶闸管交流开关可以在毫安级门 极电流的触发下，控制几十至几百安培以上的负载电流的通断。 交流开关的工作特点是，晶闸管在承受正向电压时触发导通， 而在电压过零或承受反压时自然关断
第5章交流调压电路与直流变换电路 VD,木 木VD, VD, VD. VT, VD,木 木VD (a) (b) 图5-1晶闸管交流开关的基本电路形式
第5章 交流调压电路与直流变换电路 图5- 1 晶闸管交流开关的基本电路形式
第5章交流调压电路与直流变换电路 西安T2发大GT 西安电多科技大学必版丝 N2 N T J3 P2科发大学欢版烟 冬也多发大孝出版 N,大 电手科教大登 N 图5-2双向晶闸管的芯片结构及电路符号
第5章 交流调压电路与直流变换电路 图5- 2 双向晶闸管的芯片结构及电路符号
第5章交流调压电路与直流变换电路 双向晶闸管与普通晶闸管一样，有塑封、螺旋型及平板型 三种形式。双向晶闸管内部为5层半导体结构，有三个引出电 极。其中，N4、P,表面用金属膜连通构成构成第一阳极T,N? 与P2也用金属膜连通构成第二阳极T2,N与P2一部分连通引出 公共门极G,门极G与第二阳极T,在同一侧引出。双向晶闸管 可以等效为P-N1-P2N2和P2N1-P1-N4两个单向晶闸管的反 并联，P1-N1-P2N3和N1-P2N3分别构成门极晶闸管和门极三 极管
第5章 交流调压电路与直流变换电路 双向晶闸管与普通晶闸管一样，有塑封、螺旋型及平板型 三种形式。双向晶闸管内部为5层半导体结构，有三个引出电 极。其中，N4、P1表面用金属膜连通构成构成第一阳极T1，N2 与P2也用金属膜连通构成第二阳极T2，N3与P2一部分连通引出 公共门极G，门极G与第二阳极T2在同一侧引出。双向晶闸管 可以等效为P1 - N1 - P2 - N2 和P2 - N1 - P1 - N4两个单向晶闸管的反 并联，P1 - N1 - P2 - N3 和N1 -P2 - N3 分别构成门极晶闸管和门极三 极管
第5章交流调压电路与直流变换电路 双向晶闸管在承受正反压时均能够导通，门极相对于第二 阳极T,为正负信号时都能被触发，因此可以有四种触发方式， 即： 1)I象限正触发(I+)方式，第一阳极T,电压为正，第 二阳极T,电压为负；门极相对于第二阳极T,的触发信号为正。 2)I象限负触发（I)方式，第一阳极T,电压为正，第 二阳极T,电压为负；门极相对于第二阳极T,的触发信号为负
第5章 交流调压电路与直流变换电路 双向晶闸管在承受正反压时均能够导通，门极相对于第二 阳极T2为正负信号时都能被触发，因此可以有四种触发方式， 即： 1）Ⅰ象限正触发（Ⅰ+）方式，第一阳极T1电压为正，第 二阳极T2电压为负；门极相对于第二阳极T2的触发信号为正。 2）Ⅰ象限负触发（Ⅰ-）方式，第一阳极T1电压为正，第 二阳极T2电压为负；门极相对于第二阳极T2的触发信号为负
第5章交流调压电路与直流变换电路 3)Ⅲ象限正触发（Ⅲ+）方式，第一阳极T,电压为负，第二 阳极T,电压为正；门极相对于第二阳极T,的触发信号为正。 4)Ⅲ象限负触发（Ⅲ-）方式，第一阳极T,电压为负，第二 阳极T,电压为正；门极相对于第二阳极T,的触发信号为负。 尽管四种方式都能触发双向晶闸管，但触发灵敏度有所不 同。如果设I触发电流为I。,则各种方式的触发特性比较见表 5-1: 表5-1双向晶闸管触发特性比较表 3Ig 41g 2Ig
第5章 交流调压电路与直流变换电路 3）Ⅲ象限正触发（Ⅲ+）方式，第一阳极T1电压为负，第二 阳极T2电压为正；门极相对于第二阳极T2的触发信号为正。 4）Ⅲ象限负触发（Ⅲ-）方式，第一阳极T1电压为负，第二 阳极T2电压为正；门极相对于第二阳极T2的触发信号为负。 尽管四种方式都能触发双向晶闸管，但触发灵敏度有所不 同。如果设Ⅰ+触发电流为Ig，则各种方式的触发特性比较见表 5-1： 表5-1 双向晶闸管触发特性比较表 Ⅰ+ Ⅰ- Ⅲ+ Ⅲ- Ig 3Ig 4Ig 2Ig
第5章交流调压电路与直流变换电路 由于各种触发方式灵敏度差异较大，其后果可能会造成正 负半周的控制角不同，形成正负半周输出波形不对称。解决的 方法是采用大要求的Ig触发，以保证触发的可靠性，实际控制 电路中如有可能采用负电流触发(I-、-)形式，以实现正 负半周的控制均衡。图5-3是由双向晶闸管构成的交流开关的 基本电路形式
第5章 交流调压电路与直流变换电路 由于各种触发方式灵敏度差异较大，其后果可能会造成正 负半周的控制角不同，形成正负半周输出波形不对称。解决的 方法是采用大要求的Ig触发，以保证触发的可靠性，实际控制 电路中如有可能采用负电流触发（Ⅰ-、Ⅲ-）形式，以实现正 负半周的控制均衡。图5-3是由双向晶闸管构成的交流开关的 基本电路形式
第5章交流调压电路与直流变换电路 品安心子剂这大登威放 西安电手 ☑VT 西终地子粉教大 C 图5-3双向晶闸管交流开关电路
第5章 交流调压电路与直流变换电路 图5- 3 双向晶闸管交流开关电路
第5章交流调压电路与直流变换电路 2.晶闸管交流开关的应用实例 晶闸管交流开关的应用如图5-4所示，图中由双向晶闸管替 代传统的交流接触器构成的三相自动温控电热炉电路，当开关Q 拨到“自动”位置时，炉温可以自动保持在给定温度控制范围 内。简单的温度控制过程通常采用两位式控制模式，即：若炉 温低于给定温度的下限，温控仪常开触点KT闭合，小容量双向 晶闸管VT,触发导通，继电器KA得电，使所有KA触点闭合，三 相主控回路中的双向晶闸管VT,~VT,被触发导通，触发方式为 I+、-，负载电阻RL(电热丝)与电源接通使炉温上升，同 时运行指示灯亮。当炉温高于给定温度上限后，温控仪触点断 开，VT4关断，继电器KA失电，双向晶闸管VT~VT,关断，负 载断炉温下降，同时停止指示灯亮，从而电热炉温度将在给定 的温度范围内波动。一
第5章 交流调压电路与直流变换电路 2．晶闸管交流开关的应用实例 晶闸管交流开关的应用如图5-4所示，图中由双向晶闸管替 代传统的交流接触器构成的三相自动温控电热炉电路，当开关Q 拨到“自动”位置时，炉温可以自动保持在给定温度控制范围 内。简单的温度控制过程通常采用两位式控制模式，即：若炉 温低于给定温度的下限，温控仪常开触点KT闭合，小容量双向 晶闸管VT4触发导通，继电器KA得电，使所有KA触点闭合，三 相主控回路中的双向晶闸管VT1 ~VT3被触发导通，触发方式为 Ⅰ+、Ⅲ-，负载电阻RL（电热丝）与电源接通使炉温上升，同 时运行指示灯亮。当炉温高于给定温度上限后，温控仪触点断 开，VT4关断，继电器KA失电，双向晶闸管VT1 ~VT3关断，负 载断炉温下降，同时停止指示灯亮，从而电热炉温度将在给定 的温度范围内波动