教學配套課件：電力電子技術-第四十五套

1、電力電子技術第1章 整流電路第1章 整流電路1.1功率二極管1.2晶閘管1.3單相可控整流電路 1.4晶閘管簡單觸發(fā)電路1.5三相可控整流電路1.6可控整流電路的換相壓降1.7晶閘管的保護1.8晶閘管相控觸發(fā)電路1.9觸發(fā)脈沖與主電路電壓的同步1.1功率二極管功率二極管（又稱電力二極管）在 20世紀 50年代獲得應用。因其結構簡單，功能實用，一直用到現(xiàn)在。功率二極管在許多電力電子電路中都有著廣泛的應用。 1.1.1功率二極管的結構1.1.2功率二極管的特性與參數(shù)1.1.3功率二極管類型與使用1.1.1功率二極管的結構功率二極管的外形、結構和電氣符號，如圖1-1所示。 圖1-1功率二極管的外形及

2、電路符號 1.1.2功率二極管的特性與參數(shù) 1功率二極管的伏安特性功率二極管的伏安特性曲線如圖1-2所示。 2 功率二極管的開關特性(1) 關斷特性關斷特性是指功率二極管由正向偏置的通態(tài)轉換為反向偏置的斷態(tài)的特性，關斷過程中電壓、電流的波形如圖1-3(a)所示。 (2) 開通特性開通特性是指功率二極管由零偏置轉換為正向偏置的通態(tài)的特性。開通過程的電壓、電流波形如圖1-3(b)所示。 圖1- 2功率二極管伏安特性曲線 圖1-3功率二極管的開關特性(a)關斷特性 (b)開通特性3功率二極管的主要參數(shù)(1) 正向平均電流IF（AV） （額定電流） 計算的公式如下，其中IF為流過管子的額定電流有效值：

3、 (1-1) (2) 反向重復峰值電壓URRM （額定電壓） 計算時按二極管可能承受的最高反向峰值電壓的兩到三倍來選取二極管的定額。即 URRM=（23）UDM (1-2) 取相應標準系列值。(3) 正向通態(tài)壓降UF (4) 反向恢復時間trr(5) 最高允許結溫TJm (6) 正向浪涌電流IFSM1.1.3功率二極管類型與使用1功率二極管的類型功率二極管在電路中有整流、續(xù)流、隔離、保護等作用。因功率二極管按照正向壓降、反向耐壓、反問漏電流等性能不相同，特別是反向恢復特性的不同，所以應根據(jù)不同場合的不同要求選擇不同類型的功率二極管。當然，從根本上講，性能上的不同都是由半導體物理結構和工藝上的差

4、別造成的。(1)普通二極管。(2) 快恢復二極管。(3) 肖特基二極管功率二極管使用功率二極管使用注意事項(1)必須保證規(guī)定的冷卻條件，如強迫風冷或水冷。如果不能滿足規(guī)定的冷卻條件，必須降低容量使用。如規(guī)定風冷元件使用在自冷時，只允許用到額定電流的13左右。(2)平板型元件的散熱器一般不應自行拆裝。(3)嚴禁用兆歐表檢查元件的絕緣情況。如需檢查整機的耐壓時，應將元件短接。1.2晶閘管晶閘管是一種既具有開關作用又具有整流作用的大功率半導體器件。由于它具有體積小、重量輕、效率高、動作迅速、維護簡單、操作方便和壽命長等特點，因而在生產(chǎn)實際中獲得了廣泛的應用。1.2.1晶閘管的結構1.2.2晶閘管的工

5、作原理1.2.3晶閘管的伏安特性1.2.4晶閘管的簡單測試1.2.5晶閘管的主要參數(shù)1.2.1晶閘管的結構晶閘管全稱晶體閘流管，也稱可控硅，簡稱SCR。是用N型單晶硅片，按一定的工藝要求，分別進行擴散及燒結處理后，形成PNPN四層結構的一種半導體器件，其外形和電氣符號如圖1-4所示。晶閘管有3個引出電極，分別稱為陽極A、陰極K和門極G（也稱控制極）。圖1-4 晶閘管的外形、內(nèi)部結構、電氣圖形符號和模塊外形(a) 晶閘管外形 (b)內(nèi)部結構 (c) 電氣圖形符號 (d) 模塊外形1.2.2晶閘管的工作原理晶閘管的工作原理分析如圖1-5所示。 當晶閘管的陽極和陰極間加反向電壓時，不管控制極加不加電

6、壓，燈都不亮，晶閘管截止。如果控制極加反向電壓，無論晶閘管主電路加正向電壓還是反向電壓，晶閘管都不導通。晶閘管導通必須同時具備兩個條件：（1）晶閘管主電路加正向電壓。（2）晶閘管控制電路加合適的正向電壓。圖1-5晶閘管導通實驗電路圖1.2.3晶閘管的伏安特性晶閘管陽極與陰極間的電壓UA和陽極電流IA的關系稱為晶閘管伏安特性，正確使用晶閘管必須要了解其伏安特性。如圖1-6所示為晶閘管伏安持性曲線，包括正向特性(第一象限)和反向特性(第三象限)兩部分。圖1-6中各物理量的含義如下：UDRM、URRM正、反向斷態(tài)重復峰值電壓；UDSM、URSM正、反向斷態(tài)不重復峰值電壓；UBO正向轉折電壓；URO反

7、向擊穿電壓。 圖1-6晶閘管伏安特性曲線 1.2.4晶閘管的簡單測試晶閘管的簡單測試是指從外觀判斷或用普通的萬用電表去鑒別其3個電極以及簡單判斷晶閘管質(zhì)量的好壞情況。螺栓式晶閘管的3個電極，在外形上有明顯的區(qū)別，即螺栓為陽極A，粗辮子導線為陰極K，細辮子導線為門極G。平板式晶閘管的3個電極，除門極導線外，陽極和陰極難從外形區(qū)分。具體測試方法如圖1-7所示。圖1-7晶閘管的現(xiàn)場簡易測試1.2.5晶閘管的主要參數(shù)1晶閘管的電壓參數(shù)(1)斷態(tài)不重復峰值電壓UDSM(2)斷態(tài)重復峰值電壓UDRM(3)反向不重復峰值電壓URSM(4)反向重復峰值電壓URRM(5)額定電壓(6)通態(tài)平均電壓UT（AV）2

8、晶閘管的電流參數(shù)(1)通態(tài)平均電流IT（AV）現(xiàn)定義電流波形的有效值與平均值之比稱為該波形的波形系數(shù)用Kf表爾。如整流電路直流輸出負載電流id的波形系數(shù)為流過晶閘管電流的波形系數(shù)為負載電流有效值負載電流平均值晶閘管電流有效值晶閘管電流平均值正弦半波電流波形系數(shù)Kf應有實際選用時，一般取1.52倍的安全裕量 計算流過該晶閘管任意波形允許的電流平均值 根據(jù)電流有效值相等即發(fā)熱相同的原則，將非正弦半波電流的有效值IT或平均值Id折合成等效的正弦半波電流平均值去選擇晶閘管額定值 (2)維持電流IH(3)掣住電流IL(4)斷態(tài)重復平均電流IDR和反向重復平均電流IRR(5)浪涌電流ITSM3動態(tài)參數(shù)(1

9、) 斷態(tài)電壓臨界上升率du/dt(2) 通態(tài)電流臨界上升率di/dt(3)開通時間tON如圖1-8所示。 (4)關斷時間tOFF如圖1-9所示。 圖1-8門極控制開通時間 圖1-9晶閘管電路換向關斷時間1.2.6晶閘管的型號1.3單相可控整流電路 1.3.1單相半波可控整流電路1.3.2單相全控橋式整流電路1.3.3單相半控橋式可控整流電路1.3.1單相半波可控整流電路1電阻性負載應用：電爐、電解、電鍍、電焊及白熾燈等。 特點是：負載兩端的電壓和流過負載的電流成一定的比例關系，且兩者的波形相似；負載電壓和電流均允許突變。圖1-10為單相半波相控整流電路及波形圖。 圖1-10單相半波相控整流電路

10、及波形(a)電路圖 (b)波形圖控制角 晶閘管的導通角 。整流輸出電壓平均值整流輸出電壓的有效值電路的功率因數(shù)為 整流輸出電流的平均值Id和有效值I分別為 電流的波形系數(shù) Kf 2電感性負載及續(xù)流二極管應用：電機的勵磁線圈、滑差電動機電磁離合器的勵磁線圈以及輸出電路中串接平波電抗器的負載 。電感性負載不同于電阻性負載，為了便于分析，通常將其等效為電阻與電感串聯(lián)，如圖1-12（a）所示。其波形如圖1-12（b）所示。為了使u2過零變負時能及時地關斷晶閘管，使ud波形不出現(xiàn)負值，又能給電感線圈Ld提供續(xù)流的旁路，可以在整流電路輸出端并聯(lián)二極管VD，如圖1-13（a）所示。其波形如圖1-13（b）所

11、示。 圖1-12 單相半波電感性負載電路波形圖(a)電路圖 (b)波形圖圖1-13 當LdRd時的電流波形圖(a)電路圖 (b)波形圖流過晶閘管的電流平均值為 流過續(xù)流二極管的電流平均值為流過晶閘管與續(xù)流二極管的電流有效值分別為 晶閘管和續(xù)流二極管承受的最大正反向電壓均為 U2。1.3.2單相全控橋式整流電路1電阻性負載圖1-15 （a）為單相橋式全控整流電路 ，輸出整流電壓ud、電流id及晶閘管兩端電壓uT的波形如圖1-15（b）所示。 晶閘管承受的最高反向電壓為- U2 。當晶閘管都處在未被觸發(fā)導通期間，每個元件承受的電壓等于 U2/2 圖1-15單相全控橋電阻性負載(a)電路圖 (b)波

12、形圖整流輸出直流電壓Ud 整流輸出直流電流(負載電流)Id為 負載電流有效值I與交流輸入(變壓器二次側)電流I2相同為 晶閘管電流平均值，有效值，電路功率因數(shù)為 2電感性負載圖1-16（a）為單相橋式全控整流電路帶電感性負載時的電路。圖1-16（b）為輸出負載電壓ud負載電流id 的波形及uT1的波形。ud的波形出現(xiàn)了負半波部分id ，的波形則是連續(xù)的近似的一條直線。由流過晶閘管的電流iT波形及負載電流id的波形可以看出，兩組管子輪流導通，且電流連續(xù)，故每只晶閘管的導通時間較電阻性負載時延長了，導通角= 與 無關。 圖1-16 大電感負載的單相全控橋式整流電路及波形(a)電路 (b)不接續(xù)流管

13、時波形090 輸出電壓平均值Ud 直流輸出電流的平均值Id 流過晶閘管的電流的平均值和有效值分別為流過變壓器二次側繞組的電流有效值 晶閘管可能承受的正反向峰值電壓為為了擴大移相范圍，且去掉輸出電壓的負值，提高U的值，可以在負載兩端并聯(lián)續(xù)流二極管，如圖 1-17所示。接了續(xù)流二極管后，的移相范圍可以擴大到0180。下面通過一個例題來說明全控橋電路接了續(xù)流二極管后的數(shù)量關系。圖1-17單相橋式全控整流電路帶電感性負載加續(xù)流二極管 3反電動勢負載被充電的蓄電池、正在運行的直流電動機的電樞（忽略電樞電感）等這類負載本身是一個直流電源，對于可控整流電路來說，它們是反電動勢負載，其等效電路用電動勢E和負載

14、回路電阻Rd（電樞電阻）表示，負載電動勢的極性如圖1-19所示。整流輸出電壓的平均值為電流的平均值和有效值圖1-19單相全控橋反電動勢負載電路導電角 圖1-20單相橋式全控整流電路反電動勢負載串平波電抗器后的臨界連續(xù)電壓、電流波形圖1-20所示為單相橋式全控整流電路反電動勢負載串平波電抗器后的臨界連續(xù)電壓、電流波形。1.3.3單相半控橋式可控整流電路在阻性負載下，單相橋式半控電路和單相全控電路的ud、id、i2等波形相同，因而一些計算公式也相同。在感性負載下，在u2正半周內(nèi)，VD2導通，VT1通過L、R、VD2承受電源正電壓，uTu2。當t時觸發(fā)VT1， VT1導通后，電流從u2正端流出，經(jīng)V

15、T1、L、R、VD2回到u2負端。當t時，因D2導通，T1阻斷，所以uT20；當t時，VT1導通，則uT2-u2，此時VD1始終通過VD2承受電源的反向電壓即uD1-u2。圖1-21 單相半控橋式整流電路大電感負載電路及波形圖1-22單相半控橋大電感負載接續(xù)流管時電路及波形1.4晶閘管簡單觸發(fā)電路晶閘管相控整流電路，通過控制觸發(fā)角的大小即可控制觸發(fā)脈沖起始相位來控制輸出電壓大小，為保證相控電路的正常工作，很重要的一點是應保證按觸發(fā)角的大小在正確的時刻向電路中的晶閘管施加有效的觸發(fā)脈沖。 1.4.1對觸發(fā)電路的要求1.4.2單結晶體管觸發(fā)電路1.4.1對觸發(fā)電路的要求1、觸發(fā)信號可為直流、交流或

16、脈沖電壓。常見觸發(fā)脈沖信號波形如圖1-23所示。2、觸發(fā)信號應有足夠的功率（觸發(fā)電壓和觸發(fā)電流）。3、觸發(fā)脈沖應有一定的寬度，脈沖的前沿盡可能陡，以使元件在觸發(fā)導通后，陽極電流能迅速上升超過掣住電流而維持導通。強觸發(fā)的電流波形如圖1-24所示。 4、觸發(fā)脈沖必須與晶閘管的陽極電壓同步，脈沖移相范圍必須滿足電路要求。5、觸發(fā)脈沖輸出隔離和抗干擾圖1-23 常見觸發(fā)脈沖信號波形圖1-24 強觸發(fā)電流波形1.4.2單結晶體管觸發(fā)電路單結晶體管觸發(fā)電路具有結構簡單、調(diào)試方便、脈沖前沿陡、抗干擾能力強等優(yōu)點，廣泛應用于50A以下中小容量晶閘管的單相可控整流裝置中。1單結晶體管的結構與特性1) 單結晶體管

17、的結構單結晶體管的結構、等效電路及符號如圖1-25所示。 2) 特性與單結晶體管振蕩電路將管子接成圖1-26試驗電路， 圖1-25單結晶體管(a)結構示意圖 (b)等效電路 (c)圖形符號 (d)外形管腳排列圖1- 26 單結晶體管試驗電路利用萬用表可以很方便地判別單結晶體管的極性和好壞。根據(jù)PN結原理，選用Rlk電阻擋進行測量。單結晶體管e和b1極或e和b2極之間的正向電阻小于反向電阻，一般r b1r b2，而b2和b1極之間的正、反向電阻相等，約為3l0k。只要發(fā)射極判別對了，即使b2和b1接反了，也不會燒壞管子，只是沒有脈沖輸出或輸出的脈沖幅度很小，這時只需把b2和b1調(diào)換即可。 2單結

18、晶體管自激振蕩電路利用單結晶體管的負阻特性及RC電路的充放電特性，可組成單結晶體管自激振蕩電路，產(chǎn)生頻率可變的脈沖，電路如圖1-27（a）所示。在R1上便得到一系列的脈沖電壓ug。由于放電回路電阻遠小于充電回路電阻，故uc為鋸齒波，而R1上輸出的是前沿很陡的尖脈沖，如圖1-27 （b）所示。圖1-27單結晶體管振蕩電路與波形3簡單單結管觸發(fā)電略圖1-28是一個單結晶體管觸發(fā)電路。單結晶體管觸發(fā)電路的各點波形如圖1-28(b)所示。 4單結管移相觸發(fā)電路圖1-29所示為一實用的單結管觸發(fā)電路。圖1-28 單結晶體管觸發(fā)電路原理圖(a)電路圖 (b)單結晶體管觸發(fā)電路各點的電壓波形（）圖1-29實

19、用單結管移相觸發(fā)電路1.5三相可控整流電路1.5.1三相半波可控整流電路1.5.2三相全控橋式整流電路1.5.3三相橋式半控整流電路1.5.1三相半波可控整流電路1三相半波不可控整流電路圖1-30(a)為利用二極管作整流元件的不可控整流電路圖，變壓器一次側接成三角形，二次側接成星形，二次側接一個公共零點“0”，它與負載一端相連，所以三相半波電路又稱三相零式電路。圖1-30(b)虛線畫出相電壓ua、ub、uc對零點的電壓波形，它們相位各差120，圖中U2為整流變壓器二次側相電壓有效值。圖1-30 (c)畫出了二次側線電壓uab、uac波形。圖1-30電阻負載三相半波不可控整流電路(a)不可控整流

20、電路圖 (b)相電壓波形 (c)線電壓波形圖1-30電阻負載三相半波不可控整流電路(a)不可控整流電路圖 (b)相電壓波形 (c)線電壓波形二極管換相發(fā)生在三相相電壓的交點t1、t2、t3處，把這些點稱為自然換相點（也稱自然換流點）。 2三相半波相控整流電路圖1-31為三相半波相控整流電路及波形。由于三相整流在自然換流點之前晶閘管承受反壓，因此自然換流點是晶閘管控制角的起算點（=0）。 (1)電阻性負載當=0時觸發(fā)脈沖在自然換流點出現(xiàn)，電路工作情況與二極管整流時一樣，若增大控制角，輸出電壓的波形發(fā)生變化。當=18時，輸出電壓ud 波形對應的觸發(fā)脈沖ug如圖1-31（c）所示，各相觸發(fā)脈沖的間隔

21、為 120 。 自然換流點是晶閘管控制角的起算點（=0）。當30 時，負載電流連續(xù)，各相晶閘管每周期輪流導電120，即導通角T120。當30時，負載電流斷續(xù)，=150 移相范圍為0150圖1-31電阻負載的三相半波相控整流電路及波形圖輸出電壓平均值Ud 負載電流的平均值流過每個晶閘管的平均電流 通過每個晶閘管的電流有效值為當30 時當30 150 時 (2)大電感負載圖1-32 大電感負載時三相半波相控整流電路及波形(a)電路圖 (b)波形圖的移相范圍為090 晶閘管所承受的最大正、反向電壓均為線電壓的峰值 整流輸出電壓的平均值負載電流的平均值流過晶閘管的電流平均值和有效值： 3共陽極接法三相

22、半波相控整流電路圖1-33 共陽極三相半波相控整流電路及波形1.5.2三相全控橋式整流電路在工業(yè)生產(chǎn)上廣泛應用的是三相橋式全控整流電路，此電路相當于一組共陰極的三相半波和一組共陽極的三相半波可控整流電路串聯(lián)起來構成的。習慣上將晶閘管按照其導通順序編號，共陰極的一組為VT1、VT3和VT5，共陽極的一組為VT2、VT4和VT6。其電路如圖1-34(a)所示。圖1-34 (b)(e)為帶大電感負載的三相全控橋式整流電路在0時的電流電壓波形。 圖1-34三相橋式全控整流電路(a)電路圖 (b)波形圖（0）圖1-35 三相橋式全控整流電路電壓波形(0)整流輸出電壓的平均值為三相全控橋式整流電路帶大電感

23、負載時的移相范圍為090。1.5.3三相橋式半控整流電路電路如圖314(a)所示。它是把全控橋中共陽極組的3個晶閘管換成整流二極管，因此它具有可控和不可控兩者的特性。其顯著特點是共陰極組元件必須觸發(fā)才能換流；共陽極元件總是在自然換流點換流。一周期中仍然換流6次，3次為自然換流，其余3次為觸發(fā)換流，這是與全控橋根本的區(qū)別。 圖1-36三相橋式半控整流電路與電壓波形1.6可控整流電路的換相壓降1.6.1換相期間的輸出電壓1.6.2可控整流電路的外特性1.6.1換相期間的輸出電壓圖1-37 考慮變壓器漏抗的可控整流電路及其電壓、電流波形(a)電路原理圖 (b)輸出波形圖1.6.2可控整流電路的外特性

24、圖1-38考慮變壓器漏抗時的可控整流電路特性1.7晶閘管的保護1.7.1過電壓保護1.7.2過電流保護1.7.3電壓與電流上升率的限制1.7.1過電壓保護1晶閘管的關斷過電壓及其保護由于晶閘管換相關斷時所產(chǎn)生的過電壓叫關斷過電壓、如圖1-39所示。 關斷過電壓保護最常用的方法是，在晶閘管兩端并接RC吸收電路，如圖1-40所示。 圖1-39晶閘管關斷過電壓波形圖1-40用阻容器吸收電路抑制關斷過電壓2晶閘管交流側過電壓及其保護1）交流側操作過電壓保護阻容吸收電路的幾種接線方式如圖1-41所示。 2) 交流側浪涌過電壓保護金屬氧化物壓敏電阻是目前大量采用的一種新型的非線性過電壓保護元件。金屬氧化物

25、壓敏電阻是由氧化鋅、氧化鉍等燒結制成的非線性電阻元件，具有正、反向相同的、很陡的伏安特性，如圖1-42所示。保護接線方式如圖1-43所示。 圖1-41交流側阻容吸收電路的幾種接法圖1-42壓敏電阻的伏安特性圖1-43壓敏電阻的幾種接法(a)單相連接 (b)三相Y連接 (c)三相D連接3直流側保護變流裝置輸出接有感性負載(平波電抗器，直流電機繞組等)，當電路閉合時不會產(chǎn)生過電壓，但當橋臂上整流元件進行過電流保護的快速熔斷器熔斷時(圖1-44)，貯存在負載中的磁場能量突然釋放，就會在直流輸出端A、B間產(chǎn)生過電壓。另外當變流裝置過載，直流快速開關或熔斷器切斷過載電流時(圖1-45)，整流變壓器貯能的

26、突然釋放也會產(chǎn)生過電壓。 圖1-44快速熔斷器熔斷時引起過電壓 圖1-45直流開關S跳閘引起過電壓 1.7.2過電流保護發(fā)生過電流的原因有多種。在整流裝置內(nèi)部的原因有晶閘管損壞，觸發(fā)電路和控制系統(tǒng)故障等。外部原因主要有負載過載，晶閘管裝置直流側短路。交流電源電壓過高或過低、電源缺相、可逆系統(tǒng)中產(chǎn)生環(huán)流和逆變失敗等。由于晶閘管的電流過載能力低，必須采取必要的過電流保護措施，保證晶閘管裝置可靠安全地運行。晶閘管裝置可能采用的過電流保護措施如圖1-46所示。圖1-46晶閘管裝置可能采用的過電流保護措施A-交流進線電抗器 B-電流檢測和過流繼電器C、D、E-快速熔斷器 F-過流繼電器 G-直流快速開關

27、1.7.3電壓與電流上升率的限制1電壓上升率的限制2電流上升率的限制限制電流上升率同限制電壓上升率的方法相同，即：(1)串接進線電感；(2)采用整流式阻容保護；(3)增大阻容保護中電阻值可以減小電流上升率，但會降低阻容保護對晶閘管過電壓保護的效果。除此以外，還可以在每個晶閘管支路中串入一個很小的電感器，來抑制晶閘管導通時的正向電流上升率 1.8晶閘管相控觸發(fā)電路1.8.1正弦波同步觸發(fā)電路1.8.2同步信號為鋸齒波的觸發(fā)電路1.8.3集成觸發(fā)器1.8.4數(shù)字觸發(fā)電路1.8.1正弦波同步觸發(fā)電路圖1-47正弦波移相觸發(fā)電路圖1-48 正弦波觸發(fā)電路各點波形1.8.2同步信號為鋸齒波的觸發(fā)電路圖1

28、-48 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路圖1-50 鋸齒波觸發(fā)電路各點波形1.8.3集成觸發(fā)器1KC04移相集成觸發(fā)器KC04移相集成觸發(fā)器是具有16個引腳的雙列直插式集成元件，主要用于單相或三相全控橋式裝置。其內(nèi)部電路圖如圖1-51所示。KC04電路各引腳電壓波形如圖1-52所示。2KC41C六路雙脈沖形成器KC4lC是一種六路雙脈沖形成器件，用一塊KC4lC與三塊KC04(或KC09)可組成三相全控橋雙脈沖觸發(fā)電路，輸出六路雙脈沖觸發(fā)信號。KC4lC的內(nèi)部電路如圖1-53（a）所示。KC4lC與KC04組成的三相全控橋雙脈沖觸發(fā)電路如圖1-54所示。圖1-51 KC04內(nèi)部電路圖圖1-52 KC04

29、各點電壓波形圖1-53 KC41C六路雙窄脈沖形成器（a）內(nèi)部原理電路 （b）外形端子排列圖1-53三相全控橋集成觸發(fā)電路1.8.4數(shù)字觸發(fā)電路圖1-54數(shù)字式移相觸發(fā)原理框圖1.9觸發(fā)脈沖與主電路電壓的同步1.9.1觸發(fā)電路同步電源電壓的選擇1.9.2防止誤觸發(fā)的措施1.9.1觸發(fā)電路同步電源電壓的選擇同步，是指觸發(fā)電路工作頻率與主電路交流電源的頻率應當保持一致，且每個晶閘管的觸發(fā)脈沖與施加于晶閘管的交流電壓保持合適的相位關系。以三相全控橋式電路來說明，圖1-55（a）為其主電路。電網(wǎng)電壓UA1、UB1、UC1經(jīng)整流變壓器TR供給整流橋，對應三相電壓為UA、UB、Uc，波形如圖1-56（b）

30、所示。每一個觸發(fā)電路的同步電壓US與被觸發(fā)晶閘管的陽極電壓之間的相位關系，取決于主電路的不同形式、觸發(fā)電路的類型、負載性質(zhì)以及不同的移相要求。圖1- 55 觸發(fā)脈沖與主電路的同步1.9.2防止誤觸發(fā)的措施采取以下抗干擾措施：1、由于晶閘管裝置強弱電混于一體，因此裝置的電氣工藝布置需要認真考慮。2、觸發(fā)器的電源采用靜電屏蔽的變壓器供電，取自電網(wǎng)的同步信號也必須采用有靜電屏蔽的同步變壓器隔離。3、在晶閘管門、陰極之間或在脈沖變壓器二次側輸出端串并二極管、電阻、電容，有利于防干擾。通常在門、陰極之間并接0.010.1F的小電容，可有效吸收高頻干擾；要求高的場合，可在門、陰極之間加反向偏置電壓。電力電

31、子技術第2章 有源逆變電路第2章 有源逆變電路在一般情況下，同一套晶閘管電路既可作整流又可作逆變，這種裝置通常稱為變流器 ，把變流器的交流側接到交流電網(wǎng)上，把直流電逆變?yōu)橥l率的交流電返送到交流電網(wǎng)上，稱為有源逆變。 2.1 有源逆變電路的工作原理2.2 三相有源逆變電路2.3 有源逆變電路的應用2.1 有源逆變電路的工作原理2.1.1 直流發(fā)電機-電動機系統(tǒng)電能的流轉2.1.2 有源逆變電路的工作原理2.1.3 產(chǎn)生逆變的條件2.1.1 直流發(fā)電機-電動機系統(tǒng)電能的流轉圖2-1所示直流發(fā)電機一電動機系統(tǒng)中，M為直流電動機，G為直流發(fā)電機，勵磁回路未畫出。控制發(fā)電機電勢的大小和極性，可實現(xiàn)電動

32、機四象限的運行狀態(tài)。兩個電動勢同極性相接時，電流總是從電動勢高的部分流向電動勢低的部分，由于回路電阻很小，即使很小的電動勢差值也能產(chǎn)生大的電流，使兩個電動勢之間交換很大的功率，這對分析有源逆變電路是十分有用的。 圖2-1 直流發(fā)電機-電動機之間電能的流轉(a)兩電動勢同極性EG E (b)兩電動勢同極性E EG (c)兩電動勢反極性，形成短路2.1.2 有源逆變電路的工作原理以卷揚機為例，由單相全波相控整流供電直流電動機作為動力，分析重物提升與下降兩種工作情況。電路如圖2-2所示（圖中箭頭方向表示參考方向，極性方向表示實際方向）。圖 2-2 全波相控電路的整流與有源逆變(a) 提升重物 (b)

33、 放下重物整流工作狀態(tài) 有源逆變工作狀態(tài) 電路工作在逆變時的直流電壓 由于逆變運行時/2，cos計算不方便，所以引入逆變角，令=-，故：2.1.3 產(chǎn)生逆變的條件實現(xiàn)有源逆變必須同時滿足兩個基本條件：1外部條件要有一個極性與晶閘管導通方向一致的直流電勢源。 其數(shù)值應稍大于變流器直流側輸出的直流平均電壓Ud。 2內(nèi)部條件要求變流器中晶閘管的控制角/2， 這樣才能使變流器直流側輸出一個負的平均電壓，以實現(xiàn)直流電源的能量向交流電網(wǎng)的流轉。 2.2 三相有源逆變電路2.2.1 三相半波有源逆變電路2.2.2 三相全控橋有源逆變電路2.2.3 逆變失敗與最小逆變角的限制2.2.1 三相半波有源逆變電路圖

34、2-5（a）為三相半波電動機負載電路，電動機電動勢E的極性符合有源逆變條件，當|E|Ud|且/2時，可實現(xiàn)有源逆變。 變流器直流電壓圖2-5(b)為=/3時電壓ud的波形，uT1波形如圖2-5(c)所示。在圖2-6中分別繪出控制角為/3、/2、2/3、5/6時輸出電壓ud的波形以及晶閘管VT1兩端的電壓波形。 圖2-5 三相半波逆變電路圖2-6 三相半波電路輸出電壓及晶閘管VT1兩端的電壓波形2.2.2 三相全控橋有源逆變電路輸出直流電壓的平均值 輸出直流電流的平均值在逆變狀態(tài)時，Ud和EM的極性都與整流狀態(tài)時相反，均為負值。從交流電源送到直流側負載的有功功率為：圖2-7 三相全控橋有源逆變電

35、路的波形2.2.3 逆變失敗與最小逆變角的限制1逆變失敗的原因造成逆變失敗的原因很多，主要有下列幾種情況：（1）觸發(fā)電路工作不可靠，不能適時、準確地給各晶閘管分配脈沖。（2）晶閘管發(fā)生故障，在應該阻斷期間，器件失去阻斷能力，或在應該導通期間，器件不能導通，造成逆變失敗。（3）在逆變工作時，交流電源發(fā)生缺相或突然消失。（4）換相的裕量角不足，引起換相失敗。如圖2-8所示 圖2-8 交流側電抗對逆變換相過程的影響2確定最小逆變角min的依據(jù)逆變時允許采用的最小逆變角應為：2.3 有源逆變電路的應用2.3.1由晶閘管橋路供電、用接觸器控制直流電動機的正反轉2.3.2 采用兩組變流橋的可逆電路2.3.

36、3交流電動機的串級調(diào)速2.3.4高壓直流輸電2.3.1由晶閘管橋路供電、用接觸器控制直流電動機的正反轉圖2-9為采用一組晶閘管組成的變流器給電動機電樞供電、用接觸器控制的正反轉電路。當晶閘管橋路工作在整流狀態(tài)，接觸器KM1觸點閉合時電動機正轉；KM1斷開KM2閉合時則電動機反轉。當電動機從正轉到反轉時，為了實現(xiàn)快速制動與反轉、縮短過渡過程時間以及限制過大的反接制動電流，可將橋路觸發(fā)脈沖移到/2，即工作在逆變狀態(tài)。在初始階段KM1尚未斷開，在電抗器中的感應電動勢作用下，電路進入有源逆變狀態(tài)，將電抗器中的能量逆變?yōu)榻涣髂芰糠邓碗娋W(wǎng)。 圖2-9 用接觸器反向的可逆電路2.3.2 采用兩組變流橋的可逆

37、電路兩組變流橋反極性連接有兩種供電方式，一種是兩組變流橋由一個交流電源或通過變壓器供電，稱為反并聯(lián)連接，常用的反并聯(lián)電路如圖2-10所示。 當電動機磁場方向不變時，正轉時由組橋供電；反轉時由組橋供電，采用反并聯(lián)供電可使直流電動機在四個象限內(nèi)運行。如圖2-11所示。 圖2-10 兩組晶閘管反并聯(lián)的可逆電路（a）單相全波 （b）三相半波 （c）單相橋式 （d）三相橋式圖2-11 反并聯(lián)可逆系統(tǒng)四象限運行圖2.3.3交流電動機的串級調(diào)速串級調(diào)速主電路如圖2-12所示，逆變電壓Ud為引入轉子電路的反電動勢，改變逆變即可改變反電動勢大小，達到改變轉速的目的。Ud是轉子整流后的直流電壓 圖2-12 串級調(diào)

38、速主電路原理圖2.3.4高壓直流輸電圖2-13(a)是在兩個交流電力系統(tǒng)之間用高壓直流輸電連接的原理圖。 直流高壓由晶閘管變流器串聯(lián)來實現(xiàn)，如圖2-13(b)所示，它的直流電壓可達200 kV或500kV。圖2-13 高壓直流輸電（a）高壓直流輸電的原理示意圖 （b）高壓直流輸電電力電子技術第3 章 直流斬波電路3 直流斬波電路3.1 全控電力電子器件3.2 直流斬波工作原理3.3 基本直流斬波電路3.4 其他直流斬波電路3.5 直流斬波電路應用3.1 全控電力電子器件3.1.1可關斷晶閘管3.1.2電力晶體管3.1.3功率場效應晶體管3.1.4絕緣柵雙極晶體管3.1.5智能型器件IPM3.1

39、.1可關斷晶閘管門極可關斷晶閘管簡稱GTO，是一種通過門極來控制器件導通和關斷的電力半導體器件。GTO既具有普通晶閘管的優(yōu)點（耐壓高，電流大，耐浪涌能力強，價格便宜），同時又具有GTR的優(yōu)點（自關斷能力，無需輔助關斷電路，使用方便）。是目前應用于高壓、大容量場合中的一種大功率開關器件。廣泛應用于電力機車的逆變器、電網(wǎng)動態(tài)無功補償和大功率直流斬波調(diào)速等領域。1GTO的結構與工作原理GTO的結構原理與普通晶閘管相似，為PNPN四層三端半導體器件，其結構、等效電路及符號如圖3-1所示。圖中A、G和K分別表示GTO的陽極、門極和陰極。其外形如圖3-2所示。圖3-1 GTO的結構、等效電路及符號(a)結

40、構 (b)符號圖3-2 GTO的外形圖2GTO的主要特性（1）陽極伏安特性逆阻型的陽極伏安特性如圖所示。由圖3-3可見，它與普通晶閘管的伏安特性極其相似。（2）通態(tài)壓降特性GTO的通態(tài)壓降特性如圖3-4 。（3）開通特性開通特性是元件從斷態(tài)到通態(tài)過程中電流、電壓及功耗隨時間變化的規(guī)律。如圖3-5所示。（4）關斷特性關斷特性是指GTO在關斷過程中的陽極電壓、陽極電流和功耗與時間的關系，如圖3-6所示。圖3-3 GTO的陽極伏安特性圖3-4 GTO的通態(tài)壓降 圖3-5 GTO的開通特性 圖3-6 GTO的關斷特性3GTO的主要參數(shù) （1）最大可關斷陽極電流IATO（2）關斷增益 off（3）陽極尖

41、峰電壓UP 4GTO門極驅動要求圖3-7為理想門極信號波形，門極電壓、電流包含正向開通脈沖和反向關斷脈沖 （1）導通觸發(fā)（2）關斷觸發(fā) 圖3-7 GTO理想門極信號波形5可關斷晶閘管的測試（1）可關斷晶閘管電極的判定將萬用表置于R10檔或R100檔，輪換測量可關斷晶閘管的3個引腳之間的電阻，如圖3-8所示。（2）判定可關斷晶閘管的好壞用萬用表R10檔或R100檔測量晶閘管陽極（A）與陰極（K）之間的電阻，或測量陽極（A）與門極（G）之間的電阻。如果讀數(shù)小于1k，說明可關斷晶閘管嚴重漏電，器件已擊穿損壞。用萬用表R10檔或R100檔測量測量門極（G）與陰極（K）之間的電阻。如正反向電阻均為無窮大

42、（），說明被測晶閘管門極、陰極之間斷路，該管也已損壞。 圖3-8 可關斷晶閘管電極判別（3）可關斷晶閘管觸發(fā)特性測試如圖3-9所示。將萬用表置于R1檔，黑表筆接可關斷晶閘管的陽極A，紅表筆接陰極G懸空，這時晶閘管處于阻斷狀態(tài)，電阻應為無窮大（），如圖3-9（a）所示。（4）可關斷晶閘管關斷能力的初步檢測測試方法如圖3-10所示。采用1.5V干電池一節(jié)，普通萬用表一只。圖3-9 可關斷晶閘管觸發(fā)特性簡易測試方法圖3-10 可關斷晶閘管的關斷能力測試3.1.2電力晶體管電力晶體管（GTR）是一種耐高電壓、大電流的雙極結型晶體管(BJT)。1GTR的結構和工作原理圖3-11分別給出了NPN型GTR的

43、內(nèi)部結構斷面示意圖和電氣圖形符號。 圖3-11 NPN型GTR的內(nèi)部結構斷面示意圖和電氣圖形符號 (a)內(nèi)部結構斷面示意圖 （b）電氣圖形 2GTR的基本特性(1)靜態(tài)特性圖3-12給出了GTR在共發(fā)射極接法時的典型輸出特性（即集電極伏安特性），明顯地分為我們所熟悉的截止區(qū)、放大區(qū)和飽和區(qū)三個區(qū)域。 (2) 動態(tài)特性圖3-13給出了GTR開通和關斷過程中基極電流和集電極電流波形的關系。圖3-12 共發(fā)射極接法時GTR的輸出特性圖3-13 GTR的開通和關斷過程電流波形3GTR的基本參數(shù)(1)最高工作電壓(2) 集電極最大允許電流ICM(3) 集電極最大耗散功率PCM 4GTR的二次擊穿和安全工

44、作區(qū)(1)二次擊穿現(xiàn)象(2)安全工作區(qū)正向偏置安全工作區(qū)如圖3-14(a)所示。反向偏置安全工作區(qū)如圖3-14(b)所示 。 圖3-14 GTR安全工作區(qū)（a）正向偏置安全工作區(qū) (b) 反向偏置安全工作區(qū)3.1.3功率場效應晶體管1功率MOSFET的結構與工作原理圖3-15 功率MOSFET的符號(a) N溝道 (b) P溝道2功率MOSFET的主要特性（1）輸出特性輸出特性也稱漏極伏安特性，它是以柵源電壓UGS為參變量，反映漏極電流ID與漏源極電壓UDS間關系的曲線族，如圖3-16所示。 （2）轉移特性轉移特性是在一定的漏極與源極電壓UDS下，功率MOSFET的漏極電流ID和柵極電壓UGS

45、的關系曲線。如圖3-17(a)所示。圖3-17(b)所示為殼溫TC對轉移特性的影響。（3）開關特性功率MOSFET的開關波形如圖3-18所示。 圖3-17 功率MOSFET的轉移特性圖3-16 功率MOSFET的輸出特性圖3-18 功率MOSFET開關過程的電壓波形3功率MOSFET 的主要參數(shù)（1）通態(tài)電阻Ron（2）開啟電壓UGS（th）（3）跨導gm（4）漏源擊穿電壓BUDS（5）柵源擊穿電壓BUGS4功率MOSFET的安全工作區(qū)（1）正向偏置安全工作區(qū)正向偏置安全工作區(qū)如圖3-19所示 。（2）開關安全工作區(qū)開關安全工作區(qū)SSOA表示功率MOSFET在關斷過程中的參數(shù)極限范圍，見圖3-

46、20 。圖3-19 正偏安全工作區(qū)（FBSOA）的開關安全工作區(qū)圖3-20 開關安全工作區(qū)（SSOA）5功率MOSFET柵極驅動的特點及其要求功率MOSFET對柵極驅動電路的要求主要有：1）觸發(fā)脈沖要具有足夠快的上升和下降速度，即脈沖前后沿要求陡峭。2）開通時以低電阻對柵極電容充電，關斷時為柵極電荷提供低電阻放電回路，以提高功率MOSFET的開關速度。3）為了使功率MOSFET可靠觸發(fā)導通，觸發(fā)脈沖電壓應高于管子的開啟電壓；為了防止誤導通，在其截止時應提供負的柵源電壓。4）功率MOSFET開關時所需的驅動電流為柵極電容的充放電電流。功率MOSFET的極間電容越大，在開關驅動中所需的驅動電流也越

47、大。6功率MOSFET在使用中的靜電保護措施防止靜電擊穿應注意：1）器件應存放在抗靜電包裝袋、導電材料袋或金屬容器中，不能存放在塑料袋中。2）取用功率MOSFET時，工作人員必須通過腕帶良好接地，且應拿在管殼部分而不是引線部分。3）接入電路時，工作臺應接地，焊接的烙鐵也必須良好接地或斷電焊接。4）測試器件時，測量儀器和工作臺都要良好接地。器件三個電極沒有全部接入測試儀器前，不得施加電壓。改換測試范圍時，電壓和電流要先恢復到零。3.1.4絕緣柵雙極晶體管1IGBT工作原理由結構圖可知，IGBT相當于一個由MOSFET驅動的厚基區(qū)GTR。其剖面圖見圖3-21， N溝道IGBT的圖形符號如圖3-22

48、所示。 圖3-21 IGBT結構剖面圖 圖3-22 N-IGBT圖形符號 2IGBT主要特性（1）靜態(tài)特性IGBT的靜態(tài)特性包括轉移特性和輸出特性。IGBT的轉移特性是描述集電極電流IC與柵射電壓UGE之間關系的曲線，如圖3-23（a）所示。 圖3-23（b）是以柵源電壓UGE為參變量的IGBT正向輸出特性，也稱伏安特性 。（2）動態(tài)特性IGBT的動態(tài)特性也稱開關特性，包括開通和關斷兩個部分，如圖3-24所示。圖3-23 IGBT的靜態(tài)特性曲線（a）轉移特性 （b）輸出特性圖3-24 IGBT的動態(tài)特性3IGBT的鎖定效應IGBT實際結構的等效電路如圖3-25所示。 4IGBT的主要參數(shù)（1）

49、集射極擊穿電壓BUCES（2）開啟電壓UGE（th）（3）通態(tài)壓降UCE（on）（4）最大柵射極電壓UGES（5）集電極連續(xù)電流IC和峰值電流ICM5IGBT的安全工作區(qū)IGBT的安全工作區(qū)如圖3-26所示。圖3-25 IGBT實際結構的等效電路圖3-26 IGBT的安全工作區(qū)（a）FBSOA （b）RBSOA6IGBT對驅動電路的要求7IGBT容量的選擇8IGBT與MOSFET和GTR的比較3.1.5智能型器件IPM圖3-28 IPM結構框圖3.2直流斬波工作原理基本斬波電路原理圖如圖3-29所示。斬波器的輸出波形如圖3-30所示 。 斬波電路有三種電壓控制方式：1) 定頻調(diào)寬控制(脈沖寬度

50、調(diào)制PWM)2) 定寬調(diào)頻(脈沖頻率調(diào)制PFM)3) 調(diào)頻調(diào)寬混合控制圖3-29 直流斬波電路原理圖 3-30 電壓波形3.3基本直流斬波電路3.3.1降壓斬波電路3.3.2升壓斬波電路3.3.3升降壓斬波電路3.3.1降壓斬波電路圖3-31(a)是一個實際的降壓斬波電路原理圖。圖中CH是一個采用全控型器件的斬波器，VD為續(xù)流二極管，用于在斬波器關斷期間為電感性負載提供續(xù)流回路；Ld為平波電抗器，可使負載得到平滑的輸出電流。由于T，所以UdU，即負載上得到的直流平均電壓小于直流輸入電壓，故稱為降壓斬波器。圖3-31（b）是負載電流連續(xù)工況下各點波形圖(假設電流io從I1變化到I2)。 圖3-3

51、1 降壓斬波電路及波形(a)降壓斬波電路圖 (b)電壓、電流波形3.3.2升壓斬波電路升壓斬波電路的工作原理及波形如圖3-32所示。 圖3-32 升壓斬波電路及波形（a）降壓斬波電路圖 (b)電壓、電流波形3.3.3升降壓斬波電路升降壓斬波電路的工作原理如圖3-33所示。 圖3-33 升降壓斬波電路3.4其他直流斬波電路3.4.1雙象限斬波電路3.4.2四象限斬波電路3.4.3多象多重斬波電路3.4.1雙象限斬波電路1橋臂式雙象限斬波電路（A型雙象限斬波電路）橋臂式雙象限斬波電路原理如圖3-34所示。 2混合橋式雙象限斬波電路（B型雙象限斬波電路）混合橋式雙象限斬波電路原理如圖3-35所示。

52、圖3-34 橋臂式雙象限斬波電路圖3-35 混合橋式雙象限斬波電路3.4.2四象限斬波電路電流可逆斬波電路雖可使電動機的電樞電流可逆，實現(xiàn)電動機的兩象限運行，但它提供的電壓極性是單向的。當需要電機進行正、反轉運行以及既可運行于電動機狀態(tài)又可運行于制動狀態(tài)時，就必須將兩個二象限斬波電路組合起來，分別向電動機提供正、反向電壓，成為一個四象限斬波器。四象限斬波器的工作原理如圖3-36所示。圖3-36 四象限斬波電路3.4.3多象多重斬波電路圖3-37電路中，兩個降壓斬波電路單元并聯(lián)在同一個電源和同一個負載之間，因此它是一個二相二重斬波電路。多相多重斬波電路具有以下特點：（1）輸出電流脈動率減小，有利

53、于電機的運行。（2）平波電抗器的重量和體積可明顯降低。（3）濾波器的效果會增加。（4）線路較單個斬波電路復雜，尤其是控制電路。（5）由單個斬波器并聯(lián)構成，總的可靠性可提高。圖3-37 二相二重斬波電路3.5直流斬波電路應用電氣主電路原理圖如圖3-38所示。 1直流斬波器工作原理工作過程如圖3-39所示。斬波器換流波形如圖3-40所示。圖3-38 TCG-1型無軌電車主電路原理圖圖3-39 脈沖寬度控制直流斬波電路工作過程圖3-40 斬波器換流波形2主電路中各元件的作用L0和C0和組成輸入濾波器，起到維持直流斬波器輸入端電壓穩(wěn)定和降低輸入電流脈動量的作用，同時也減少對通信線路的干擾。VD0防止直

54、流斬波器被加上反向電壓。TP：由霍爾元件組成的電流變換器。電阻RT和晶閘管VT3組成削磁回路，目的在于進一步提高車速。電力電子技術第4章 交流調(diào)壓電路 4 交流調(diào)壓電路4.1雙向晶閘管4.2交流調(diào)壓電路4.3交流電力電子開關4.4交流調(diào)壓電路應用4.1雙向晶閘管4.1.1雙向晶閘管的結構和特征4.1.2雙向晶閘管的觸發(fā)電路4.1.3雙向晶閘管簡易測試4.1.1雙向晶閘管的結構和特征1雙向晶閘管的結構圖4-1 雙向晶閘管的外形（a）小電流塑封式 （b） 螺栓式 （c）平板式雙向晶閘管的內(nèi)部結構、等效電路及圖形符號 圖4-2 雙向晶閘管內(nèi)部結構、等效電路及圖形符號（a） 內(nèi)部結構 （b） 等效電路

55、 （c）圖形符號常見的雙向晶閘管引腳排列 圖4-3 常見雙向晶閘管引腳排列2雙向晶閘管的特性與參數(shù)雙向晶閘管有正反向對稱的伏安特性曲線。正向部分位于第象限，反向部分位于第象限。 圖4-4 雙向晶閘管伏安特性根據(jù)GB4192-1986標準，雙向晶閘管的型號規(guī)格為國產(chǎn)雙向晶閘管用KS表示。如型號KS50-10-21表示額定電流50A，額定電壓10級（1000V）斷態(tài)電壓臨界上升率du/dt為2級（不小于200V/ s），換向電流臨界下降率di/dt為1級（不小于1IT(RMS)）的雙向晶閘管。 雙向晶閘管的主要參數(shù)中只有額定電流與普通晶閘管有所不同，其他參數(shù)定義相似。由于雙向晶閘管工作在交流電路中

56、，正反向電流都可以流過，所以它的額定電流不用平均值而是用有效值來表示。用IT(RMS)表示。雙向晶閘管額定電流IT(RMS)與普通晶閘管額定電流IT(AV)之間的換算關系式為以此推算，一個100A的雙向晶閘管與兩個反并聯(lián)45A的普通晶閘管電流容量相等。表4-1 雙向晶閘管的主要參數(shù)3雙向晶閘管的觸發(fā)方式雙向晶閘管正反兩個方向都能導通，門極加正負電壓都能觸發(fā)。主電壓與觸發(fā)電壓相互配合，可以得到四種觸發(fā)方式：（1）+觸發(fā)方式 （2）觸發(fā)方式 （3）+觸發(fā)方式 （4）觸發(fā)方式 由于雙向晶閘管的內(nèi)部結構原因，四種觸發(fā)方式中靈敏度不相同，以+觸發(fā)方式靈敏度最低，使用時要盡量避開，常采用的觸發(fā)方式為+和。

57、 4雙向晶閘管主要參數(shù)選擇（1）額定通態(tài)電流IT(RMS)的選擇（2）額定電壓UTn的選擇（3）換向能力du/dt的選擇4.1.2雙向晶閘管的觸發(fā)電路1簡易觸發(fā)電路雙向晶閘管的簡易觸發(fā)電路如圖4-5所示。圖(a)為簡單有級交流調(diào)壓電路。圖(b)為采用觸發(fā)二極管的交流調(diào)壓電路。圖(c)電路中增設R2 、R1、 C2。目前生產(chǎn)的雙向晶間管，不少已經(jīng)把VD與VT集成在一起，門極經(jīng)過雙向觸發(fā)管引出使用時更方便。圖 (d) 為電動機調(diào)速電路。圖4-5雙向晶閘管的簡易觸發(fā)電路2單結晶體管觸發(fā)圖4-6 用單結晶體管組成的觸發(fā)電路3集成觸發(fā)器（1）KC05集成觸發(fā)器圖4-7 KC05內(nèi)部結構及工作原理示意圖K

58、C05的應用電路 R1 10k R2、R3 30k R4 27 RP 22 kC1 0.47F C2 0.047F VD1、VD2 2CZ82C VT KS50A圖4-8 KC05應用電路（2）KC06集成觸發(fā)器R1 51kR2 10k R3 100k R4 30 R5 47 k R6 27 R7 39 k R8 68k RP1 100k C1 0.47F C2 0.01F C3 0.1F VD 2CZ82C VT KS50A圖4-9 KC06應用電路4.1.3雙向晶閘管簡易測試1雙向晶閘管電極的判定用萬用表的R100檔或R1k檔測量雙向晶閘管的兩個主電極之間的電阻，如圖4-10所示。圖4-1

59、0 測量G、T1極間的正向電阻 2判定雙向晶閘管的好壞3雙向晶閘管觸發(fā)特性測試（1）簡易測試方法。 （2）交流測試法。 圖4-11 雙向晶閘管交流測試電路4.2交流調(diào)壓電路4.2.1單相交流調(diào)壓電路4.2.2三相交流調(diào)壓電路4.2.3 交流斬波調(diào)壓交流調(diào)壓電路采用兩單向晶閘管反并聯(lián)或雙向晶閘管，實現(xiàn)對交流電正、負半周的對稱控制，達到方便地調(diào)節(jié)輸出交流電壓大小的目的，或實現(xiàn)交流電路的通、斷控制如圖4-12所示。因此交流調(diào)壓電路可用于異步電動機的調(diào)壓調(diào)速、恒流軟起動，交流負載的功率調(diào)節(jié)，燈光調(diào)節(jié)，供電系統(tǒng)無功調(diào)節(jié)，用作交流無觸點開關、固態(tài)繼電器等，應用領域十分廣泛。圖4-12 交流調(diào)壓電路交流調(diào)壓

60、電路一般有三種控制方式，其原理如圖4-13所示。圖4-13 交流調(diào)壓電路控制方式 4.2.1單相交流調(diào)壓電路1阻性負載圖4-14 單相交流調(diào)壓電阻負載時波形交流輸出電壓 uo有效值Uo與控制角的關系為 （4-1） 式中 Ui為輸入交流電壓 ui的有效值。負載電流io有效值為Io=Uo/R，則交流調(diào)壓電路輸入功率因數(shù)為 （4-2）控制角移相范圍為0，晶閘管導通角=，輸出電壓有效值調(diào)節(jié)范圍為（0Ui）。這種電路的缺點是隨著的增大，電路的功率因數(shù)也隨之降低。 2.感性負載圖4-15 單相交流調(diào)壓電路感性負載電路圖4-16 單相交流調(diào)壓電路感性負載波形圖當時，電流不連續(xù)。 （4-3）交流輸出電壓uo的