第9章直流穩(wěn)壓電路1、電路結構一、并聯(lián)型穩(wěn)壓電路2、工作原理（1）電網(wǎng)電壓波動（2）負載波動通過調(diào)節(jié)R上的壓降來達到穩(wěn)定輸出電壓Uo的目的。在穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓區(qū)，電流變化較大時，穩(wěn)壓管兩端的電壓變化較小。二、串聯(lián)型穩(wěn)壓電路1、工作原理TrTDZRC1C2RLD1D2D3D4+_UI+_UZ+_UO反相T：調(diào)整管UIUOUBEUCEUO2、帶有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)式穩(wěn)壓電路UOR4T2T1UZR3R1RPR2RL+_+_UIUFIB1IC1UBE2UC1(UB2)UCE2比較放大調(diào)整基準電壓取樣UOR4T2T1UZR3R1RPR2RL+_+_UIUFIB1IC1UBE2UC1(UB2)UCE2四個環(huán)節(jié)：（1）取樣環(huán)節(jié)：（2）基準電壓環(huán)節(jié)：（3）比較放大環(huán)節(jié)：（4）調(diào)整環(huán)節(jié)：UOR4T2T1UZR3R1RPR2RL+_+_UIUFIB1IC1UBE2UC1(UB2)UCE2⑴穩(wěn)壓過程:UoUFUR4Uo當UI增加或輸出電流減小（RL增大），使Uo升高時IB1IC1UB2UCE2UBE1=（UF－UZ）UOR4T2T1UZR3R1RPR2RL+_+_UIUFIB1IC1UBE2UC1(UB2)UCE2當Ui減小或輸出電流增加（RL減?。?，使Uo降低時UR4UoIC1UB2UCE2UoUFIB1UBE1=（UF－UZ）UOR4T2T1UZR3R1RPR2RL+_+_UIUFIB1IC1UBE2UC1(UB2)UCE2穩(wěn)壓過程:UOR4T2T1UZR3R1RPR2RL+_+_UIUFIB1IC1UBE2UC1(UB2)UCE2⑵

RP的調(diào)壓作用UR4UoUB2UCE2RP下調(diào)UFUBE1UZ不變UR4UoUB2UCE2RP上調(diào)UFUBE1UZ不變UOR4T2T1UZR3R1RPR2RL+_+_UIUFIB1IC1UBE2UC1(UB2)UCE2

⑶輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍注：型號后XX兩位數(shù)字代表輸出電壓值三端集成穩(wěn)壓器固定式可調(diào)式正穩(wěn)壓W78XX負穩(wěn)壓W79XX三、集成穩(wěn)壓器三端集成穩(wěn)壓器管腳排列78系列－輸出正電壓79系列－輸出負電壓7805＋5V7806＋6V7808＋8V7809＋9V7810＋10V7812＋12V7815＋15V7818＋18V7824＋24V……7905－5V7906－6V7908－8V7909－9V7910－10V7912－12V7915－15V7918－18V7924－24V……輸入輸出輸入輸出地地1.輸出固定電壓的電路W7805穩(wěn)壓器基本接線圖C2W7805C1UIUO132－+－+W7905穩(wěn)壓器基本接線圖C2W7905C1UIUO231+－+－2.輸出正負電壓的電路W78XXC1UI132C1W79XX13C2C22

+_

+UO－UORL1RL2別名：可控硅（SCR)（SiliconControlledRectifier）是一種大功率半導體器件，出現(xiàn)于70年代。它的出現(xiàn)使半導體器件由弱電領域擴展到強電領域。

特點：體積小、重量輕、無噪聲、壽命長、容量大（正向平均電流達千安、正向耐壓達數(shù)千伏）。應用領域：整流（交流直流）逆變（直流交流）變頻（交流交流）斬波（直流直流）此外還可作無觸點開關等。一、晶閘管（Thyristor）9-2可控整流電路1結構A（陽極）P1P2N1三個

PN結N2四層半導體K（陰極）G（控制極）符號AKGGKP1P2N1N2APPNNNPAGK2工作原理示意圖APPNNNPGKig?ig??igKAGT1T21.UAK

>0、UGK>0時T1導通ib1=igic1=ig=ib2ic2=?ib2=ig

=ib1T2導通形成正反饋晶閘管迅速導通T1進一步導通ig?ig??igKAGT1T2(1)晶閘管開始工作時，UAK加反向電壓，或不加觸發(fā)信號（即UGK=0）。2.晶閘管導通后，去掉UGK依靠正反饋，晶閘管仍維持導通狀態(tài)。3.晶閘管截止的條件：(2)晶閘管正向導通后，令其截止，必須減小UAK，或加大回路電阻，使晶閘管中電流的正反饋效應不能維持。ig?ig??igKAGT1T2（1）晶閘管具有單向導電性。若使其關斷，必須降低UAK或加大回路電阻，把陽極電流減小到維持電流以下。正向導通條件：A、K間加正向電壓，G、K間加觸發(fā)信號。晶閘管的工作原理小結（2）晶閘管一旦導通，控制極失去作用。二、單相半波可控整流電路一、電阻性負載1.電路及工作原理u1u2uTuLAGKRL2.工作波形(設u1為正弦波)tu2tuGtuLtuT：控制角：導通角u1u2uTuLAGKRLu2>0時，加上觸發(fā)電壓uG

，晶閘管導通。且

uL

的大小隨uG

加入的早晚而變化；

u2<0時，晶閘管不通，uL=0。故稱可控整流。3.輸出電壓及電流的平均值電感性負載1.電路及工作原理設u1為正弦波Du2正半周時晶閘管導通，u2過零后，由于電感反電動勢的存在，晶閘管在一定時間內(nèi)仍維持導通，失去單向導電作用。D稱為續(xù)流二極管,加入D的目的就是消除反電動勢的影響。GAuLu1u2uTRKL2.工作波形tu2tuGtuLtuTGAuLu1u2uTRKL(1)不加續(xù)流二極管(2)加續(xù)流二極管tu2tuGtuTuLtiLAVDGAuLu1u2uTRKL3.電壓與電流的計算（加入續(xù)流二極管后的情況）(1)負載中的電壓及電流當L>>R時，ILAV在整個周期中可近似看做直流。(2)晶閘管的中電流平均值:有效值:三、橋式可控整流電路1.電路及工作原理

u2>0的導通路徑：u2

(A)T1RLD2u2

(B)T1、T2--晶閘管D1、D2--晶體管T1T2D1D2RLuLu2AB+-T2RLD1u2(A)u2(B)

u2<0的導通路徑：T1、T2--晶閘管D1、D2--晶體管T1T2D1D2RLuLu2AB+-2.工作波形tu2tuGtuLtuT1T1T2D1D2RLuLu2AB+-3.輸出電壓及電流的平均值二、電感性負載橋式可控整流電路該電路加續(xù)流二極管后電路工作情況以及負載上的電流、電壓和電阻性負載類似，請自行分析。u2T1T2D1D2DuLRL兩種常用可控整流電路的特點電路特點1.該電路只用一只晶閘管，且其上無反向電壓。2.晶閘管和負載上的電流相同。電路一：u2TD2D1D4uLRLD3T1T2D1D2u2uLRL電路特點1.該電路接入電感性負載時，D1、D2

便起續(xù)流二極管作用。2.由于T1的陽極和T2的陰極相連，兩管控制極必須加獨立的觸發(fā)信號。電路二：晶閘管承受過電壓的能力極差，電壓超過其反向擊穿電壓時，即使時間極短，也容易損壞。正向電壓超過轉折電壓時，會產(chǎn)生誤導通，導通后的電流較大，使器件受損。晶閘管的主要缺點：過流、過壓能力很差。晶閘管的熱容量很小，一旦過流，溫度急劇上升，器件被燒壞。例如：一只100A的晶閘管過電流為400A時，僅允許持續(xù)0.02秒，否則將被燒壞；晶閘管的保護過流保護措施快速熔斷器：電路中加快速熔斷器。過流繼電器：在輸出端裝直流過電流繼電器。過流截止電路：利用電流反饋減小晶閘管的導通角或停止觸發(fā)，從而切斷過流電路。接在輸出端接在輸入端和晶閘管串聯(lián)~阻容吸收硒整流堆過壓保護：利用電容吸收過壓。即將過電壓的能量變成電場能量儲存到電容中，然后由電阻消耗掉。：硒堆為非線性元件，過壓后迅速擊穿，其電阻減小，抑制過壓沖擊。硒堆~RCRRCC1單結晶體管結構等效電路E（發(fā)射極）B2（第二基極）B1（第一基極）NPEB2B1RB2RB1管內(nèi)基極體電阻PN結四觸發(fā)電路工作原理：當uE

<UA+UF=UP

時PN結反偏，iE很?。划攗E

UP時PN結正向導通,iE迅速增加。B2ERB1RB2B1AUBBiE--分壓比

(0.35~0.75)UP--峰點電壓UF--PN結正向導通壓降單結晶體管的特性和參數(shù)IEuEUVUPIVUV、IV--谷點電壓、電流（維持單結管導通的最小電壓、電流。）負阻區(qū)：UE>UP后，大量空穴注入基區(qū)，致使IE增加、UE反而下降，出現(xiàn)負阻。UP--

峰點電壓（單結管由截止變導通所需發(fā)射極電壓。）單結管符號EB2B1單結管重要特點1.UE<UV

時單結管截止；2.UE>UP

時單結管導通。2單結晶體管觸發(fā)電路uCttuouvuP振蕩波形RR2R1CUuCuOEB1B2431.

uE=

uC<UP

時，單結管不導通，uo

0。振蕩過程分析IR1R1、R2是外加的，不同于內(nèi)部的RB1、RB2。前者一般取幾十歐~幾百歐；RB1+RB2一般為2~15千歐。此時R1上的電流很小，其值為：RR2R1CUuCuOEB1B22.隨電容的充電，uC逐漸升高。當

uC

UP

時，單結管導通。然后電容放電，R1上便得到一個脈沖電壓。R2起溫度補償作用UPUVUP-UDUP、UV--

峰點、谷點電壓UD--PN結正向導通壓降ER2R1RCUuCuOuCtuot3.電容放電至uc

uv時，單結管重新關斷，使

uo0。注意：R值不能選的太小，否則單結管不能關斷，電路亦不能振蕩。脈沖寬度的計算：TuoucUPUVtw振蕩周期的計算：單結管觸發(fā)的可控整流電路主電路觸發(fā)電路一、電路u1R2R1aRPCucu2RbcdeDZT1T2D1D2uLRLu3二、波形關系u2uabU2MU2Mubc削波整流UZau2RbcDZUZUZ削波ucbudbUPUVueb電容充、放電UP-UD觸發(fā)脈沖UZR1R2RPCuccdeDZbuLu3ueb觸發(fā)脈沖輸出電壓u3T1T2D1D2uLRLbe1.單結管觸發(fā)的可控整流電路中，主電路和觸發(fā)電路為什么接在同一個變壓器上？3.一系列觸發(fā)脈沖中，為什么只有第一個起作用？其移相范圍（即控制角的變化范圍）有多大？4.輸出電壓如何調(diào)節(jié)，其大小如何計算？2.觸發(fā)電路中，整流后為什么加穩(wěn)壓管？問題討論1.單結管觸發(fā)的可控整流電路中，主電路和觸發(fā)電路為什么接在同一個變壓器上？目的是：保證主電路和觸發(fā)電路的電源電壓同時過零（即兩者同步），使電容在每半個周期均從零開始充電，從而保證每半個周期的第一個觸發(fā)脈沖出現(xiàn)的時刻相同（即角一樣），以使輸出平均電壓不變。2.觸發(fā)電路中，整流后為什么加穩(wěn)壓管？穩(wěn)壓管的作用是：將整流后的電壓變成梯形（即削波），使單結管兩端電壓穩(wěn)定在穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值上，從而保證單結管產(chǎn)生的脈沖幅度和每半個周期產(chǎn)生第一脈沖的時間，不受交流電源電壓變化的影響。3.一系列觸發(fā)脈沖中，為什么只有第一個起作用？其移相范圍（即控制角的變化范圍）有多大？根據(jù)單結管的特性，它一旦觸發(fā)導通，在陽極電壓足夠大的條件下，即使去掉觸發(fā)信號，仍能維持導通狀態(tài)。因此，每半個周期中只有一個觸發(fā)脈沖起作用。觸發(fā)脈沖移相范圍的計算f—電源電壓的頻率R2R1aRPCucu2RbcdeDZudet4.輸出電壓如何調(diào)節(jié)，其大小如何計算？RP

電容充電速度變慢uL電壓的調(diào)節(jié)電壓的計算三、具有放大環(huán)節(jié)的可控整流電路放大環(huán)節(jié)調(diào)節(jié)過程：US（給定電壓）T1管的uc1T2管的ic2電容充電速度加快觸發(fā)脈沖前移uL脈沖變壓器Ru2RE2R1RST1T2RE1RC1US單結管的其它應用1交流調(diào)壓主電路觸發(fā)電路u1~uG1G2RLuLu2RRE2R1RST1T2RE1RC1USuG1uG2電路特點：主電路的兩只晶閘管不共陰極，兩者的控制極必須由兩個獨立的觸發(fā)脈沖觸發(fā)，才能正常工作。因此，觸發(fā)電路中脈沖變壓器的副邊有兩個線圈，分別為兩只晶閘管提供觸發(fā)信號。主電路的兩只晶閘管，分別在交流電源的正負半周內(nèi)觸發(fā)導通，從而實現(xiàn)交流調(diào)壓的目的。波形關系uuG1uG2uL輸出電壓的調(diào)節(jié)uSuL

2單相無源逆變器變壓器直流電源具有中心抽頭的電感濾波電容+-EL1L2T1T2C1C2RLG1G2T工作原理：工作時，兩晶閘管由頻率一定、相位差為180°的兩個脈沖信號交替作用在它們的控制極上。從而由直流電源提供能量，在負載上得到交流電壓。當觸發(fā)脈沖作用于T1的控制極上時：T1導通，直流電源給電容C1充電，其方向如圖中虛線所示。充電電流通過變壓器T給負載提供一定的電壓；ULT1T2+-EL1L2C1C2RLG1G2T+-當觸發(fā)脈沖作用于T2的控制極時：T2導通，電容C1通過T2放電，其方向如圖中虛線所示。放電電流通過變壓器T給負載提供與上方向相反的電壓。UL電容放電時，放電電流在電感L2上產(chǎn)生感應電動勢，方向如圖所示。此感應電動勢通過互感，在L1上產(chǎn)生的電壓將晶閘管T1關斷；同理，電容充電時L2上的感應電動勢將T2關斷。+--+T1T2+-EL1L2C1C2RLG2T+-3晶閘管用做控制器件撥盤式密碼鎖控制電路123456789101112撥盤開鎖繼電器按鈕UCCJT3T2T1SD1D2R工作原理根據(jù)晶閘管的特性分析可知，開鎖時三個晶閘管的工作順序應該是：T1–T2–T3。否則T3或T2將因陽極和陰極間加不上電壓而不導通，繼電器線圈不通電，鎖打不開。

1.