电子技术基础晶闸管及应用电路(3)

使晶闸管误触发等。 过电流保护的作用是，一旦有过电流产生威胁晶闸管时，能在允许时间内快速的将过电流切断，以防止晶闸管损坏。在实际电路中，常采用快速熔断器进行过流保护，快速熔断器保护电路有三种，见图6-38。

图6-38

教 案 用 纸

学 科 电子技术基础 第 六 章 晶闸管及应用电路 第 五 节 晶闸管的触发电路 审 批 签 字 讲授，示范 授 课 班 级 08数控 授 课 时 数 授 课 时 间 教 学 目 的 教 学 重 点 和 难 点 复 习 提 问 2 授 课 方 法 2009.11.20 使学生了解晶闸管触发电路的基本构成。 重点：晶闸管触发电路的构成。 难点：晶闸管触发电路工作原理。 如何构成晶闸管保护电路？ 教 具 课外作业题号 8，9 教 学 内 容 、 方 法 和 过 程 一、组织教学 二、前课复习：晶闸管保护电路构成及连接方式。 三、新课导入：要使晶闸管导通，除了在它的阳极与阴极之间加上正向电压外，还必须在它的门极加上适当的触发信号。能够晶闸管提供触发信号的电路称为触发电路。对触发电路的要求是：与主电路同步，能平稳移相且有足够的 移相范围，脉冲前沿陡且有足够的幅值与脉宽，稳定性与抗干扰性好等。 四、新课讲解：详见附页 五、知识点总结回顾 附 记

§6-5晶闸管的触发电路

触发电路的种类很多，主要有单结晶体管触发电路和集成触发电路。 一、单结晶体管触发电路 1．单结晶体管

（1）单结晶体管的结构和符号

单结晶体管内部有一个PN结，有三个电极，分别是发射极和两个基极，又叫双基极二极管。单结晶体管的内部结构：在一块高电阻率的N型硅片两端制作两个接触电极，分别叫做第一基极和第二基极，分别用B1(b1)和B2(b2)表示，硅片的另一侧在靠近第二基极B2处制作了一个PN结，并在P型硅片上引出发射极E。单结晶体管的符号如图6-39(a)所示，等效电路如图6-39(b)所示。

（2）单结晶体管的伏安特性

图6-40为单结晶体管的伏安特性曲线。

当UE＜UA时，PN结反向截止，单结晶体管截止。对应曲线中P点以前的区域称为截止区。 当UE≥UA时，PN结正向导通，IE显著增加，RB1阻值迅速减小，UE相应下降。电压随电流增加反而下降的特性，称为“负阻特性”。管子由截止区进入负阻区的临界点P，称为“峰点”，与其对应的发射极电压和电流，分别称为峰点电压Up和峰点电流Ip。 随着IE上升，UE下降，当降到V点后，UE不再降了，V点称为“谷点”，与其对应的发射极电压和电流，称为谷点电压UV和谷点电流IV。

过了V点后，单结晶体管又恢复正阻特性，即UE随IE增加而缓慢上升，但变化很小，谷点右边的区域称为饱和区。如果UE＜UV，管子重新截止。

单结晶体管具有如下特点：当发射极电压等于峰点电压Up时，单结晶体管导通。导通后，发射极电压UE减小，当发射极电压UE减小到谷点电压UV时，管子又由导通转变为截止。一般单结晶体管的谷点电压在2~5V。 2．单结晶体管振荡电路

利用单结晶体管的负阻特性和RC电路的充放电特性，组成频率可调的振荡电路，用来产生晶闸管的触发脉冲。该电路又称单结晶体管脉冲振荡电路，电路如图6-42所示。 3．单结晶体管触发电路

图6-43为一个具有触发电路的单相半控桥式整流电路，图的上半部分是单结晶体管触发电路。 二、集成触发器

随着电力电子技术的发展，近年来开始使用集成触发器，如KJ、KC系列集成触发器、KCZ系列集成触发器等。课本图6-48为采用集成触发器的单半控桥式整流电路。

教 案 用 纸

学 科 电子技术基础 第 六 章 晶闸管及应用电路 第 六 节 晶闸管的其他应用电路 第 七 节 双向晶闸管简介 2 授 课 方 法 2009.11.20 审 批 签 字 讲授，示范 授 课 班 级 08数控 授 课 时 数 授 课 时 间 教 学 目 的 教 学 重 点 和 难 点 复 习 提 问 使学生对晶闸管的应用电路有个了解。 重点：变频器、单相调压器的构成。 难点：变频原理，调压器原理。 晶闸管振荡电路的结构怎样？ 教 具 课外作业题号 教 学 内 容 、 方 法 和 过 程 一、组织教学 二、前课复习：晶闸管振荡电路的构成及其工作原理。 三、新课导入：晶闸管可以构成很多应用电路，在电子设备中得到广泛的应用，如逆变器、变频器、交流调压器等。 四、新课讲解：详见附页 五、知识点总结回顾 附 记

§6-6晶闸管的其他应用电路

一、逆变器

可控整流电路能够实现交流到可变直流的转换。在生产实践中，存在着与整流相反的要求，即要求把直流电转变为交流电，这种对应于整流的逆向过程，称为逆变。把直流电逆变成交流电的电路称为逆变电路，又称逆变器。逆变器可分为有源逆变器和无源逆变器两类。

有源逆变器是将直流电逆变为与电网同频率的交流电，并反送给电网。有源逆变器过程为：直流电→逆变器→交流电→交流电网。有源逆变电路常用于直流可逆调速系统、交流绕线转子电动机串级调速，以及高压直流输电等方面。

无源逆变器是将直流电逆变为某一频率的交流电，并直接供给交流负载使用。无源逆变过程为：直流电→逆变器→交流电→负载。无源逆变器的应用非常广泛，在已有的各种电源中，如蓄电池、干电池、太阳能电池等都是直流电源，当需要这些电源向交流负载供电时，就需要逆变电路。另外，交流电机调速用变频器、不间断电源、感应加热电源等电力电子装置，其电路的核心部分都是逆变电路。 二、变频器

将某一频率的电源转换成另一频率的电源称为变频。变频器分为交—交变频和交—直—交变频两大类。

交—交变频是一种直接变频器，可由两组反向并联的整流器组成，如图6-49所示。如果令正组整流器和反组整流器轮流导通，负载上就获得交变的输出电压uL。

交—直—交变频器是一种间接变频器，由整流器和逆变器组成，如图6-50所示。如果令两组晶闸管V1、V4和V2、V3轮流切换导通，负载上就可得到交流输出电压uL。输出电压的频率取决于两组晶闸管的切换频率。

变频器广泛应用于异步电动机的变频调速。 三、单相交流调压器

交流调压器常用于电动机的调压、调速与正反转控制，以及机场、摄影、舞台灯的调光和加热炉的温度控制等。图6-51所示为用两个反向并联的晶闸管组成的交流调压电路。

当电压ui为正半周时，在t1时刻将触发脉冲加到V2的门极，V2被触发导通。当ui过零时，V2自行关断。当电源电压ui为负半周时，在t2时刻将触发脉冲加到V1的门极，V1被触发导通。当ui过零时，V1自行关断。调节控制角α就可实现交流调压。

§6-5双向晶闸管简介

一、双向晶闸管的结构和符号

双向晶闸管是在同一块硅晶片上由NPNPN五层半导体组成的，实质上是两只反向并联的单向晶闸管。它有三个电极，门极G，两个主电极T1、T2。图6-52为双向晶闸管的结构示意图和图形符号。

二、双向晶闸管的特性

双向晶闸管具有以下特点：

（1）门极上无触发电压时，双向晶闸管不导通；

（2）无论主电极电压极性如何，门极的触发信号无论是正还是负，只要电压足够大，均可触发导通；

（3）双向晶闸管一旦导通，门极便失去控制作用。主电极电流减小至维持电流时，双向晶闸管即关断。

双向晶闸管具有正、反两个方向都能控制导通的特性，所以主电极电压不像单向晶闸管那样都是直流，而是交流形式，一般用于控制交流负载。

三、应用实例

1．双向晶闸管的调压电路

图6-55为双向晶闸管构成的交流调压电路。结合图6-55讲解该电路的调压原理。 2．安全感应开关

图6-56为安全感应开关。结合图6-56讲解该安全感应开关的控制原理。

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