單向可控整流電路

單向可控整流電路

晶閘管的基本工作原理晶閘管是用硅材料制成的半導體器件，它由4層半導體(PNPN)構成。有3個PN結：J1、J2和J3。由p1引出陽極A，n2

引出陰極C,中間的p2引出控制極G，如圖7-10(a)所示，晶閘管的符號如圖(b)所示。晶閘管可以看成是一個PNP型晶體管與一個NPN型晶體管按圖7-11(a)和(b)所示那樣連接在一起的晶體管組。由圖7-11(b)可知，V1的集電極與V2的基極相連，V2的集電極又和V1的基極相連，這樣就構成了正反饋電路。整流電路設計舉例例7-1設計一個橋式整流電容濾波電路，用220V、50Hz交流供電，要求輸出直流電壓Uo＝45V，負載電流IL＝200mA。解（1）電路。電路如圖7-9所示。

(2)整流二極管的選擇。從表7-2可得

ID＝L＝0.5×200＝100mAUo＝1.2U2

所以

U2

＝每個二極管承受的最大反向電壓其中所以(4)對電源變壓器T的要求。變壓器次級線圈電壓的有效值U2在前面已經求出，為。變壓器次級線圈電流有效值I2比IL

大，I2與IL的關系取決于電流脈沖波形的形狀，波形愈尖，有效值越大。一般取I2～3)I2

。這里取

I2

＝1.5IL

＝1.5×200＝300mA

這樣就對電源變壓器的繞制提出了依據。

7.1.7穩(wěn)壓電源的主要性能指標

(1)穩(wěn)壓系數(shù)S定義為S越大，穩(wěn)壓性能越好。

(2)輸出電阻(電源內阻)Ro

定義為Ro越小，穩(wěn)壓性能越好。

(3)輸出紋波電壓。輸出紋波電壓是指電源輸出端的交流電壓分量。它的大小主要取決于濾波和穩(wěn)壓電路的質量，也與整流電路的形式有關。圖7-10晶閘管結構和符號圖7-11晶閘管等效電路（a）結構;（b）符號

它具有兩個穩(wěn)定狀態(tài)：兩管同時截止和兩管同時飽和。前者相當于晶閘管的截止狀態(tài),而后者則相當于導通狀態(tài)。由此可見，晶閘管導通時的壓降很低。當晶閘管控制極不加觸發(fā)信號(IG＝0)而陽極加正壓時，J2結處于反偏。如果所加電壓較低，積累過程不會發(fā)生，晶閘管處于截止狀態(tài)，流過晶閘管的電流等于J2結的漏電流。如果把晶閘管的陽極電壓升高到一定數(shù)值時，就會產生積累過程，使V1、V2同時轉換到飽和狀態(tài)，晶閘管變?yōu)閷āＪ咕чl管由截止轉為導通的電壓稱為“正向轉折電壓”。在晶閘管處于導通狀態(tài)時，3個PN結都為正向偏置(因為兩個等效三極管均飽和)，而且J2結上的正偏方向和其他兩個結相反，所以晶閘管導通時的陽極電壓和單個PN結差不多，一般只有1V多.

在晶閘管的控制極加觸發(fā)信號(IG≠0)時，情況有所不同。由于觸發(fā)電流的輸入，V2管的基極電流加大，從而使它的集電極電流(即V1的基極電流)以及V1的集電極電流都比較大。因此，對應于同樣的陽極電壓，陽極電流要比不加觸發(fā)時為大。由于電流大，在較低的陽極電壓時就會產生積累過程，晶閘管較早地由截止轉換為導通。圖7-12畫出了IG為幾種不同數(shù)值時的晶閘管的伏安特性。晶閘管的反向特性與一般二極管相似。在反向漏電流急劇增大時，所對應的電壓為反向擊穿電壓UBR。圖7-12晶閘管伏安特性

7.2.2單相半波可控整流電路電阻負載單相半波可控整流電路如圖7-13(a)所示，交流輸入電壓ui、觸發(fā)電壓ug的波形分別如圖(b)和(c)所示。在ui

正半周內，晶閘管承受正向電壓。但是，在0～α之間，由于控制極未加入觸發(fā)電壓ug，所以晶閘管處于正向阻斷狀態(tài)。如果忽略晶閘管的正向漏電流，流過負載RL的電流iL就等于零，負載兩端的電壓uL也為零。負載電壓uL的波形如圖7-13(d)所示。當ωt＝α時，晶閘管V因得到觸