【正文】 E B2 B1 RB1 RB2 D IE UE + UE IE B2 B1 E V P UV IV IP 0 UP 截止區(qū) 負(fù)阻區(qū) 飽和區(qū) B2 B1 E 結(jié)構(gòu)原理圖 符號(hào)圖 特性曲線圖 引腳圖 — 電工電子學(xué) — 西北大學(xué)化工學(xué)院 下頁(yè) 上頁(yè) 63 單結(jié)晶體管及觸發(fā)電路 R2 + UE IE K G V P UV IV IP 0 UP 截止區(qū) 負(fù)阻區(qū) 飽和區(qū) ?C的充電過(guò)程： UCC經(jīng) RW、 R1給 C充電 ,當(dāng) uC小于單結(jié)管的峰點(diǎn)電壓時(shí) ,T截止；當(dāng) uC升到峰點(diǎn)電壓時(shí)， T導(dǎo)通，R3產(chǎn)生一個(gè)尖脈沖 uG。 1. 交流調(diào)壓電路 （ 2）雙向晶閘管構(gòu)成的調(diào)壓電路 ?觸發(fā)二極管 0 I IAG IG=0 |IG|0 IH UBO UF U |IG|0 IG=0 A2 A1 G U I + IG 雙向晶閘管 圖形符號(hào) 及 伏安特性 U I + U I 0 ?雙向晶閘管 符號(hào)圖 伏安特性 特點(diǎn)： 當(dāng)兩端電壓增加到一定值（導(dǎo)通電壓 UP）時(shí)，二極管迅速導(dǎo)通，導(dǎo)通后壓降減小，正反向特性對(duì)稱(chēng)。 當(dāng) α =0時(shí)， θ =π ，晶閘管全導(dǎo)通， UL=，與橋式整流相同； 當(dāng) α =π 時(shí)， θ =0， UL=0。 即： 把交流電能變換成電壓 大小可調(diào) 的 直流 電能。 ?當(dāng)門(mén)極電壓 UGUG(sh)時(shí)， NMOS管截止， PNP管沒(méi)有基極電流， PNP截止， 即 IGBT關(guān)斷 。 全控型器件 — 既能控制其導(dǎo)通，又能控制其關(guān)斷的器件。 ⑤正向平均管壓降 UF—— 晶閘管正向?qū)〞r(shí)兩端平均電壓， ～ 。 ②正向阻斷峰值電壓 UDRM—— 為避免晶閘管正向擊穿所規(guī)定的最大正向電壓，其值小于 UBO。 A K G UAK UGK + + IA IG ① 若門(mén)極不加電壓， IG=0 — 電工電子學(xué) — 西北大學(xué)化工學(xué)院 下頁(yè) 上頁(yè) 48 晶閘管和絕緣門(mén)極雙極晶體管 （ 4）晶閘管伏安特性 0 UAK 晶閘管處于反向阻斷狀態(tài)，有很小的反向漏電流，當(dāng)反向電壓達(dá)到反向擊穿電壓 UBR時(shí)，晶閘管反向擊穿。 關(guān)斷的實(shí)用方法： ① 增大負(fù)載電阻、降低陽(yáng)極電壓 。 2 2 2CBII??1 1 2 1 2 2C C BI I? ? ???經(jīng) T2放大，得 再經(jīng) T1放大，得 — 電工電子學(xué) — 西北大學(xué)化工學(xué)院 下頁(yè) 上頁(yè) 46 晶閘管和絕緣門(mén)極雙極晶體管 （ 3）晶閘管導(dǎo)通條件及特點(diǎn) 導(dǎo)通條件： (缺一不可 ) ?陽(yáng)極與陰極之間加正向電壓； ?門(mén)極與陰極之間加正向觸發(fā)電壓。 ?當(dāng) UAK0， UGK0時(shí) ，產(chǎn)生門(mén)極電流 IG（即 IB2） 注意： 晶閘管一但導(dǎo)通，去掉 UGK，晶閘管依然能維持導(dǎo)通。 — 電工電子學(xué) — 西北大學(xué)化工學(xué)院 下頁(yè) 上頁(yè) 43 功率半導(dǎo)體器件和變流電路 主要內(nèi)容 功率半導(dǎo)體器件 可控整流電路 交流調(diào)壓和變頻電路 直流調(diào)壓電路 — 電工電子學(xué) — 西北大學(xué)化工學(xué)院 下頁(yè) 上頁(yè) 44 功率半導(dǎo)體器件 1. 晶閘管 —— 可控硅 是大功率 變流技術(shù) 中應(yīng)用最廣的一種功率半導(dǎo)體器件。 D為續(xù)流二極管。 脈頻調(diào)制型： 通過(guò)調(diào)整脈沖頻率來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓。 因此， 開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電路調(diào)整管功耗小、效率高、體積小、重量輕、允許電網(wǎng)電壓有較大有較大的波動(dòng)。 RP ～ 220V R1 C RL 解： 輔助電源 ( 1 ) ( 1 ) P PO R aR R RU U UR R R? ? ? ? ? ? ?+ + + 35V 2CZ12B 4 2200μF/50V F 1μ F 3kΩ 120Ω 680Ω 2CP10 D 50μ F/10V a 輸出電壓 RP在 0～ 3kΩ 之間調(diào)節(jié)時(shí)，輸出電壓 UO可在 0～ 30V的范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)。 R2 I1 I C RL 電路中 UR1=U21=，且 I1I，所以輸出電壓為 121 1 2 1 211 ( 1 )RO R R URU U I R U RRR? ? ? ? ? ? 可見(jiàn)： 改變 R2就可調(diào)節(jié)輸出電壓 UO； 當(dāng) R1取 240Ω ， R2取 電位器，則 UO的可調(diào)范圍為 ～ 37V。 它既保持了三端的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，又能在 ～ 37V的范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，并且穩(wěn)壓精度高，輸出紋波小。 CW7800 1 2 3 輸入 輸出 地 CW7900 1 2 3 輸入 輸出 地 CW7800系列有： 780 780 780 781 781 781 7824等。 串聯(lián)型穩(wěn)壓電路 CW7800系列和 CW7900系列最大輸出電流為 (需加散熱片 )。 ? 電路由： 取樣電路、基準(zhǔn)電壓源、比較放大器、調(diào)整管 四部分組成 。（ 1）畫(huà)出輸出電壓 uL的波形，并指出 u2正半周和負(fù)半周時(shí)導(dǎo)電回路；（ 2）列出輸出電壓平均值 UL與變壓器二次側(cè)電壓有效值 U2之間的關(guān)系式；（ 3）求流過(guò)負(fù)載的平均電流 IL和每個(gè)二極管的平均電流 ID；（ 4）二極管承受的最大反向電壓 UDRM。 ULU?? 電感濾波電路適用于負(fù)載電流大的場(chǎng)合。 橋式整流電容濾波，輸出電壓的平均值取： L2U =1 .2U 電容濾波時(shí)，二極管導(dǎo)通角減小，會(huì)出現(xiàn) 沖擊電流 ，因此二極管容量要大一點(diǎn)。 從輸出波形上看，電容濾波后，輸出電壓脈動(dòng)減小，波形平穩(wěn)了；且輸出電壓平均值也提高了。 例選擇 2CZ11A（ IFM=1A， URM=100V） + + + i2 2 1 1 1 1LI I A? ? ? ?變壓器容量為 2 2 2 20 1 22. 2S U I V A? ? ? ?IL — 電工電子學(xué) — 西北大學(xué)化工學(xué)院 下頁(yè) 上頁(yè) 25 (1)電路結(jié)構(gòu) RL D1 Tr a b u2 uL(uC) ～ 220V D2 D3 D4 iL C + + (2)工作原理及波形圖 ωt uL ?在 u2正半周且大于 uC時(shí)， D D3導(dǎo)通，對(duì) C充電， 即 ab段 。 輸出電壓高，脈動(dòng)小，變壓器利用率高。 RL=200Ω， U2=20V，試求： (1)負(fù)載上電壓和電流平均值； (2)二極管承受的最大反向電壓和通過(guò)的平均電流。 ?二極管的反向工作電壓 URM， 要大于變壓器副邊電壓的幅值 UM。 設(shè)變壓器 副邊電壓 為： 22u 2 si nUt???在 u2的正半周， D承受正向電壓而 導(dǎo)通 ，電流從 a點(diǎn)流出。 1 2 3 4 5 TDA2030 ui R2 R5 R6 R4 C1 C2 C3 C5 D1 D2 D3 +UCC RL 大容量電容 C為耦合電容。 14V時(shí)，負(fù)載 RL=4Ω 時(shí)，輸出功率 PO達(dá) 18W，電壓增益為 30dB（ ），頻帶寬 10HZ～ 14KHZ — 電工電子學(xué) — 西北大學(xué)化工學(xué)院 下頁(yè) 上頁(yè) 12 集成功率放大器舉例 典型應(yīng)用一： TDA2030集成音頻功率放大器接成 OCL R C R3構(gòu)成 電壓串聯(lián)負(fù)反饋 ，改變 R2或 R3可 改變電壓增益 。 電源為 177。 ?C C2為 隔直電容 。 引入負(fù)反饋使放大電路工作比較穩(wěn)定，具有較好的放大性能。 該電壓 UC是信號(hào)負(fù)半周時(shí) T2的電源 。 RB2 ui + +UCC D1 D2 RL T1 uo UCC RB1 T2 A0 + + RE1 RE2 R1 R2 R3 E ?RE RE2起 電流串聯(lián)負(fù)反饋 作用； R R2起 電壓串聯(lián)負(fù)反饋 作用。 （ 3）特點(diǎn) :（理想情況） 最大輸出功率 ： 最高效率 ： 交越失真 m a x 100% %4?? ? ? ?2m a x 12CCLUPR?OCL電路線路簡(jiǎn)單，效率高；但有交越失真， T T2必須對(duì)稱(chēng) 。 ②無(wú)輸出電容電路 (OCL)： 使用 雙電源 ,使互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)電路直接與負(fù)載相連 ,省去輸出電容 ,構(gòu)成無(wú)輸出電容（ Output Capacitorless）電路。 由于晶體管有死區(qū)電壓，所以在輸出波形過(guò)零點(diǎn)附近會(huì)出現(xiàn)失真，稱(chēng)為 交越失真 。 （ 3）效率要高。 — 電工電子學(xué) — 西北大學(xué)化工學(xué)院 下頁(yè) 上頁(yè) 4 5. 功率放大電路的效率： 概述 提高功率放大電路效率的方法是， 減小功率管的集電極功耗 。 概述 2. 功率電子電路的類(lèi)型 : 3. 功率放大電路 : 放大電路的輸出不僅要有足夠大的電壓，還要輸出足夠大的電流，能推動(dòng)負(fù)載正常運(yùn)行，這樣的電路稱(chēng)為 功率放大電路 ?！?電工電子學(xué) — 西北大學(xué)化工學(xué)院 下頁(yè) 上頁(yè) 1 第 8 章 功率電子電路 低頻功率放大電路 直流穩(wěn)壓電源 功率半導(dǎo)體器件和變流電路 主要內(nèi)容 — 電工電子學(xué) — 西北大學(xué)化工學(xué)院 下頁(yè) 上頁(yè) 2 低頻功率放大電路 主要內(nèi)容 概述 基本功率放大電路 集成功率放大器舉例 — 電工電子學(xué) — 西北大學(xué)化工學(xué)院 下頁(yè) 上頁(yè) 3 1. 功率電子電路： 根據(jù)功能分為兩類(lèi)： （ 1） 功率放大： 即將輸入信號(hào)放大，使負(fù)載獲得所需要的信號(hào)功率。 向負(fù)載 提供功率為主要目的 的電子電路。 效率 指輸出的 信號(hào)功率 PO與電源輸出（消耗）功率 PS的百分比，即 100%OSPP? ??4. 功率放大電路的要求 : （ 1）輸出功率盡可能大，使負(fù)載能獲得所需的功率。 功率放大電路是個(gè)能量轉(zhuǎn)換電路， 轉(zhuǎn)換效率 是一個(gè)重要的問(wèn)題。 （ 3）甲乙類(lèi)工作狀態(tài) 特點(diǎn)是： 靜態(tài)集電極電流很小，波形好，無(wú)失真，管耗小，效率高。 +UCC RL T1 ui T2 + Tr1 Tr2 RL ui +UCC RB C T Tr 特點(diǎn)是： 優(yōu)點(diǎn)是利用變壓器的變阻作用，實(shí)現(xiàn) 阻抗匹配 ，負(fù)載能獲得最大功率；但變壓器體積大，重量重，易引入電磁干擾，頻