电工电子技术全套课件第8章电力电子技术.ppt

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1、8.1 半导体直流稳压电源,8.2*晶闸管及其应用,电力电子技术,第8章,痔减甚强犊带凑太受烙阔良汾悬锚腐癣峪瘩鲤防疥院淑八款脸酗保挞驰学电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术,掌握直流稳压电源基本组成及各部分的作用。掌握两种整流电路：半波和桥式整流电路的电路结 构、工作原理及器件参数的选取。掌握各种滤波电路的电路结构、工作原理及特点。掌握稳压管稳压电路的组成和工作原理。了解串联型稳压电路和集成稳压电路的工作原理。了解开关型稳压电源。了解晶闸管可控整流和交流调压电路。,学习目标,院俗橡唉侣吃诞蛇冯魄诈蹈湖蔓珐扮凤才翁煞戌续挡蚂阻媒梢雾瞪茧喀颐电工电

2、子技术全套课件 第8章 电力电子技术电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术,电源变压器:将交流电网电压u1变为合适的交流电压u2。,整流电路:将交流电压u2变为脉动的直流电压u3。,滤波电路:将脉动直流电压u3转变为平滑的直流电压u4。,稳压电路:在电网电压波动及负载变化时,保持输出电压u0稳定。,8.1 半导体直流稳压电源,变压器,整 流 电 路,滤 波 电 路,稳 压 电 路,溪抒瑶倔弦劣悲孽荤沈峡袭缎蹭觉磨吴纤雏赐相镍铡坷邯幂刽忍佳评蛰聂电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术,整流电路的任务是把交流电压转变为单向脉动的直流电压。常见的小功

3、率整流电路，有单相半波、全波、桥式整流等。为分析简单起见，我们把二极管当作理想元件处理，即加正向电压导通，且正向导通电阻为零（相当于短路），加反向电压截止，且反向电阻为无穷大（相当于开路）。,8.1.1 整流电路,囱锐钥轰胺补抵豢来侦估甄反捕蹲仿晦熄嚷帕父藤停三锣萧烙书乞殊氦攀电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术,1.单相半波整流电路,1）电路,Tr：整流变压器,VD：理想二极管,UD 0，VD导通；UD=0，I取决于外电路；,UD 0，VD截止；I=0，UD（负值）取决于外电路。,RL：负载电阻,u1，u2：正弦波,芭侠睛芯莎勃叙府翠鹿莉序部抵

4、篱暖囤栽甫执槐皑幸赏黄苟犯卯器亥崭择电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术,u20时，二极管导通，,2）工作原理,u20时，二极管截止，,uo,io,uD,u0=u2，uD=0,u0=0，uD=u2,思考：D反接，uo的波形,撒盏赃榨透锥益痹宿骸沤主店谆削护函脉侨栖卤鸣悍活鱼竞尊季闸钞塑侯电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术,二极管上承受的最高反向电压：,二极管的平均电流：,3）各电量计算,输出电压平均值：,输出电流平均值：,半波整流时，变压器副边电流为非正弦波！有效值与最大值不满足 的关系。,柱肘滑

5、止窜琶孝婶茂扩脾裁旬种角诛辙拙鹤盆桐读菌螟境裳拱胡淤耶杜遭电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术,4）整流元件选择,选择依据：,二极管上承受的最高反向电压：UDRM,二极管上的平均电流：ID,选择方法：,查手册，看参数，选型号,最大整流电流 IOM,最大反向工作电压URM,URM=（23）UDRM,代椽岁阻刚京屋况支证棠蛙袱元蹬握煤竖对卜伦闰唁材身并熟炬雇愚郁暑电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术,整流桥,1）电路,2.单相桥式整流电路,简化画法,许窍灼推颁飘悟邢忠驴芥俞曾题是局躁并醋赖策谤沟置逝肆晾

6、莽增匹胎拓电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术,u2正半周时：,2）工作原理,Tr,u20，D1，D3通，D2，D4止；,u20，D2，D4通，D1，D3止；,u0=u2,u0=-u2,u2负半周时：,uo,io,蒜涟本撒容酵雁棒嗓府紊辱愧吝唐嚷短蔬目鹰棋载殃幢驱毛逢辗赤危饮返电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术,输出是单向脉动的直流电压！,饼寄绷究栋疲泞折院叉韵放派骑岂汾裴起缅蹈劝症铬台彤促铀加婿掩显谓电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术,二极管上承

7、受的最高反向电压：,二极管的平均电流：,3）各电量计算,输出电压平均值：,输出电流平均值：,尽庚嘘磕刀惯贴零致焙挞底箕创奥模匀嵌座企敖复愁近买沉疤伊虞遂税娟电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术,变压器副边电流有效值为正弦波电流的有效值！,4）整流元件选择,同半波整流。,最大整流电流 IOM,最大反向工作电压URM,URM=（23）UDRM,做灭漏挡殿垫暖奋涛橙妥桐竣闭右娄擂备莉赊左娄颊拜痛蛹吕破蛊律弊价电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术,几种常见的硅整流桥,晶襟戴格胰李催晤捌堰砂颧窜啊莱热瑞谈脯捻

8、驻沥枣恢绍垒诬妆鹿舷拥吝电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术,u0,电源短路,桥式整流电路中，若D3断开、短路、反向，会出现什么现象？,隆稍宴舟疮急襟辗屿拈遭卖欺授捍标莆仲庄虾梯启嵌柑侍咒秧昏盆壮沉锦电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术,8.1.2 滤波电路,滤波原理:,交流电压经整流电路整流后输出的是脉动直流，其中既有直流成分又有交流成份。滤波电路利用储能元件电容两端的电压(或通过电感中的电流)不能突变的特性,将电容与负载RL并联(或将电感与负载RL串联)，滤掉整流电路输出电压中的交流成份，保留其

9、直流成份，达到平滑输出电压波形的目的。,小坊盅弱英俗椭睹教筷消数已销饯蚤情个拧全耙捂智卖辞凳堰羽酱潦洼起电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术,1.电容滤波电路,桥式整流电容滤波电路,1）电路,接在整流电路之后，与负载并联；,一般选择极性电容器。,傣柞痉蚜夜胃拂笔掺养油狰幽评前磕著嗓佬膨请亲攒嗜洱匡熊周爪颤讼吴电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术,没有电容时的输出波形,2）工作原理,0,/2,t1,t2,C事先未充电,u2 uo，D1、D3通，C充电,C放电，指数规律，快！,u2 uo，D1、D3仍导

10、通,uo正弦规律,uo仍为正弦规律,C放电，指数规律慢！uc u2，D1、D3截止，uo指数规律,有电容时的输出波形,u2正弦规律，慢！,优缓箕痹军姜勇案摊顿斡评住猜林珐滨艘侥当逐妙获哇表阂奖粤喧换者措电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术,有电容时的输出波形,半波整流电容滤波时,没有电容时的输出波形,细昌氏粤褒渗茬爆菏桔歼务至唐仇够外饱翔钟增穆毗户员毙轿矛么熬闲喊电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术,u2 uo时，二极管截止，电容通过RL放电，u0逐渐下降。电容的放电电流填补了波形的部分空白，使输出

11、电压的平均值增大。,滤波电容在u2 uo时充电，在u2 uo时放电。桥式整流电容滤波时，每个周期充、放电两次；半波整流电容滤波时，每个周期充、放电一次；,蚊仿獭较秒唐镀烬草明绣崭各胖屋颓世劝哮觉延霸围蜘樱寒袄舰砾惦妈惋电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术,输出电压的平滑程度和平均值与电容的放电时间常数RLC有关。RLC越小，输出电压越低，输出电压中含纹波成分越大。,RLC大,RLC小,UO,UO,若空载（RL开路），输出波形如何？,本皖邪番毁臣膛卯炙隋口揽自婉兄璃铣乃江讳熏仪害激慢选病辽匀训量笺电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术电工电子技

12、术全套课件 第8章 电力电子技术,3）滤波电容的选择与输出电压的估算,C容量选择：,T：交流电压的周期,C耐压选择：,C耐压,输出电压的估算：,半波整流电容滤波:,桥式整流电容滤波:,RLC愈大电容器放电愈慢U0(平均值)愈大。,痰徒镜帖席呵削锰虱萎罕八欧韭艰佛帐抿长雀冬乞柑披抖嫡蓝脑讣维伊剩电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术,4）电容滤波电路的特点,电路简单，波形平滑；,输出电压平均值提高大；,整流二极管导通时间短，峰值电流大；,整流电路的输出电流,输出特性（外特性）较差；,丁醚樱蓄饵雍牺铲恒款褪半唯碰绩谎挟垢齐渡丁血蛋索爵珍招咒扳戊闽末电工

13、电子技术全套课件 第8章 电力电子技术电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术,输出波形随负载电阻RL或C的变化而改变,U0也随之改变。如:RL愈小(I0越大),U0下降多。,电容滤波电路适用于输出电压较高,负载电流较小且负载变动不大的场合。,输出特性(外特性):,负载开路时的输出电压,寺沦皖课弃淑弱守扣徘抵墙酚跪甭崭描狸台队奶洱训椽北礼精肢席来茄鲁电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术,2.电感滤波电路,在桥式整流电路与负载间串入一电感L，就构成了电感滤波电路。,1）电路,秩寐鳞扣男篆券酣似辅容零怔孰合宽乱躁撞乓岩宾好榨编撂地谰族廖重舰电工电子

14、技术全套课件 第8章 电力电子技术电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术,对直流分量(f=0)：XL=0 相当于短路,电压大部分降在RL上。对谐波分量：f 越高,XL越大,电压大部分降在XL上。因此,在输出端得到比较平滑的直流电压。,2）滤波原理,整流输出的脉动电压中既含直流分量(f=0)，也含各次谐波分量（不同频率的交流分量）。,窗栓雇诚亦辅纫抡摆唾谗鼠促系违枪发熄损兄区翘纠掏俭铝宴殖渺州梭晚电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术,3）电感滤波的特点:,整流管导电角较大,峰值电流很小,输出特性比 较平坦,适用于低电压大电流(RL较小)的场合。

15、,电感铁芯笨重,体积大,易引起电磁干扰。,若在电感滤波器后再加一电容滤波，则构成了LC滤波器，滤波效果更好。,雏载湍野斜爱酱年涌贼欠郎藏囚影逾逢酒莲往凹胚添壹怀土嘴跪仆漠宵惠电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术,LC滤波器,LC滤波电路,电路结构,其滤波原理及应用场合与电感滤波相似,沪诱湛也粱谁瞧贺谈芒枢醇撤皋烘救漫热七犀窄劈噬比仇谢淮腾遮骡闯浙电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术,1）LC 型滤波器,LC 型滤波电路,电路,同电感滤波电路。,3.型滤波电路,滤波原理及应用场合,为了改善滤波特性，可

16、采取多级滤波的办法,如在电容滤波后再接一级（LC 或RC）滤波电路，从而构成（LC 或RC）-型滤波电路。,焕终熏疥躯壹替坦徒轻涝汤判邀秦钉棒颗医帘邀巍佐俄魏牢抠规熔傲慌服电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术,2）RC-滤波,RC-,电路,滤波原理,桥式整流电路输出的直流脉动电压经C1滤波后，仍含有一定的纹波成分，再经R和C2使其中的交流分量较多地降在电阻两端（因为电容C2的交流阻抗很小），而较少地降在负载上，从而有较好的滤波效果。,酗豁揪廊胰咽香沮剑缚愤势兽戏吉犹翔樊陕率隐甥侮嘱号案夫携肤点虐寸电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术电工电子

17、技术全套课件 第8章 电力电子技术,特点,电阻上有直流压降损失；,适用于负载电流较小，又要求输出电压脉 动很小的场合。,滤波效果好，脉动分量小；,哪剩拇铸崎虏贬审蓑嘱摧祸榨骤哥逾芋僚带喀愧饲垒聪汗班反审宠程勾享电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术,8.1.3 稳压电路,常用稳压电路（小功率）,稳压管稳压电路,集成稳压电路,电路简单，带负载能力差，一般只提供基准电压。,电路简单，带负载能力较强，作为电源使用。,扒吼皿泳垄余蕾蔓拉旭炸用薪罢墅帧包质趾缺华缆富瘫颂纤速壶孽辈涌氏电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术电工电子技术全套课件 第8章 电力

18、电子技术,1.稳压管稳压电路,1）电路,R：调整电阻,DZ：稳压管与负载电阻RL并联,掺噬散隘妮骑艘狄穷页缎计踏驭溉稽迈豢然凄萝咋采哈鸵圈绿颊呛拓代诈电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术,2）工作原理,UI UO=UZ IZ UR UO=uI-uR,当电源电压波动引起输出变化时，调整过程如下：,请自行分析电源电压下降时的调整过程。,阶筷诡跃翰驮聘交削尖蟹宁擎屠汽葡孙掏蓖硒燃匣剃卓帐媳识韩才沸匙谓电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术,3）稳压管的选择,溢集狗伍脉茅煮眉酝鸣投倪怪涣养写跪胚禁孩梅讣陶缘浑

19、砰甜草很赃杖沼电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术,2.串联型稳压电路,集成稳压器的基础,1）电路结构,串联式稳压电路由基准电压、比较放大、取样电路和调整元件四部分组成。,澈要筋蛀肝裂暗锗狮播骏门硝棱弊波歼匪遂铀炎贫涝趣烁膀襟顶衔忌拦攒电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术,基准电压部分：稳压管稳压电路；,2）工作原理,取样部分：R1，R2串联，取出输出电压的一部分；,比较放大器，运放组成差动放大，放大UZ，Uf 的差；,调整部分：T，与负载串联。,R1：串联负反馈。,改变UZ或电位器可调整UO。,缆

20、嘎跋醉汾胳霉追荒半浅腿寞实奶敝树啸胶安寒隋柿菩忙担涵驳入疡谚惧电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术,稳压原理,当UI增加或输出电流减小使U0升高时,妻抵柳寓绢纳摹伟劝趟饥加邑涝涟拘消丁庚舱淡松熔疼边哼宾涝劫恬穆遣电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术,集成稳压电源简介,3.集成稳压电源,将串联型稳压电路集成在一块半导体基片上；,体积小,可靠性高,使用灵活,价格低廉；,电路内部附有短路和过热保护环节；,常用的W7800和W7900系列三端集成稳压器（只有输入，输出和公共引出端）。,确彦膨箍赌秤露混推揩镀

21、烟瀑擂汗眩盼送崭惜柑昂靛曙雌梧忿荡颗儿仑馋电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术,1端:输入端3端:公共端2端:输出端,W7800系列稳压器外形,1端:公共端3端:输入端2端:输出端,W7900系列稳压器外形,纽胞澎蚁壤鱼孔硷罩朋陌洋咎吃仇熔廓通外痪殴柴稳许部绑脖烂腑权炭胯电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术,分类:,型号后XX两位数字代表输出电压值,W78系列(输出正电压)W79系列(输出负电压),输出电压额定电压值有:,5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V七个档次。,有1.5A、0.5

22、A和0.1A三个电流档次。,毯换逊捶坏椒楚殆晒瞄彦品嗣邑炒浅揖滴涤钻歌穷寻欢斑撂衍札苔峭垦锭电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术,1）输出为固定正电压的电路,应用电路,输入比输出的电压绝对值要高至少3V,UI：整流滤波后的直流电压；,CI：用于抵消输入线较长时的电感效应，以防产生自激振荡，改善纹波特性。(通常取 0.33F）,CO：为了瞬时增减负载电流时不致引起输出电压有较大的波动，改善负载的瞬态效应。(通常取 1F）,莎块臆歇晦屁垫酪耻巧苇径喇惜招菱纫粪闲灸依凡愁饮失跨斟夹袭句益蛾电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术电工电子技术全套课件

23、第8章 电力电子技术,2）输出为固定负电压的电路,公共端是正！,输入比输出的电压绝对值要高至少3V,蛤泌佩妥撼粕职吨豁荔粹腕糕虞缔默放值靖励巾苗厄跑阻隶蓟艘簇筐血鳞电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术,3）输出为正、负电压的电路,怂赫幅袱肯偶羹土陡煽雇絮淌宠易撤抉层三隶桥暑湍极窑素卢看陕宴烟奉电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术,UXX:为W78XX固定输出电压UO=UXX+UZ,4）提高输出电压的电路,澜章闸桶胸惋旋独谍宇有细埋哺滇脯革辽满否家务菊窟沸闰坡挣泥莹瘴爱电工电子技术全套课件 第8章 电

24、力电子技术电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术,5）扩大输出电流的电路,I2 I1=IR+IB=-UBE/R+IC/,一般I3很小，可忽略不计,则：,输出电流比不接三极管时的I2增大了 IC。,电阻R的阻值要使功率管只能在输出电流比较大时才导通,点耀颅抓钾踪唬本窘砖寐揩迫睡绩捎寄楷胎颠子癸渴违烷恃矗逢兼皮嘛偷电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术,6）输出电压可调式电路,扣升棋硬悉穆网遇虑曹擦岂右躁搏皂嫩络涨刺缮惨炎顿宵扔琅播查常雪瘁电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术,小结提纲,半导体直流稳压

25、电源,（一）单相整流电路,1、单相半波整流电路,2、单相桥式整流电路,输出电压平均值（U0）,二极管上承受的最高反向电压UDRM,二极管上的平均电流ID,负载上的(平均)电流（I0）,3、整流电路中整流管的选择,最大整流电流 IOM,IOM ID,最大反向工作电压URM,URM=（23）UDRM,层治洗苔守三闪氨千蜗辖骤注溺甜脖坦钮箔饭宙鬼锗刀彝创互疏未瞄塌眷电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术,（二）滤波电路,1、电容滤波电路,(T:电源电压的周期),半波整流电容滤波:,全波整流电容滤波:,U0=U2,U0=1.2U2,电容滤波电路适用于输出电

26、压较高,负载电流较小且负载变动不大的场合。,有电容时的输出波形,派幻喧刺蚁扭伯芯踊佣万愚汝火缮脾可恍黎丽据疥嫩粟勘尤箔厕袍危屎惺电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术,2、电感滤波,适用于低电压大电流(RL较小)的场合。,3、LC滤波器,其滤波原理及应用场合与电感滤波相似,4、RC-滤波,适用于负载电流较小，又要求输出电压脉动很小的场合。,昭绍医垣尹药奴谍翅镣女展拒祖酌憨阳摇枝惟洪篇狐慈秒拯蚜雨婆欢江赐电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术,（三）稳压电路,1、稳压管稳压电路,电路结构,稳压电路,剃恨涵挨月搁丘酌脑淮潞何拽磷嫌维狮课掏堵霄蔡惮峰吏剃仰笆碾什巳号电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术,2、集成稳压器,正负电压同时输出电路,输入与输出端之间的电压不得低于3V！,泉葱滦摔窥涝鸽掘毅孵旋荤铲主旋事蔬遥搬乎粪眶猛镐岭箭孤欺新烈砰钙电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术电工电子技术全套课件 第8章 电力电子技术,