电力电子技术及应用第6章

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1、第6章电力电子器件的实际应用及技术开发6.1小功率电力电子器件的应用6.2电力电子器件的综合应用6.3新型电力电子器件设计开发简介习题与思考题6.1小功率电力电子器件的应用6.1.1小功率白炽灯调光电路小功率白炽灯调光电路通常采用由普通晶闸管、双向晶闸管和触发二极管组成的交流调压电路，电路的负载一般为普通的白炽灯。调光电路的工作原理可以通过图6-1（a）分析说明。图6-1a双向晶闸管小功率白炽灯调光电路6.1.2固态交流开关固态交流开关是一种无触点通断组件，一般采用双向晶闸管作为负载电流控制开关。根据控制容量的不同，也将其称为固态继电器（SolidStateRelay，简称SSR）和固态接触

2、器(SolidStateContactor，简称SSC)。固态交流开关分为非零压型开关和零压型开关，典型电路分别如图6-2、图6-3所示。图6-2非零压型开关图6-3所示的零压固态交流开关中，当控制输入电压VIN大于一定幅值后，4N25中的光敏三极管导通，迫使V1截止，从而由R5提供触发电流，有可能使普通晶闸管VT1导通。但是，VT1的导通还取决于V2是否截止。V2的截止由R3、R4的分压决定，适当选择R3、R4的阻值，使V2在交流电压波形接近于过零点时截止，其余时刻导通，即可保证VT1、VT2在交流电压过零点触发，构成零压固态交流开关。图6-3零压型开关6.1.3小功率电力电子器件的技术开

3、发两线制小功率晶闸管电子开关已广泛应用于各种照明装置的控制。这种电路的特点是采用阻容降压形式为触发电路供电。因此，为保证控制电路的正常工作，无论电子开关是否导通，阻容元件上都将存在着功耗，特别是对于大容量电子开关，这一缺点显得尤为突出。图6-4给出了一种两线制节能电子开关，其特点是利用双向晶闸管VT1的漏电流、关断状态指示电路及双向晶闸管多象限触发的特点实现微功耗供电，以求在提供最大的触发功率的前提下保持最小的静态功耗。图6-4两线制节能电子开关两线制节能电子开关的核心是双向晶闸管VT1，利用VT1的导通、关断可以实现对负载的开关控制，而VT1的触发能量则是由蓄能电容提供的。电路工作原理可

4、以描述为：当节能电子开关关断时，通过指示电路R1、LED及VT1的漏电流向蓄能电容C1充电，此时，如果控制电路输出触发信号，则控制三极管V1导通，蓄能电容C1将通过VT1的触发PN结、限流电阻R2和控制三极管V1形成放电回路。如果C1上积蓄的能量足够大，能够维持电流的流通时间大于VT1的触发开通时间，则可保证VT1的可靠触发。一旦电子开关导通后，C1的充电将由主回路电流直接提供，其供电能力将不受限制。另外，并联在C1两端的稳压二极管V3主要用于限压，同时V3两端的电压也可用于向控制电路提供工作电源V+。电路中的二极管VD1、VD2相对C1起单向充电作用，而对于主回路则可保证交流导通。图6-5

5、两线制功率扩展电子节能开关6.2电力电子器件的综合应用图6-6中频感应加热电源主回路原理简图6.2.1整流触发工作原理在中频感应加热电源中通常使用数字式整流触发电路。其结构特点是将计数器电路的计数脉冲溢出作为触发信号，而触发信号的相移则是由改变计数脉冲的频率来完成的。数字式整流触发电路的基本工作原理如图6-7所示。图6-7整流触发电路原理框图1.同步信号产生电路同步信号产生电路如图6-8所示，该电路由同步过零检测和逻辑输出电路两部分组成。其中同步过零检测电路以隔离光耦O1~O6为核心配合相间限流电阻和平衡电容组成；逻辑输出电路主要包括或非门IC2B~IC2D、IC7B~IC7D、IC11B~

6、IC11D。图6-8同步信号产生电路同步信号产生电路的工作原理为：当两相输入电压相等时，有两个光耦的发光二极管同时截止，检测出过零信号。在过零信号的作用期间，对应两只光耦的输出三极管截止，并从集电极输出高电平。高电平信号被送入逻辑输出电路，分别经过输入端并联的“或非门”IC2C、IC2D、IC7C、IC7D、IC11C、C11D输出低电平信号，每两路低电平信号同时加在下一级“或非门”的输入端，迫使其输出为高电平。由于过零点只能够持续短暂的时间，因此本级输出实际为正向脉冲，利用这一正向脉冲可以作为脉冲发生计数器的复位信号，即脉冲计数的起点。另外，当两相输入电压之间存在电压差时，两相间反向并接

7、的光耦发光二极管中有一只导通，对应光耦的输出三极管输出低电平。此低电平经过下一级输入端并联的“或非门”IC2B、IC7B、IC11B，以高电平的形式输出，作为通道允许开放信号，用于脉冲通道选择控制。2.脉冲发生计数器电路脉冲发生计数器电路如图6-9所示，电路由可编程计数器IC3、IC8、IC12组成。图6-9脉冲发生计数器电路图中，输入信号来自V/F电路，为频率可变的脉冲信号。该信号作为可编程计数脉冲，经由I