第三章 单相调压电路单元电路的设计和主要元器件说明
3.1 单元电路的设计
3.1.1 主电路的设计
电路采用单相交流调压器带阻感负载时的电路图如图3.1所示，在负载和交流电源间用两个反并联的晶闸管T1、T2相连。
图3.1 带阻感负载单相交流调压电路
3.2 主要元器件说明及功能模块
电路采用交流电源供电，T1、T2为两个反并联的晶闸管，R为电阻，L为电感。
输入电网电压，通过主电路的控制交流输出，驱动电路控制电力电子器件的通断。原理框图如图2—1所示。
本次设计中，总体电路由驱动电路和以电力电子器件为核心的主电路构成，由负载输出。主电路主要是两个反并联的晶闸管串联在交流电路中，通过对晶闸管的控制根据方案分析结果，电路采用阻感性负载
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电网电压交流调压主电路阻感负载驱动电路
图2—1 原理框图
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第四章 驱动电路的设计
4.1 晶闸管对触发电路的要求
4.1.1 触发信号的种类：
晶闸管由关断到开通，必须具备两个外部条件：第一是承受足够的正向电压；第二是门极与阴极之间加一适当正向电压、电流信号(触发信号)。门极触发信号有直流信号、交流信号和脉冲信号三种基本形式。
(a) 直流信号：
在晶闸管加适当的阳极正向电压的情况下，在晶闸管门极与阴极间加适当的直流电压，则晶闸管将被触发导通。这种触发方式在实际中应用极少。因为晶闸管在其导通后就不需要门极信号继续存在。若采用直流触发信号将使晶闸管门极损耗增加，有可能超过门极功耗；在晶闸管反向电压时，门极直流电压将使反向漏电流增加，也有可能造成晶闸管的损坏。
(b) 交流信号：在晶闸管门极与阴极间加入交流电压，当交流电压uc=ut时，晶闸管导通。ut是保证晶闸管可靠触发所需的最小门极电压值，改变u。值，可改变触发延迟角α。这种触发形式也存在许多缺点，如：在温度变化和交流电压幅值波动时，触发延迟角不稳定，可通过交流电压u。值来调节，调节的变化范围较小(00≤α≤900)。
(c)脉冲信号：在晶闸管门极触发电路中使用脉冲信号，不仅便于控制脉冲出现时刻，降低晶闸管门极功耗，还可以通过变压器的双绕组或多绕组输出，实现信号的隔离输出。因此，触发信号多采用脉冲形式。
4.1.2 触发电路的要求：
晶闸管门极触发信号由触发电路提供，由于晶闸管电路种类很多，如整流、逆变、交流调压、变频等；所带负载的性质也不相同，如电阻性负载、电阻—电感性负载、反电势负载等。仅管不同的情况对触发电路的要求也不同，但其基本要求却是相同的，具体如下：
(a)触发信号应有足够的功率(触发电压、触发电流)
这些指标在产品样本中均已标明，由于晶闸管元件门极参数分散性大，且
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触发电压、电流值受温度影响会发生变化。例如元件温度为100℃时触发电流、电压值比在室温时低2-3倍；元件温度为-400c时，触发电流、电压值比在室温时高2-3倍。为了使元件在各种工作条件下都能可靠地触发，可参考元件出厂的试验数据或产品目录，设计触发电路的输出电压、电流值，并留有一定的裕量。一般可取两倍左右的触发电流裕量，而触发电压按触发电流大小来决定，但应注意不要超过晶闸管门极允许的峰值功率和平均功率极限值。
(b)触发脉冲信号应有一定的宽度： 普通晶闸管的导通时间一般为
6μs，故触发脉冲的宽度至少应有6 μs以
上，对于电感性负载，由于电感会抑制电流的上升，触发脉冲的宽度应更大一些，通常为0.5～1ms，否则在脉冲终止时主电路电流还未上升到晶闸管的掣住电流时，此时将使晶闸管无法导通而重新恢复关断状态。
4.2 触发电路
4.2.1单结晶体管的工作原理：
单结晶体管原理单结晶体管（简称UJT）又称基极二极管，它是一种只有PN结和两个电阻接触电极的半导体器件，它的基片为条状的高阻N型硅片，两端分别用欧姆接触引出两个基极b1和b2。在硅片中间略偏b2一侧用合金法制作一个P区作为发射极e。其结构，符号和等效电路如图4.1所示。
图4.1 单结晶体管结构、符号、等效电路
（1）单结晶体管的特性：
从图4.1（c）中可以看出，两基极b1和b2之间的电阻称为基极电阻。
Rbb=rb1+rb2································（4.1）
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式中：Rb1——第一基极与发射结之间的电阻，其数值随发射极电流ie而变化，rb2为第二基极与发射结之间的电阻，其数值与ie无关；发射结是PN结，与二极管等效。
若在两面三刀基极b2，b1间加上正电压Vbb，则A点电压为： VA=[rb1/（rb1+rb2）]vbb=（rb1/rbb）vbb=ηVbb·················（4.2） 式中：η——称为分压比，其值一般在0.3—0.85之间，如果发射极电压VE由零逐渐增加，就可测得单结晶体管的伏安特性，见图4.2
图4.2 单结晶体管的伏安特性
（a）当Ve〈ηVbb时，发射结处于反向偏置，管子截止，发射极只有很小的漏电流Iceo。
（b）当Ve≥ηVbb+VD VD为二极管正向压降（约为0.7V），PN结正向导通，Ie显著增加，rb1阻值迅速减小，Ve相应下降，这种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Ip和峰点电流Ip。Ip是正向漏电流，它是使单结晶体管导通所需的最小电流，显然Vp=ηVbb。
（c）随着发射极电流Ie的不断上升，Ve不断下降，降到V点后，Ve不再下降了，这点V称为谷点，与其对应的发射极电压和电流，称为谷点电压Vv和谷点电流Iv。
（d）过了V后，发射极与第一基极间半导体内的载流子达到了饱和状态，所以uc继续增加时，ie便缓慢的上升，显然Vv是维持单结晶体管导通的最小发射极电压，如果Ve〈Vv，管子重新截止。
(2)单结晶体管的主要参数：
（a）基极间电阻Rbb发射极开路时，基极b1，b2之间的电阻，一般为2-10
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