电子技术第6章课后答案

解 因为是单相可控半波整流电路，所以整流电压的平均值为：
电流有效值为：
（V）
晶闸管所承受的最高正向电压UFM、最高反向电压URM都等于：
（V） 为了保证晶闸管在出现瞬时过电压时不致损坏，通常根据下式选取晶闸 管所承受的正向和反向重复峰值电压UFRM和URRM：
UFRM≥
（V） URRM≥
（V） 6.7 一单相半控桥式整流电路，其输入交流电压有效值为220V，负载 为1kΩ电阻，试求控制角
为了保证晶闸管在出现瞬时过电压时不致损坏，通常根据下式选取晶闸 管所承受的正向和反向重复峰值电压UFRM和URRM：
UFRM≥ （V） URRM≥ （V） 6.6 一单相可控半波整流电路，负载电阻 Ω，由电网220V电压供电，控制角 ，试计算整流电压的平均值、电流的有效值以及管子承受的最大正反向 电压。
及
时负载上电压和电流的平均值，并画出相应的波形。 分析 根据单相半控桥式整流电路负载上电压的平均值
可知，控制角α不同，负载上电压的平均值不同，电流的平均值以及相 应的波形也不同。 解 （1）控制角平均值为：
（V）
（2）控制角 时负载上电压的平均值为：
（mA）
电流的平均值为：
得晶闸管的控制角为：
（1）采用220V交流电网直接供电时晶闸管的控制角为：
晶闸管的导通角为：
因为控制角α的调整范围在0~180°之内，所以，所选单相可控半波整 流电路能满足负载的要求。 （2）采用整流变压器供电，
V时晶闸管的控制角为：
晶闸管的导通角为：
因为控制角α的调整范围在0~180°之内，所以，所选单相可控半波整 流电路能满足负载的要求。 6.5 有一电阻性负载，需要直流电压60V，电流30A。采用单相可控 半波整流电路，由电网220V电压供电，试计算晶闸管的导通角、电流 的有效值以及管子承受的最大正反向电压。 分析 根据有效值的定义，电流的有效值
。为了保证晶闸管在出现瞬时过电压时不致损坏，通常根据下式选取晶 闸管所承受的正向和反向重复峰值电压UFRM和URRM：
UFRM≥ URRM≥ 解 由单相可控半波整流电路输出直流电压的表达式：
得晶闸管的控制角为：
晶闸管的导通角为： 晶闸管电流的有效值为：
晶闸管所承受的最高正向电压UFM、最高反向电压URM都等于： （V）
得晶闸管的控制角为：
（1）输出平均电压为30V时晶闸管的控制角为：
导通角为： （2）输出平均电压为60V时晶闸管的控制角为：
导通角为： 6.9 在电阻性负载单相半控桥式整流电路中，已知当控制角 时，输出直流电压 V，输出直流电流 A。如果将输出直流电压调到 V，则需要将控制角α调到多大？这时的输出直流电流Io是多少？ 分析 本题可先应用 时
得变压器副边电压的有效值为：
（V） 考虑电源电压的10%波动，则U2应取：
此时的控制角为：
（V）
V时的控制角为：
晶闸管控制角的调节范围为
。
6.11
在上题中，如果不用变压器，而直接将整流电路的输入端接
在220V的交流电源上，要使输出直流电压Uo仍在0～60V的范围内连续
可调，则晶闸管控制角α的调节范围变为多少？
选择整流元件。 分析 根据
可知，在晶闸管控制角最小即 时输出直流电压Uo最大，为
V。 解 由单相半控桥式整流电路输出直流电压的表达式：
得变压器副边电压的有效值为：
（V） 晶闸管所承受的最高正向电压UFM、最高反向电压URM和二极管所承受的 最高反向电压UDRM都等于：
（V） 流过晶闸管和二极管电流的平均值为：
（V）
相应的波形如图6.7所示。
（mA）
时的波形
（a）
（b）
时的波形 图6.7 习题6.7解答用图
6.8 一电阻性负载，要求在0～60V范围内调压，采用单相半控桥式 整流电路，直接由220V交流电源供电，试计算整流输出平均电压为30V 和60V时晶闸管的导通角。 分析 本题可先应用
求出控制角α，则导通角 。 解 由单相半控桥式整流电路输出直流电压的表达式：
（A） 为了保证晶闸管在出现瞬时过电压时不致损坏，通常根据下式选取晶闸 管所承受的正向和反向重复峰值电压UFRM和URRM：
UFRM≥
（V） URRM≥
（V） 选10A、200V的晶闸管和10A、100V的二极管。
失去控制作用。
6.4
某电阻需要0～24V可调直流电压，采用单相可控半波整流电
路。现有两种供电方案：（1）220V交流电网直接供电；（2）用整流
变压器供电，
V。试比较两种供电方案下晶闸管的导通角以及所选单相可控半波整流 电路是否能满足负载的要求？ 分析 所选单相可控半波整流电路的导通角
，而控制角α的调整范围为0~180°，所以，欲知所选单相可控半波整 流电路是否能满足负载的要求，只要求出控制角α的调整范围是否 为0~180°即可。 解 由单相可控半波整流电路输出直流电压的表达式：
第6章 可控整流电路
6.1 晶闸管与具有一个PN结的二极管和具有两个PN结的三极管相比有 何区别？ 解 晶闸管、二极管以及三极管虽然是3种截然不同的器件，但它们都 可以作为单方向导电的开关。然而，即使作为开关使用，它们之间却也 存在着很大的差异。 与二极管比较，晶闸管具有可控性，即在阳极和阴极之间加上正向电压 的时候，并且在控制极和阴极之间也加上正向电压晶闸管才能导通。二 极管没有可控性，只要在阳极和阴极之间加上正向电压二极管就会导 通。此外，晶闸管导通后可以通过几十至上千安培的电流，比二极管大 得多。 与三极管比较，晶闸管不具有放大作用，只有当控制极电流达到某一数 值时，阳极与阴极之间由阻断突然变为导通，导通后可以通过几十至上 千安培的电流，并且控制极就不再起控制作用。三极管具有放大作用， 在放大区集电极电流与基极电流成正比，即使在饱和区或截止区，也可 以通过改变基极电流使其脱离饱和区或截止区，仍可用基极电流去控制 集电极电流的大小。 6.2 晶闸管导通的条件是什么？晶闸管导通后，通过管子阳极的电流 大小由哪些因素决定？晶闸管阻断时，承受电压的大小由什么决定？ 解 晶闸管的导通条件是：在阳极和阴极之间加适当的正向电压UAK， 并且在控制极和阴极之间加适当的正向触发电压UGK。 因为晶闸管导通后的管压降约为1V左右，电源电压UA几乎全部加到负载 电阻RA上，阳极电流
，所以，晶闸管导通后阳极的电流大小基本上由电源电压UA和负载电 阻RA决定。 晶闸管阻断分正向阻断和反向阻断两种情况。正向阻断时所承受的正向 电压由正向转折电压UBO决定，超过此值时晶闸管被击穿导通而损坏。通 常将正向转折电压UBO的80％规定为正向阻断峰值电压UFRM。反向阻断时 所承受的反向电压由反向转折电压UBR决定，超过此值时晶闸管被反向击 穿，漏电流剧烈增大而损坏。通常将反向转折电压UBR的80％规定为反向 阻断峰值电压UFRM。 6.3 晶闸管由导通变为阻断状态的条件是什么？为什么晶闸管导通后 控制极就失去控制作用？ 解 晶闸管由导通变为阻断状态的条件是，晶闸管阳极电流小于维持 电流IH，或将阳极与电源断开或给阳极与阴极之间加反向电压。 由于晶闸管内部存在强烈的电流正反馈，在触发信号使晶闸管导通后， 正反馈即可维持晶闸管的饱和导通状态，所以，晶闸管导通后控制极就
V求出变压器副边电压U2，然后再求
V时的控制角α和输出直流电流Io。 解 由单相可控半波整流电路输出直流电压的表达式：
得变压器副边电压的有效值为：
将输出直流电压调到 V时的控制角为：
（V）
负载电阻为： 这时的输出直流电流为：
（Ω）
（A） 6.10 在电阻性负载单相半控桥式整流电路中，要求输出直流电压Uo
分析 根据
可知，在输出直流电压Uo可调范围不变的情况下，输入的交流电压U2增 大，则晶闸管控制角α的调节范围变小。 解 由单相半控桥式整流电路输出直流电压的表达式：
得晶闸管的控制角为：
所以， V时的控制角为：
V时的控制角为：
晶闸管控制角的调节范围为 。 6.12 有一电阻性负载，需要可调的直流电压 V，直流电流 A，采用单相半控桥式整流电路，试计算变压器副边电压有效值U2，并
在0~60V的范围内连续可调。若采用变压器供电，试计算变压器副边电 压有效值U2（考虑电源电压的10%波动）和晶闸管控制角α的调节范
围。 分析 本题计算变压器副边电压U2时需要考虑电源电压的10%波动，
应在计算所得结果的基础上加大10%，而不是减小10%。 解 由单相半控桥式整流电路输出直流电压的表达式：