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1、,电气的含义,电气控制指什么？,电能的生产，传输，分配，使用,控制电能的生产，传输，分配，使用,电气和电器是否一样？,家庭常用的设备，如电视机，空调，冰箱，洗衣机,电气是一个系统,第1章 常用控制器件,1.1 常用无触点开关1.2 继电器1.3 电力电子器件1.4 电力电子器件的驱动及接口技术1.5 固态继电器,1.1 常用无触点开关,平时我们常用的有触点开关以及它们的应用场合：刀开关（低压配电电器中）；按钮开关（电气控制电路中）；继电器（电气线路的控制电路中)；接触器（电气线路的主电路中）；,刀开关结构示意图:,按钮开关结构示意图:,接触器结构示意图:,带触电开关与无触点开关相比较：,优点：
2、动作可靠；机械强度好；开关特性稳定。缺点：动作速度慢；消耗功率大；灵敏度低；体积大；容易机械磨损。,无触点开关的的导通与关闭原理,加正向电压，二极管导通；加反向电压，二极管截止。,三极管饱和时，处于导通状态；三极管截止时，开关断开；三极管放大时有可能是截止也有可能是导通。,PN结的单向导电性,晶体管的开关特性,二极管,三极管,PN结为什么具有单向导电性？,1.了解空穴、N型半导体、自由电子、P型半导体、这几个名词的含义。,空穴：共价键中的空位,N型半导体：在半导体中加入五价元素,P型半导体：在半导体中加入三价元素,自由电子：无共价键束缚的电子,PN结的形成：将P型半导体和N型半导体制作在同一块
3、基片上。,PN结的单向导电性：,PN结的正向电阻很小，反向电阻很大，也就是在PN结两端加正向电压时，PN结导通；加反向电压时，PN结截止,二极管的开关特性：,正向特性,反向特性,加上正向电压，二极管导通,加上反向电压，二极管截止,例：电路如图所示，当V11和V22取0V或者5V时，输出电压V0的值。,三极管的开关特性：,三极管饱和时，处于导通状态；三极管截止时，开关断开；三极管放大时有可能是截止也有可能是导通。,光敏二极管：,结构简化模型,光敏二极管的工作原理：,无光照射时，二极管的PN结中没有载流子，二极管截止。有光照射时，PN结受光子冲击，产生了电子-空穴对，PN结具有了载流子能力，二极管
4、导通。,光敏三极管：,结构简化模型,光敏三极管的工作原理：,无光照射时，三极管的集电极PN结中没有载流子，三极管截止。有光照射时，集电极PN结受光子冲击，在集电极附近产生了电子-空穴对，PN结具有了载流子能力，三极管导通。,光敏二极管和光敏三极管的光照特性图比较：,光敏三极管的灵敏度高，有较大的暗电流。光敏二极管的光照线性比较好，由于光照三极管到一定程度时会达到饱和状态。,晶体管反相器,晶体管继电器,常用的几种无触点开关：,接近开关,双稳态触发器,晶体管反相器的工作原理图：,晶体管反相器的工作原理：,利用三极管的饱和、截止状态来完成开关的导通和关断。输入端加上信号时，三极管饱和；输入端没信号输
5、入时，三极管截止。输入高电位，输出低电位；输入低电位，输出高电位。,晶体管继电器的工作原理图：,晶体管继电器的工作原理：,和晶体管反相器的工作原理相同，只是加入两个二极管，VD和VD1。VD的作用是晶体管截止时，继电器的绕组上有一定的感应电流，通过VD可以形成一条回路，避免绕组上有过大的感应电动势。VD1的作用是三极管截止时，三极管的发射极的PN结内部有一定的反向电压，也通过VD1形成一条回路，避免基极-发射极烧坏。,光电继电器的工作原理：,在S开关处换成一个光电三极管，有光照射时，相当于S闭合。当光照很弱时，三极管的基极电流很小，当光照达到一定程度时，基极电流逐渐增大，三极管导通，继电器开始
6、工作，继电器的所有动作都是通过光信号控制。,在晶体管的基础上加入一个振荡电路，当移动的的铁磁体靠近接近开关时，在磁体内部产生涡流，消耗振荡能量，振荡逐渐减弱，磁体离开后，又恢复振荡。,接近开关的工作原理：,接近开关的工作原理图：,接近开关的电路图工作原理：电路由LC振荡电路，开关电路，射基输出器三部分组成，当磁铁靠近开关的感应头时，振荡电路维持振荡，L3有交流输出，V2导通，Uce2=0,V3截止，V3的射极输出为0。当有磁体靠近时，振荡消失，L3无交流输出，V2截止，Uce2约等于Vcc，V3导通，继电器工作。,接近开关的电路图Rf反馈电阻的作用,停振时：把V2的集电极电压反馈一部分到V1的
7、发射极，使发射极电位提高，是振荡电路迅速停振。起振时：反馈电阻使Uce等于0，使振荡电路迅速起振。,双稳态触发器的工作原理：,双稳态触发器是在晶体管反相器的基础上发展起来的，由于晶体管在放大状态时，无法确定晶体管反相器是开还是关，利用两个晶体管反相器的集-基耦合（集电极和基极交叉连接起来），减小了晶体管的放大状态。,双稳态触发器的工作原理图：,双稳态触发器工作原理：双稳态触发器是完全对称的两个电路，但是由于正反馈，必须是一个管子先导通。比如V2先导通，电路的工作过程为:Uc2降低 V1截止 Uc1升高 V2进一步导通 Ub1进一步降低 V2饱和，V1截止。这样很好判断晶体管是导通还是截止状态。,
