功率電子實驗指導(dǎo)

1、西安外事學(xué)院實驗實訓(xùn)指導(dǎo)書 功率電子工學(xué)院自動化教研室2013-10-10第一章電力電子技術(shù)（功率電子）實驗概述電力電子技術(shù)是電氣工程及其自動化、自動化等專業(yè)的三大電子技術(shù)基礎(chǔ)課程之一，涉及面廣，包括了電力、電子、控制、計算機等，實驗環(huán)節(jié)是這門課程的重要組成部分。通過實驗，可加深對理論的理解，培養(yǎng)和提高實際動手能力，分析和解決實際問題的獨立工作能力。1.1實驗的特點和要求具體來說，學(xué)生在完成指定的實驗后，應(yīng)具備以下能力：1、掌握電力電子變流裝置的主電路、觸發(fā)或驅(qū)動電路的構(gòu)成及調(diào)試方法，能初步設(shè)計和應(yīng)用這些電路；2、熟悉并掌握基本實驗設(shè)備、測試儀器（示波器、萬用表等）的性能和使用方法；3、能夠運

2、用理論知識對實驗現(xiàn)象、結(jié)果進行分析和處理，解決實驗中遇到實際的問題；4、能夠綜合實驗數(shù)據(jù)，合理解釋實驗現(xiàn)象，編寫完整的實驗報告。本指導(dǎo)書介紹了電力電子要求的四個實驗。12實驗準備實驗準備亦即實驗的預(yù)習(xí)工作，是保證實驗?zāi)芊耥樌M行的必要步驟。每次實驗前都應(yīng)先進行預(yù)習(xí)，從而提高實驗的質(zhì)量和效率，否則很有可能在實驗時不知如何下手，浪費時間，完成不了實驗的要求，甚至損壞實驗裝置，更嚴重的造成人身傷害。因此，實驗前的準備工作要做到：1、復(fù)習(xí)教材中與實驗有關(guān)的內(nèi)容，熟悉與本次實驗相關(guān)的理論知識；2、閱讀本指導(dǎo)書中的相關(guān)內(nèi)容，了解本次實驗的目的和內(nèi)容；掌握本次實驗的工作原理和實驗方法；3、根據(jù)1和2寫出本次

3、實驗的預(yù)習(xí)報告，其中應(yīng)該包括實驗系統(tǒng)的詳細接線圖、實驗步驟、數(shù)據(jù)記錄的表格等，為實驗的順利進行做好充分的準備；預(yù)習(xí)報告點實驗成績的30%；4、熟悉本次實驗所涉及到的實驗裝置、測試儀器等；5、以班級為單位進行實驗分組，一般情況下，3-4人一組最好。1.3實驗實施完成理論學(xué)習(xí)、實驗預(yù)習(xí)等環(huán)節(jié)之后，即可進入實驗室完成相關(guān)的實驗實施。實驗過程的表現(xiàn)占總成績的30%。實驗過程中要做到以下幾點：1、實驗開始前，指導(dǎo)老師要對學(xué)生的預(yù)習(xí)報告做檢查，并給定預(yù)習(xí)報告成績，沒有預(yù)習(xí)報告的學(xué)生不得進入實驗室參與實驗，要求學(xué)生了解本次實驗的目的、內(nèi)容和方法，只要滿足要求后方可進行實驗。2、指導(dǎo)老師對實驗裝置做介紹，要求

4、學(xué)生熟悉本次實驗使用的實驗設(shè)備、儀器，明確這些設(shè)備的功能，使用方法等等。3、按實驗小組進行實驗，實驗小組成員應(yīng)進行明確的分工，各人的任務(wù)應(yīng)在實驗進行中實驗實行輪換，以便實驗參者能全面掌握實驗技術(shù)，提高動手能力。4、按預(yù)習(xí)報告上的實驗系統(tǒng)詳細接線圖進行接線，通常先接主電路，再接控制電路；先接串聯(lián)電路，再接關(guān)聯(lián)電路。5、接線完成后，必須先進行自查。自查完成后，經(jīng)指導(dǎo)老師復(fù)查同意后，方可通電實驗。6、實驗時，要按實驗指導(dǎo)書所提出的要求及步驟，逐項進行實驗和操作。通常，在通電前，應(yīng)使負載電阻值最大，G（給定）的電位器處于零位置；測試點分布均勻；要改接線路時，必須先斷電再進行。實驗進行過程中，要觀察實驗

5、現(xiàn)象是否正常，測得的數(shù)據(jù)是否在合理的范圍內(nèi)，實驗結(jié)果是否與理論一致。7、完成本次實驗全部內(nèi)容之后，應(yīng)請指導(dǎo)老師檢查一下實驗數(shù)據(jù)、記錄的波形，經(jīng)老師認可后方可拆線。整理好連接線、儀器、設(shè)備、工具等。8、按指定的要求在記錄本上填寫本次實驗的相關(guān)記錄。經(jīng)老師同意后，離開實驗室。9、按規(guī)定的時間按時將完整的實驗報告收齊，交給老師。1.4實驗報告要求一次實驗的最后階段是撰寫實驗報告，即對實驗過程中得到的數(shù)據(jù)進行整理、處理，繪制相應(yīng)的波形，計算數(shù)據(jù)填寫相應(yīng)的表格，分析實驗現(xiàn)象等等。實驗報告占總成績的40%。每個參與實驗的學(xué)生都要獨立完成一份實驗報告。如果實驗結(jié)果與理論有較大的出入時，不得隨意改變實驗數(shù)據(jù)和

6、結(jié)果，也不得用湊數(shù)據(jù)的方式向理論數(shù)據(jù)靠攏，而應(yīng)該應(yīng)用理論知識來分析實驗數(shù)據(jù)和結(jié)果，解釋實驗現(xiàn)象，找出引起較大實驗誤差的原因。實驗報告按空白紙質(zhì)實驗報告的要求認真完成。實驗報告要求實驗編號：實驗名稱：實驗一、單相交流半控全橋（晶閘管）整流調(diào)壓電路的分析與研究實驗時間：2013.4.20 實驗室名稱：交直流調(diào)速實驗室1、 實驗?zāi)繕?簡單陳述本次實驗的實驗?zāi)康?、 實驗設(shè)備 本次實驗所涉及的設(shè)備、儀器、儀表、工具等 3、 實驗原理復(fù)制或者手繪實驗原理圖繪制實驗箱的連接電路（在實驗箱圖片上標注相應(yīng)的連接導(dǎo)線，測量點以及編號，必須完成）1511721162118211321112112211098765

7、43192114214、 實驗步驟在充分做好實驗前預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上，學(xué)生必須詳細描述本次實驗的具體過程和步驟，經(jīng)老師確認后方可從事相關(guān)的實驗。例如：1. 檢查實驗臺情況正常（未連接其他電路）。2. 上電測量輸入電源三相正常，儀表顯示良好。3. 切斷實驗臺電源。4. 安裝“單相交流晶閘管半控整流電路”實驗掛件。5. 安裝“交流、直流的電壓表、電流表”實驗掛件。6. 準備雙蹤示波器、萬用表等。7. 準備連接導(dǎo)線。8. 連接總電源單相127V交流至單相變壓器側(cè)。9. 分別連接變壓器次級的15V、50V交流至“單相交流晶閘管半控整流電路”實驗掛件箱。10. 連接給定電路調(diào)鈕跳線，連接如圖（8）導(dǎo)線、（9）

8、導(dǎo)線11. 檢查電路連接無誤12. 總電源上電，測量變壓器交流次級個各電壓輸出正常。13. 開啟并調(diào)整示波器14. 分別測量（CH1:9-8/CH2:10-8）的波形，比較兩種波形的同步。15. 調(diào)整給定值調(diào)鈕，觀察并記錄鋸齒波的變化和每個周期中第一個齒頂?shù)南辔弧?6. 關(guān)掉掉電源17. 連接（11）-（18）號導(dǎo)線，檢查正確。連接Ud至直流電壓表。18. 接通總電源開關(guān)。19. 示波器測量1 調(diào)整調(diào)鈕是控制角=30°（CH1）.2 測量Ud兩端的輸出電壓波形并記錄（CH1），記錄此時的Ud電壓。3 測量晶閘管陽極和陰極之間的波形并記錄（CH1）。4 接上（19）號續(xù)流二極管，測量U

9、d波形（CH1）。5 將=90°（CH1），=120°（CH1）分別重復(fù)（1）和（2）步驟測量記錄。5、 實驗結(jié)果1. 實驗數(shù)據(jù)記錄實驗測量數(shù)據(jù)表序號測量點=（°）Ud（無續(xù)流二極管）vUd（有二極管）vUd'（半波）v12342. 表格數(shù)據(jù)分析 仔細分析實驗測量的數(shù)據(jù)和結(jié)果，掌握電路的原理、特性等。3. 實驗波形測量與記錄繪制實驗波形（注意標注，波形的相位關(guān)系）。4. 波形的分析與研究仔細分析實驗測量的波形特點，得出實驗結(jié)論；以及波形出現(xiàn)異常的分析和解決辦法等。第二章 電力電子實驗任務(wù)與指導(dǎo)實驗一、單相橋式半控整流電路與單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的研究（46學(xué)時

10、）一、實驗?zāi)康?、熟悉單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的工作原理，測量相關(guān)各點的電壓波形；2、熟悉單相半波可控整流電路與單相半控橋式整流電路在電阻負載和電感負載時的工作情況。分析、研究負載和元件上的電壓、電流波形；3、掌握由分列元件組成電力電子電路的測試和分析方法。二、實驗電路及工作原理1、實驗電路如圖1-1所示；2、實驗電路的工作原理見相關(guān)電力電子技術(shù)教材或自動控制原理與系統(tǒng)（孔凡才編著）或自動控制系統(tǒng)（孔凡才主編）。三、實驗設(shè)備1、佳悅電力電子實驗裝置單元12、萬用表3、雙蹤示波器4、變阻器三相127V交流輸出單相127V交流輸入單相交流輸出總電源漏電保護開關(guān)電源指示燈電源熔斷器三相電壓表給定電源觸發(fā)單

11、元主電源工作負載給定值調(diào)鈕單結(jié)晶體管觸發(fā)脈沖輸出半控晶閘管續(xù)流二極管四、實驗內(nèi)容與實驗步驟（一）單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的測試1、將實驗電路的電源進線端接到相應(yīng)的電源上。（虛線部分在交流電源單元上）（下同）2、用雙綜示波器Y1測量50V 的電壓UT的數(shù)值與波形，用Y2測量15 V 穩(wěn)壓管上的電壓Uv（同步電壓）的波形，并進行比較（注意：以0 點為兩探頭的公共端）；3、整定RP1與RP0，使RP2輸出電壓在0.5V2.5V 之間變化。4、調(diào)節(jié)給定電位器RP2，使控制角為60°左右。、測量單結(jié)晶體管V3（BT 管）發(fā)射極電壓（即電容C1上的電壓UC1）的電壓波形。（以同步電壓為參考波形）；、測

12、量V3輸出電壓波形U0；（即100輸出電阻上的電壓）、測量脈沖變壓器TP 兩端輸出的電壓波形UG1或UG2；、調(diào)節(jié)RP2觀察觸發(fā)脈沖移動情況（即控制角調(diào)節(jié)范圍；能否由0°180°？注：由于此電路的同步電壓為近似梯形波，因此前、后均有死區(qū)，調(diào)節(jié)范圍一般為10°170°左右，甚至更小一些。注：RP0整定最高速，RP1整定最低速，RP2調(diào)節(jié)速度。（二）單相半波可控整流電路的研究（此實驗可不做，直接做半控橋式電路）以 120V 交流電接入主電路輸入端，晶閘管VT1接入觸發(fā)脈沖，而VT2則不接入觸發(fā)脈沖（此時主電路相當(dāng)為一單相半波可控整流電路）。1、電阻負載 將電

13、阻負載接入主電路輸出端；（此處已接白熾燈） 調(diào)節(jié)RP2，使控制角分別為：=60°、=90°和=120°，測量負載上的電壓波形，及Ud數(shù)值。（電流波形與電壓波形相同）。2、電阻電感負載（不并接續(xù)流二極管）、將電感負載Ld與電阻負載Rd串聯(lián)后接入主電路輸出端。此處電阻負載為變阻器，調(diào)至100左右，電感負載可借用380V/50V 整流變壓器的二次側(cè)（即50V）繞組。、用示波器探頭Y1測Ud波形，同時用探頭Y2測Rd上的波形注意Y1和Y2的接地端為公共端，（可以主電路底線為公共端）（Rd上的波形相當(dāng)電流波形）。、調(diào)節(jié)RP0，使=60°、=90°和=12

14、0°，記下相應(yīng)的Ud值，電壓與電流波形。3、電阻電感負載（并接續(xù)流二極管）重復(fù)2 中實驗。比較2、3 實驗中Ud及波形的差別。（三）單相半控橋式整流電路的研究1、電阻負載、以電阻負載接入半控橋主電路，為便于觀察，已在輸出端并聯(lián)一只白熾燈，若不需要，則可把燈泡擰去；、將兩組觸發(fā)脈沖分別加在兩個晶閘管VT1 和 VT2上；、調(diào)節(jié)RP0，使控制角分別為：=60°、=90°和=120°，測量負載上的電壓Ud的數(shù)值和波形（電阻上的電流波形與電壓波形相同）；、測量晶閘管VT1兩端的電壓波形。2、電阻電感負載（先不并接續(xù)流二極管）、將電抗器與電阻串聯(lián)后接入主電路；將主

15、電路進線接在交流10V 上。將變阻器與電抗器串聯(lián)，調(diào)節(jié)變阻器使電流I=0.5A。、調(diào)節(jié) RP0，使控制角分別為：=0°、=30°、=90°、=120°和=170°（最大）時，負載的電壓與電流波形，負載電壓波形為Ud波形，負載電流波形（即電阻Rd上的電壓波形）（因電阻上電壓、電流波形是相同的）。注意：以主電路底線為兩探頭的公共端；、在電路已進入穩(wěn)定工作時，突然將控制角增大到接近180°，或突然拔去一個觸發(fā)脈沖，半控橋有可能發(fā)生：正在導(dǎo)通的晶閘管一直導(dǎo)通（波形成為半波整流），從而失去調(diào)節(jié)作用（產(chǎn)生“失控現(xiàn)象” ），試觀察失控現(xiàn)象。、并接續(xù)

16、流二極管后，再觀察有無失控現(xiàn)象。五、實驗注意事項1、由于電力電子實驗中的數(shù)值和波形都比較復(fù)雜，涉及因數(shù)也較多，因此要理解與掌握電路工作原理并對實驗中要進行測量的數(shù)值和波形，做到心中有數(shù)。以避免實驗中盲目性。2、使用雙綜示波器的兩個探頭同時進行測量時，必須使兩個探頭的地線端為同一電位的端點（因示波器的兩個探頭的地線端是聯(lián)在一起的），否則測量時會造成短路事故。3、由于示波器探頭公共端接外殼，而外殼又通過插頭與大地相聯(lián)，而三相電力線路的中線是接大地的，這樣探頭地線便與電力中線相通了。在進行電力電子實驗，若用探頭去測晶閘管元件時，(若不用整流變壓器時)便會燒壞元件或造成短路.因此,通常要將示波器接地線

17、折去，或通過隔離變壓器對示波器供電（如本實驗裝置的插座均經(jīng)過隔離變壓器）。六、實驗報告1、記錄交流電壓、同步電壓、電容C1兩端電壓、V3（BT 管）、輸出電壓的波形；2、記錄單相半波可控整流電路和單相半控橋式整流電路負載及VT1管的數(shù)據(jù)與波形。（參見下表）3、對不同性質(zhì)負載，Ud與U2間的關(guān)系式是怎樣的？測量值與計算值是否相符？4、分析波形是否有異常情況，若有，分析其原因，并提出改進辦法。實驗二、IGBT管的驅(qū)動、保護電路的測試及直流斬波電路、升降壓電路的研究（46 學(xué)時）一、實驗?zāi)康?、熟悉直流斬波電路及升、降壓電路的工作原理。2、掌握IGBT 器件的應(yīng)用。驅(qū)動模塊EXB841 電路的驅(qū)動與

18、保護環(huán)節(jié)的測試。3、掌握脈寬調(diào)制電路的調(diào)試及負載電壓波形的分析。二、實驗電路及工作原理（一）實驗電路見圖3-1 （二）實驗電路的工作原理1、直流斬波電路 220V 單相交流電經(jīng)整流變壓器TR，降為50V交流電，再經(jīng)橋堆B及濾波電容C5、C6后，變?yōu)橹绷麟?，其幅值?5V70V之間，視負載電流大小而定。直流電路的負載為110V、25W白熾燈（或220V 25W白熾燈），如今以絕緣柵雙極晶體管（IGBT）作為開關(guān)管，來控制直流電路的通、斷，以調(diào)節(jié)負載上平均電壓的大小。這就是一個直流斬波電路。2、IGBT 管的驅(qū)動和保護電路 （1） IGBT 管 IGBT 管是一個復(fù)合元件，它的前半部分類似絕緣柵場

19、效應(yīng)管（是電壓控制型，具有輸入阻抗高的優(yōu)點），后半部分類似雙極晶體管（具有輸出阻抗小、導(dǎo)通壓降小、承受電流大的優(yōu)點）。它兼有場效應(yīng)管和雙極晶體管的優(yōu)點，因而獲得日益廣泛的應(yīng)用。 在圖3-1 中，G 為柵極，C 為集電極（又稱漏極D），E 為發(fā)射極（又稱源極S）。如今以EXB841模塊為例，來介紹IGBT 的驅(qū)動電路的工作原理。EBX841 型模塊，可驅(qū)動300/1200V IGBT 元件，整個電路信號延遲時間小于1s，最高工作頻率可達4050kHz。它只需要外部提供一個+20V 的單電源（它內(nèi)部自生反偏電壓）。模塊采用高速光電耦合（隔離）輸入，信號電壓經(jīng)電壓放大和推挽（射極跟隨）功率放大輸出，

20、并有過電流保護環(huán)節(jié)。其功能原理圖如圖3-2 所示，接線圖如圖3-3所示。 對照圖3-2和圖3-3可以看出，15 腳接高電平（+5V）輸入，14腳輸入控制脈信號（輸入負脈沖，使光電耦合器導(dǎo)通），光電耦合信號經(jīng)電壓放大器 放大，再經(jīng)發(fā)射極跟隨功率放大后，由腳3輸出，經(jīng)限流電阻RG送至IGBT 的柵極G，驅(qū)動IGBT 導(dǎo)通工作。穩(wěn)壓管VST1、VST2為柵極電壓正向限幅保護。集成模塊中的電阻R和穩(wěn)壓管VST構(gòu)成的分壓，經(jīng)1 腳，為IGBT的發(fā)射極提供一個反向偏置（-5V）的電壓，由于UGE = VG-VE，因此發(fā)射極電位VE的提高，相對UGE來說，為反向偏置。若VE =5V，VG =0，則UGE =

21、-5V<0，G-E 結(jié)處于反偏。這是由于IGBT 為電壓控制型器件，截止時容易因感應(yīng)電壓而誤導(dǎo)通，所以通常設(shè)置一個較高的反向偏壓（-5V），使IGBT 提高抗干擾能力，可靠截止。1 腳還外接反向偏置電源的濾波電容和發(fā)射極的鉗位二極管VD2（使發(fā)射極電位不低于0V）。2限流與限幅保護圖 3-3 中RG為柵極限流電阻，對6 /500V 元件，取RG=250。圖 3-3 中VST1為柵極正向限幅保護，VST1穩(wěn)壓值為14V15V（因EXB841 輸出高電平電壓為14.5V）。圖 3-3 中 VST2為柵極反向限幅保護，VST2穩(wěn)壓值為-5V（因為EXB841 輸出低電平電壓為-4.5V）。 E

22、XB841為15 腳模塊，模塊中其他腳號為空腳，故未標出。3、脈沖寬度調(diào)制器采用由555 定時集成電路構(gòu)成的多諧振蕩器（占空比可變，而頻率不變），并經(jīng)過射極跟隨器V2、R10輸出（以提高帶載能力）。調(diào)節(jié)電位器RP，即可調(diào)節(jié)脈沖寬度。由電子技術(shù)可知：（） 脈沖周期 .（4）4 .×（.）×. . 脈沖頻率 (0.84×10-3)zz（） 脈寬調(diào)節(jié)范圍 t.（） .（.）×. （.）（） 占空比 .、為了使脈沖調(diào)制器輸出低電平時，V能可靠截止，因此在V的基極處加一個由和電源及、構(gòu)成的負偏置電路。為V基極反向限幅保護。三、實驗設(shè)備1、佳悅 型實驗裝置單元3。2

23、、電源：、三組。接實驗裝置下方直流電源。3、示波器5、萬用表6、變阻器四、實驗內(nèi)容與步驟（一）直流斬波降壓電路1、直流斬波降壓電路如圖3-2所示。對照圖3-1，和圖3-2，完成直流斬波降壓電路連線。2、將（+20V、+5V、-5V）接入線路板相應(yīng)電源插口。注意電壓、極性不可接錯。3、測量各電壓的幅值是否正確。4、用示波器和萬用表測量主電路（50V整流電路）輸出電壓的幅值和波形。5、調(diào)節(jié)RP，用示波器測量脈沖的寬度和幅值，觀察他們的變化，并作記錄。6、在脈沖信號電壓及主電路電壓（幅值與波形）正常的情況下，接上負載（燈泡）及脈沖輸入信號。7、使占空比為50%上時，測量負載平均電壓UL的幅值與波形，

24、并測量IGBT管UCB和UGE數(shù)值。8、使占空比分別為15、30，最大（98）時，重復(fù)步驟，即再測UL、UCB、UGE的數(shù)值。（二）驗證EXB841 驅(qū)動模塊的保護功能。 負載電壓最高時，將二極管D1至IGBT 管集電極的連線斷開（設(shè)置人為IGBT過載信號），觀察保護電路工作情況（測量負載電壓及UGE、UCE電壓），并作記錄。（三）直流斬波升降壓電路。 1、圖 3-3 為直流斬波升降壓電路示意圖。對照圖3-1 和圖3-3，完成直流斬波升降壓電路連線。圖中C 為電解電容（1000F450V），VD 為功率二極管，L 為電感線圖（此處可借用380V/50V整流變壓器二次側(cè)繞組），R 為變阻器，以防

25、流過IGBT的電流過大（電流I<1）。 升降壓電路的工作原理是，當(dāng)IGBT 導(dǎo)通時，有電流通過電感L，當(dāng)IGBT截止時，電感L保持電流不變的特性，將向電容C 充電，電容兩端電壓即負載RL上的電壓。電感L 的電流愈大，儲存的磁場能量愈大，則放電時在電容C 生成的電壓就愈高。調(diào)節(jié)變阻器阻值R，改變電感電流，即可改變電容（亦即負載RL）的電壓。由于負載電壓是靠電感放電形式的，所以其極性是下正上負。 2、重復(fù)實驗（一）中的步驟7與8。五、實驗報告要求1、整理記錄直流斬波降壓電路在占空比分別為15%、30%、50%、98%時負載平均電壓UL的數(shù)值與波形和IGBT管UGE、UCE數(shù)值。2、整理記錄直

26、流斬波升、降壓電路在占空比分別為15%、30%、50%和98%時負載平均電壓的數(shù)值、極性與波形。3、分析EXB841 驅(qū)動模塊的過流保護作用。實驗三、單相交流（過零觸發(fā)）調(diào)功電路的研究（24 學(xué)時）一、 實驗?zāi)康?、熟悉集成過零觸發(fā)電路（KC08）的工作原理，測定KC08電路主要工作點的電壓波形。2、掌握單相調(diào)功電路的工作原理和相關(guān)參數(shù)的整定。二、 實驗電路及工作原理 1 實驗電路原理圖 2、電路的工作原理此電路主要由KC08集成過零觸發(fā)電路和由555定時集成電路組成的占空比可調(diào)的方波發(fā)生器構(gòu)成。KC08集成電路內(nèi)部的構(gòu)成的原理圖如圖6-2虛框內(nèi)電路所示?，F(xiàn)對各部分的工作原理介紹如下： 圖6-

27、2 KC08電路內(nèi)部構(gòu)成原理圖及外部主要接線圖（1）由555 定時器構(gòu)成的電路是一個頻率固定、占空比可調(diào)的方波發(fā)生器（其工作原理參見電子技術(shù)書籍）。其8 腳接+12V 電源，1 腳接地，7 腳輸出方波脈沖，其頻率由VD1、VD2間的阻值及電容C2決定，此處頻率固定，約為10Hz。調(diào)節(jié)電位器即可調(diào)節(jié)占空比（此處占空比約為10%90%）。在本電路中，此方波發(fā)生器主要對KC08提供控制信號（送往KC08 的2 腳）。(2)KC08 電路的一個特點是可以自生直流電源。它通過交流電從U1端進入14 腳，經(jīng)穩(wěn)壓管VST1和VST2，再經(jīng)8 腳和外接二極管VD 及限流電阻R3，接至交流電U2端，從而構(gòu)成半波

28、穩(wěn)壓整流，它兩端并聯(lián)一個470F 的外接電容器。在14 與8 之間形成一個+12V+14V 的電源。由于電路7 腳經(jīng)過二極管VD5與8 腳相連，因此14 腳與7 腳之間亦構(gòu)成一個單向?qū)щ姷碾娫?。因?4 腳為高電平。7腳為低電平并接地。（3）由圖可見，同步電壓（此處即交流電源電壓）通過R2加到14 腳與1 腳之間，經(jīng)整流橋（VD1VD4）后，去驅(qū)動三極管T1，以進行電壓過零檢測。它的原理是，當(dāng)同步電壓不為零時，T1集電極電流使T6導(dǎo)通，進而使T7基極對地短路，（注意KC08 的6、7 腳相連），輸出級T7、T8的輸出端5 將無脈沖輸出，注意5腳接雙向晶閘管門極。綜上所述，只有當(dāng)電壓為零時，T6

29、截止，且T7基極呈正電位時，才可能有觸發(fā)脈沖輸出。同步電路限流電阻R2的取值，由下列經(jīng)驗求?。海?）由三極管T2T5構(gòu)成一個差分比較器，4 腳的輸入提供一個基準電壓U0，此處通過11、12 與4的連接，由14 及7 間的電壓再經(jīng)內(nèi)部兩個電阻分壓獲得U0，差分比較器的另一端通過2 腳接在由555 定時器構(gòu)成的方波發(fā)生器的輸出端。（5）當(dāng)Ui UO，T2、T3基極處于正偏，T4、T5處于反偏，這時C3上的電壓，將通過T1、T2、T3和T6構(gòu)成通路，導(dǎo)致T6導(dǎo)通，從而使T7、T8截止，因而無觸發(fā)脈沖輸出。當(dāng) Ui UO，T4、T5處于正偏，T2、T3處于反偏，在交流電壓U=0 時，這時T6截止，C3

30、上的電壓將使T4、T5與T7、T8導(dǎo)通，從而輸出觸發(fā)脈沖。由于6 腳與7 腳相連，所以輸出的脈沖為零電平脈沖。由于雙向晶閘管的陽極，接在C3的高電平端（+12V）上，零電平的觸發(fā)脈沖，將使雙向晶閘管導(dǎo)通。由上述可見，當(dāng)輸入的控制信號為低電平時（UiUo），則交流電壓過零時，將有觸發(fā)脈沖輸出，將會使該半波導(dǎo)通。（6）調(diào)節(jié)電位器RP，可調(diào)節(jié)方波零電平的寬度，即可調(diào)節(jié)負載上通過交流電的半波個數(shù)。（7）調(diào)功電路的波形如圖6-3 所示，圖中U 為交流電壓，Ui為輸入方波控制信號波形，若方波周期T 為0.1 秒，則在一個方波周期內(nèi)，將對應(yīng)5 個正弦波（10 個半波）。由于是過零觸發(fā)，所以調(diào)節(jié)方波的占空比，

31、在T 周期內(nèi)，輸出的半波個數(shù)將在0、1、210 之間，按整數(shù)改變。這意味著輸出的平均功率將可分10 檔進行調(diào)節(jié)。當(dāng)圖中Ui零電平的寬度略大于6個半波時，負載有6個半波導(dǎo)通，輸出功率將為滿負荷的6/10。當(dāng)圖中Ui零電平寬度略大于1 個半波時，這樣負載電壓僅1 個半波。輸出功率將為滿負荷的1/10。這樣，改變調(diào)節(jié)電位器RP，即可實現(xiàn)輸出平均功率的調(diào)節(jié)，調(diào)功電路的優(yōu)點是電流的波形為正弦波，諧波成份少，而且調(diào)節(jié)方便，因此在電加熱設(shè)備中獲得廣泛的應(yīng)用。三、實驗設(shè)備1、佳悅 型實驗裝置單元72、萬用表3、雙蹤示波器四、實驗內(nèi)容與步驟1、接上50V交流電源。接入+12V 外接直流電源，按圖6-2 連接各信號電路。2、測量555定時電路輸出電壓的幅值與波形，記錄調(diào)節(jié)電位器RP 時方波占空比的變化范圍。3、測量并記錄KC08 電路輸出觸發(fā)脈沖的幅值與波形，自生電源兩端（14 與7 腳間的電壓幅值與波形。4、測量并記錄電阻負載電壓的波形。5、測量并記錄雙向晶閘管兩個陽極T1與T2的電壓波形。五、實驗注意事項用雙蹤示波器測量各點波形并進行比較時，其探頭的公共端要接同一個接線端。六、實驗報告1、方波發(fā)生器輸出電壓的幅值與波形。2、方波占空比的調(diào)節(jié)范圍（百分比）。3、以交流電壓波形為基準，在它的下方分別畫出占空比為80%、50%和20%時的下列波形。1）方波波形；2）