廣工功率電子學(xué)課程設(shè)計(jì)

1、課程設(shè)計(jì)報告 課程名稱 功率電子學(xué) 題目名稱 調(diào)溫調(diào)速電路的設(shè)計(jì) 學(xué)生學(xué)院 信息工程學(xué)院 專業(yè)班級 應(yīng)用電子技術(shù) 學(xué) 號 311 xxxx 學(xué)生姓名 xxx(優(yōu)) 指導(dǎo)教師 老師 設(shè)計(jì)時間 報告頁數(shù) 10頁 目 錄1設(shè)計(jì)的目的和意義32 設(shè)計(jì)任務(wù)概述33 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)與論證43.1 系統(tǒng)方案選定43.2系統(tǒng)工作原理43.3 電路工作原理53.4 硬件原理圖53.5 晶閘管控制原理5-63.6 元器件選擇64 電路實(shí)現(xiàn)74.1 焊接過程74.2 調(diào)試過程74.3 作品展示8-9結(jié)論9心得體會10一 、設(shè)計(jì)的目的和意義電力電子技術(shù)課程是電子類專業(yè)的一門重要課程之一，在學(xué)習(xí)了比較系統(tǒng)的電力電子技術(shù)基

2、礎(chǔ)知識的同時，將理論知識與具體實(shí)踐結(jié)合是進(jìn)一步鞏固所學(xué)知識顯得尤為重要。本課程設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)是讓學(xué)生通過仿真或者焊接電路板實(shí)物作品，鍛煉學(xué)生的動手能力，獨(dú)立思考、解決問題以及將理論知識運(yùn)用于時間的能力，培養(yǎng)應(yīng)用型人才。二、設(shè)計(jì)任務(wù)概述2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)概述通過設(shè)計(jì)電路，了解電路、焊接電路板等過程，充分了解和熟悉調(diào)光電路的組成及其基本結(jié)構(gòu)并掌握電路的焊接方法、電路的工作，最終完成調(diào)試功能。2.2 課程設(shè)計(jì)應(yīng)完成的工作（1）硬件系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)，焊接，調(diào)試 。（2）撰寫課程設(shè)計(jì)報告。3 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)與論證3.1 系統(tǒng)方案選定調(diào)光燈燈光的控制是由一個能起到類似“閘門”作用的晶閘管來完成的.這個“閘門”的開閉

3、會使交流電的波形被“裁切” ，從而使電壓的有效值發(fā)生變化，進(jìn)而達(dá)到控制燈光明暗的作用。3.2系統(tǒng)工作原理市場上常見的調(diào)光臺燈電路，沒有整流電路，用觸發(fā)電路為一只雙向二極管的電路來控制雙向晶閘管的柵極電壓，改變晶閘管兩端的電壓，從而控制電燈泡兩端的電壓有效值，實(shí)現(xiàn)電燈泡的亮度變化。加到晶閘管上的是雙向的交變電壓，調(diào)節(jié)電位器的旋鈕，可以改變電容的充電時間，通過雙向二極管控制晶閘管的“導(dǎo)通角”，從而達(dá)到控制加在白熾燈兩端電壓的有效值，進(jìn)而控制燈光的明暗.交變電壓波形導(dǎo)通角為q的交變電壓波形3.3 電路工作原理本設(shè)計(jì)可根據(jù)不同環(huán)境對光照的需求不同來調(diào)整在不同光強(qiáng)下關(guān)閉和打開電燈。具有很大的實(shí)用價值。該

4、調(diào)燈電路由晶閘管VT，二極管VD1、VD2，雙向觸發(fā)二極管V，發(fā)光二極管VL1、VL2，電容器C1、C2，電阻器R1R6,R2為 100K的滑動變阻器，開關(guān)，保險絲和電加熱器件EH等組成。(如圖所示)調(diào)節(jié)滑動變阻器大小時，可以改變電容器C1的充放電速率，從而改變晶閘管的導(dǎo)通角。C1兩端的電壓經(jīng)過V去觸發(fā)VT并使其導(dǎo)通，通過改變VT的導(dǎo)通角，來改變電加熱器EH(負(fù)載)兩端交流電壓的高低。VL1、VL2為工作狀態(tài)指示發(fā)光二極管。將滑動變阻器置于高電阻，（向右旋轉(zhuǎn)）VL2點(diǎn)亮，至于低電阻，（向左旋轉(zhuǎn)）VL1點(diǎn)亮。由于是滑動變阻器的漸變過程，所以指示燈的亮暗是漸變的。3.4 硬件原理圖調(diào)光電路原理圖3

5、.5 晶閘管控制原理晶閘管是P1N1P2N2四層三端結(jié)構(gòu)元件,共有三個PN結(jié),可以把它看作由一個PNP管和一個NPN管所組成。如下圖： 當(dāng)陽極A加上正向電壓時，BG1和BG2管均處于放大狀態(tài)。此時如果從控制極G輸入一個正向觸發(fā)信號，BG2便有基流ib2流過，經(jīng)BG2放大，其集電極電流ic2=2ib2。因?yàn)锽G2的集電極直接與BG1的基極相連，所以ib1=ic2。此時，電流ic2再經(jīng)BG1放大，于是BG1的集電極電流ic1=1ib1=12ib2。這個電流又流回到BG2的基極表成正反饋，使ib2不斷增大，如此正向饋循環(huán)的結(jié)果，兩個管子的電流劇增，晶閘管使飽和導(dǎo)通。由于BG1和BG2所構(gòu)成的正反饋?zhàn)?/p>

6、用，所以一旦晶閘管導(dǎo)通后，即使控制極G的電流消失了晶閘管仍然能夠維持導(dǎo)通狀態(tài)，由于觸發(fā)信號只起觸發(fā)作用，沒有關(guān)斷功能，所以這種晶閘管是不可關(guān)斷的。那么，用什么方法才能使導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷呢?使導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷，可以斷開陽極電源或使陽極電流小于維持導(dǎo)通的最小值(稱為維持電流)。如果晶閘管陽極和陰極之間外加的是交流電壓或脈動直流電壓。那么，在電壓過零時，晶閘管會自行關(guān)斷。3.6 元器件選擇保險絲用參數(shù)2A/250V；開關(guān)用參數(shù)3A/250V；R1 3 4 5均選用1/2W金屬膜電阻器；R2 100K的滑動變阻器代替；R6選用1/4W碳膜電阻器或金屬膜電阻器。C1選用耐壓值為160V的滌綸電容器或CB

7、B電容器；C2選擇耐壓值為400V的滌綸電容器。VD1和VD2均選用1N4007型硅整流二極管。VL1、VL2均選用5mm的發(fā)光二極管，VL1選紅色，VL2選綠色。V選用DB2或VR60型雙向觸發(fā)二極管。VT選用6A、600V的雙向晶閘管。四、電路實(shí)現(xiàn)4.1 焊接過程根據(jù)電路圖擺放元器件，但是并不是隨便擺放，注意整齊及分布疏密合理。然后進(jìn)行焊接，應(yīng)注意虛焊、漏焊等現(xiàn)象。調(diào)試前，需要用萬用表進(jìn)行檢查，看是否有短路現(xiàn)象，應(yīng)該清除所有短路地方重新焊接。4.2 調(diào)試過程調(diào)試時，用變壓器接好正負(fù)極，一開始電壓不應(yīng)過高，以防電路被燒壞，但也不可以太低，否則實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯。調(diào)試過程中，轉(zhuǎn)動電位器，燈泡亮度隨

8、著滑動變阻器的阻值變化而變化，符合設(shè)計(jì)要求，調(diào)試成功。4.3 作品展示 實(shí)物圖 上電后實(shí)物圖結(jié)論 通過觀察燈泡發(fā)光狀態(tài)可得出該電路工作在220V交流電下，輸出電壓通過調(diào)節(jié)能發(fā)生變化，從而對負(fù)載進(jìn)行調(diào)光，證明該方案可行。心得體會 本次課程設(shè)計(jì)有兩個選擇，一是MATLAB 軟件仿真。二是調(diào)溫調(diào)速電路的設(shè)計(jì)并作出實(shí)物。由于本人更喜歡動手實(shí)踐，所以選擇方案二。在本次的焊接電路和調(diào)試過程中，基本上還是挺順利，但也遇到很多問題。剛開始想做PCB，減去焊接導(dǎo)線的繁瑣，且會更穩(wěn)定。畫完P(guān)CB之后，發(fā)現(xiàn)學(xué)校打印不了（后來幾天可以是因?yàn)橛袑W(xué)生自己買了打印機(jī)），且電路也非復(fù)雜。所以選擇焊接洞洞板。第一次焊接的時候，

9、由于受到師兄以前的一些影響，覺得盡量小，盡量密集好。就焊接了2*4的洞洞板。結(jié)果調(diào)試挺好，燈泡可調(diào)且明顯。但是LED顯示和課件的有點(diǎn)稍微的不同。改了金閘管1 2腳之后，剛開始可以。后來不知什么原因，可能是電路板太小，在調(diào)試的過程中短路了，導(dǎo)致電源跳閘。金閘管爆了，換了一個金閘管就不可調(diào)了。于是決定再做一塊。第二塊考慮的東西更全面了。首先，覺得由于是焊接洞洞板的，沒必要焊得很小很小。1，焊接小可能更容易不小心短路，導(dǎo)致作品不工作且本電源是強(qiáng)電，容易發(fā)生危險；2本作品并非投入市場，只是作為學(xué)習(xí)，所以可以在合理范圍內(nèi)大點(diǎn)。由于到金閘管的特性，必須考慮布局上的扇熱。加扇熱片比較占空間，所以我直接將它布局在外圍。開關(guān)，滑動電阻器，由于需要對他們進(jìn)行操作，也放在外圍。在電路板外接電源與負(fù)載處，焊接完加上絕緣膠固定，這樣使電