調(diào)光臺燈電路

1、項目七項目七 制作調(diào)光燈電路制作調(diào)光燈電路任務任務1 檢測晶閘管檢測晶閘管任務任務2 學習晶閘管可控整流電路學習晶閘管可控整流電路任務任務3 認識單結晶體管認識單結晶體管操作指導操作指導看一看：看一看：調(diào)光燈電路 內(nèi)部電路實物示意圖電路組成框圖各組成部分作用如下：各組成部分作用如下： 整流電路將交流電變成單方向的脈動直流電。 觸發(fā)電路給晶閘管提供可控的觸發(fā)脈沖信號。 晶閘管根據(jù)觸發(fā)信號出現(xiàn)的時刻（即觸發(fā)延遲角的大?。?，實現(xiàn)可控導通，改變觸發(fā)信號到來的時刻，就可改變燈泡兩端交流電壓的大小，從而控制燈泡的亮度。元器件選擇元器件選擇 表7-1 調(diào)光臺燈電路元件明細表序號分類名 稱型號規(guī)格數(shù) 量1VD

2、1VD4整流二極管IN400742VU單結晶體管BT3313VT晶閘管3CT15114R1、R3電阻器1002R2電阻器4701R4電阻器1k15HL燈泡220V、25W16C電容器0.1F17RP帶開關電位器100k18其他實驗板（萬能板）、導線任務1 檢測晶閘管一一 、認識晶閘管、認識晶閘管1、單向晶閘管基本結構與圖形符號：、單向晶閘管基本結構與圖形符號： 文字符號“VT”， 常用的晶閘管有單向和雙向兩大類常用的晶閘管有單向和雙向兩大類屬于四層三端半導體器件：屬于四層三端半導體器件：陽極陽極A、陰極、陰極K、門極、門極G，2、連電路，觀察單向晶閘管的工作特性、連電路，觀察單向晶閘管的工作特

3、性3 3、單向晶閘管的導通和關斷的規(guī)律、單向晶閘管的導通和關斷的規(guī)律單向晶閘管的工作單向晶閘管的工作特點：特點：1）單向晶閘管的導通條件）單向晶閘管的導通條件是陽極與陰極間加正向電是陽極與陰極間加正向電壓，同時在門極與陰極間壓，同時在門極與陰極間也加上正向電壓。也加上正向電壓。2）晶閘管一旦導通后，門）晶閘管一旦導通后，門極即失去控制作用。要使極即失去控制作用。要使導通后的晶閘管關斷，可導通后的晶閘管關斷，可將陽極電壓降低到一定程將陽極電壓降低到一定程度或改變陽極電壓的極性。度或改變陽極電壓的極性。3）晶閘管具有以弱電控制）晶閘管具有以弱電控制強電的作用，即利用弱電強電的作用，即利用弱電信號（

4、即觸發(fā)信號）對門信號（即觸發(fā)信號）對門極的控制作用，就可使晶極的控制作用，就可使晶閘管導通去控制強電系統(tǒng)。閘管導通去控制強電系統(tǒng)。4. 單向晶閘管的主要參數(shù)單向晶閘管的主要參數(shù) （1）斷態(tài)重復峰值電壓）斷態(tài)重復峰值電壓UDRM ：結溫為額定值時，門極斷開，允許重復加在晶閘管A、K間的正向峰值電壓。 （2）反向重復峰值電壓）反向重復峰值電壓URRM 結溫為額定值時，門極斷開，允許重復加在晶閘管A、K間的反向峰值電壓。 （3）通態(tài)平均電流）通態(tài)平均電流IT(AV) ：在規(guī)定的環(huán)境溫度和散熱條件下，結溫為額定值，允許通過的工頻正弦半波電流的平均值。 （4）通態(tài)平均電壓）通態(tài)平均電壓UT(AV) ：結

5、溫穩(wěn)定，通過正弦半波額定的平均電流，晶閘管導通時，陽極A和陰極K間的電壓平均值，習慣上稱為導通時的管壓降，一般為1V左右。 （5）維持電流）維持電流IH ：在規(guī)定環(huán)境溫度下，門極斷開時，維持晶閘管繼續(xù)導通所必需的最小電流。5、晶閘管的型號及簡易檢測、晶閘管的型號及簡易檢測 （1） 型號型號3CT系列和KP系列型號組成部分的含義：舉例：3CT5/500表示額定電流為5A、額定電壓為500V的普通型單向晶閘管。 （2）單向晶閘管簡易檢測）單向晶閘管簡易檢測 1）極性的判斷）極性的判斷 將萬用表置于“R1k”或“R100”擋，如果測得其中兩個電極的正向電阻較小，而交換表筆后測得反向電阻很大，那么以阻

6、值較小的一次為準，黑表筆所接的就是門極G，而紅表筆所接的就是陰極K，剩下的電極便是陽極。 2）質(zhì)量的判斷）質(zhì)量的判斷 將萬用表置于“R10”擋，黑表筆接陽極，紅表筆接陰極，指針應接近，如圖7-7所示。當合上S時，表針應指很小的阻值，約為60200，表明單向晶閘管能觸發(fā)導通；斷開S，表針回不到，表明晶閘管是正常的（有些晶閘管因為維持電流較大，萬用表的電流不足以維持它導通，當S斷開后，表 針會回到，也是正常的）。如果在 S未合上時，阻值很小，或者在S合上 時表針也不動，表明晶閘管質(zhì)量太差 或已擊穿、斷極。 圖7-7 二、雙向晶閘管二、雙向晶閘管1、結構和符號、結構和符號 它是N-P-N-P-N五層

7、三端半導體器件，也有三個電極，但它沒有陰、陽極之分，而統(tǒng)稱為主電極T1和T2，另一個電極G也稱為門極。2、工作特點、工作特點 它的主電極T1和T2無論加正向電壓還是反向電壓，其門極G的觸發(fā)信號無論是正向還是反向，它都能被“觸發(fā)”導通。3、雙向晶閘管的電極識別及質(zhì)量判別、雙向晶閘管的電極識別及質(zhì)量判別 1）首先確定）首先確定T2：門極G與T1之間的距離較近，其正、反向電阻都很小，用萬用表“R1”擋測量GT1間的電阻僅幾十歐，而G2、12之間的反向電阻均為無窮大。那么，當測出某腳和其他兩腳都不通，就能確定該腳為T2極。有散熱板的雙向晶閘管T2極往往與散熱板相通。 2）區(qū)分）區(qū)分G與與T1極：極：確

8、定2后，剩下兩腳中一腳為T1極，另一腳為G極。用黑表筆接T1極，紅表筆接T2極，把T2與G極瞬時短接一下（給G加上負觸發(fā)信號），電阻值如為10左右，證明管子已導通，導通方向為T1T2，上述假設正確。如萬用表沒有指示，電阻值仍為無窮大，說明管子沒有導通，假設錯誤，可改變兩極連接表筆再測；如果把紅表筆接1極，黑表筆接T2極，然后將T2與G極瞬時短接一下（給G加上正觸發(fā)信號），電阻值如為10左右，管子為導通，導通方向為T2T1。學習要點： 1晶閘管是一種電力半導體器件，是一種可控的電子開關。主要應用在可控整流、交流調(diào)壓、大功率變頻控制、逆變控制和無觸點開關等方面。 2單向晶閘管只有在陽極和陰極間加正

9、向電壓，同時在門極和陰極間加正向觸發(fā)電壓時，它才會導通。晶閘管一旦導通后，門極便失去控制作用，要使導通的晶閘管關斷，必須將陽極電壓降低，使通過陽極的電流減小到低于維持電流IH，或者改變陽極電壓的極性。 3. 晶閘管的電極識別和質(zhì)量好壞可以通過萬用表的電阻擋進行簡易的檢測。任務2 學習晶閘管可控整流電路一、單相半波可控整流電路一、單相半波可控整流電路a）變壓器二次側電壓 b）觸發(fā)脈沖c）輸出波形晶閘管從開始承受正向陽極電壓到觸發(fā)導通期間的電角度稱為觸發(fā)延遲角觸發(fā)延遲角，用用 表示表示 晶閘管在一個周期內(nèi)導通的電角度稱為導通角導通角，用用表示表示 1）u2為正半周時，晶閘管VT承受正向電壓，如果此

10、時沒有加觸發(fā)電壓，則晶閘管處于正向阻斷狀態(tài)，負載電壓uL=0。 2）當 t= 時，門極加有觸發(fā)電壓ug，晶閘管具備了導通條件，由于晶閘管正向壓降很小，電源電壓幾乎全部加到負載上，uL u2。 3）在 t期間，盡管ug在晶閘管導通后即已消失，但是晶閘管仍然保持導通，因此，在這期間，負載電壓uL依然和次級電壓u2保持基本相等。 4）當t=時，u2=0，晶閘管自行關斷，uL=0。 5）當t2時，u2進入負半周后，晶閘管承受反壓，呈反向阻斷狀態(tài)，負載電壓uL=0。在u2的第二個周期里，電路將重復第一周期的變化。如此不斷重復，負載RL上就得到單向脈動電壓。如圖7-10C所示分析單相半波可控整流電路工作原

11、理分析單相半波可控整流電路工作原理 ，改變觸發(fā)延遲角 的大小，即改變觸發(fā)脈沖在每周期內(nèi)觸發(fā)的時刻，負載電壓的波形不同。單相半波可控整流電路參數(shù)計算公式見表7-3圖圖7-11 =0時的輸出電壓波形時的輸出電壓波形 圖圖7-12 =30時的輸出電壓波形時的輸出電壓波形電路參數(shù)計算公式輸出電壓平均值負載電流平均值通過晶閘管的平均電流IT =IL晶閘管承受的最大電壓2cos145. 02UULLLLRUI22UURM二、單相橋式可控整流電路二、單相橋式可控整流電路 1、認識單相橋式可控整流電路、認識單相橋式可控整流電路 圖7-13 單相橋式可控整流電路 圖7-14 工作波形圖a）變壓器二次側電壓b）觸

12、發(fā)脈沖 c）輸出波形 2工作原理工作原理 （1）u2為正半周時，二極管VD1、VD4承受正向電壓，VD2、VD3承受正向電壓，如果未加觸發(fā)電壓，則晶閘管處于正向阻斷狀態(tài)，uL=0。 （2）當t= 時，加有觸發(fā)電壓ug，晶閘管VT導通，電路中的電流方向如圖實線所示。uL和u2基本相等。 （3）在 t期間，盡管ug在晶閘管導通后已消失，但是晶閘管仍然保持導通。因此，在這期間，uL依然和u2保持基本相等。極性為上正下負，iVD1=iVD=iL。 4）當t2時，u2進入負半周后，二極管VD2VD3承受正向電壓，VD1、VD4承受反向電壓，只要觸發(fā)脈沖ug到來，晶閘管VT 就導通，電流方向如圖中虛線所示

13、。uLu2，方向仍為上正下負， iVD2=iVD=iL。在u2的第二個周期里，電路將重復第一周期的變化。如此不斷重復，負載RL上就得到單向脈動電壓。如圖7-14所示。 單相橋式可控整流電路參數(shù)計算公式單相橋式可控整流電路參數(shù)計算公式圖圖7-15 =0時的輸出電壓波形時的輸出電壓波形圖圖7-16 =30時的輸出電壓波形時的輸出電壓波形電路參數(shù)計算公式輸出電壓平均值負載電流平均值通過晶閘管的平均電流晶閘管承受的最大電壓2cos19 . 02UULLLLRUILTII 22UURM學習要點： 1在單相半波可控整流電路中，負載RL上得到的脈動直流電壓的平均值為UL=0.45U2 ， 流過負載和晶閘管的

14、直流電流相等，即IL=IT,晶閘管承受的最大反壓URM = U2 。 2在單相橋式可控整流電路中，輸出電壓比半波可控整流電路增加一倍，即UL=0.9U2 ，其它，IL=IT,晶閘管承受的最大反壓URM = U2 不變。 3與二極管整流電路的區(qū)別是：晶閘管整流電路輸出的直流電壓是可控的，觸發(fā)延遲角 越大，輸出電壓越小。 的變化范圍稱為移相范圍，單相半波可控整流電路和單相橋式可控整流電路的移相范圍都是0180。任務3 認識單結晶體管一、認識單結晶體管一、認識單結晶體管單結晶體管的實物圖單結晶體管的結構單結晶體管的外形圖形符號二、單結晶體管觸發(fā)電路 1、單結晶體管的基本特性、單結晶體管的基本特性 A

15、、B1間的電壓為： 式中，稱為分壓比，其值一般在0.30.9之間。 單結晶體管的導通條件是：單結晶體管的導通條件是： UE UBB + UD (UD為PN結的正向壓降)結論：結論：只要改變UE的大小，就可以控制單結晶體管的導通與截至。從而獲得從RB1輸出的脈沖電壓。單結晶體管等效電路BBBBBBBAUURRRU211 2、單結晶體管觸發(fā)電路、單結晶體管觸發(fā)電路 工作原理：工作原理： 電源接通后，通過可調(diào)電阻RP和電阻R3給電容C充電，當電容充電電壓UE上升到大于UBB + UD時，單結晶體管導通，C迅速放電，在R2上形成一個很窄的正脈沖。此 圖7-21 單結晶體管觸發(fā)電路時電容C兩端的電壓幾乎

16、為零。第一個周期過后，由于UCC繼續(xù)通過RP和R3給電容C充電， 這樣連續(xù)不斷重復上述過程，從而獲得晶閘管所需要的觸發(fā)脈沖電壓。三、單結晶體管的簡易測試三、單結晶體管的簡易測試 1判斷發(fā)射極判斷發(fā)射極E的方法的方法 ：把萬用表置于R100”擋或“R1K”擋，黑表筆接假設的發(fā)射極，紅表筆接另外兩極，當出現(xiàn)兩次低電阻時（調(diào)換表筆時，兩次阻值均很大），黑表筆接的就是單結晶體管的發(fā)射極。 2 B1與與 B2的判斷方法是的判斷方法是 ：把萬用表置于R100擋或R1K擋，用黑表筆接發(fā)射極，紅表筆分別接另外兩極，兩次測量中，電阻大的一次，紅表筆接的就是B1極。學習要點： 1單結晶體管有三個電極：分別是發(fā)射極

17、E、第一基極B1和第二基極B2，所以又叫雙基極二極管。 2單結晶體管導通條件是UE UBB + UD(UD為PN結的正向壓降)。 3利用單結晶體管和RC電路組成的振蕩電路可以為晶閘管提供觸發(fā)信號。 4單結晶體管的常用型號有BT31、BT33、BT35等，引腳排列如圖7-19所示。操作指導操作指導 1. 認識調(diào)光燈電路結構及工作過程 工作過程：工作過程： 接通電源后，交流電經(jīng)橋式整流后給單向晶閘管陽極提供正向電壓，并經(jīng)過R2、R3加在單結晶體管的基極上，同時經(jīng)過電阻R1、RP和R4給電容器C充電，當C兩端的電壓大于單結晶體管的導通電壓時，單結晶體管導通，給晶閘管提供一個觸發(fā)脈沖信號，調(diào)節(jié)電位器R

18、P，就可以改變單向晶閘管的觸發(fā)延遲角的大小，改變單結晶體管觸發(fā)電路輸出的觸發(fā)脈沖的周期，從而即改變輸出電壓的大小，這樣就可以改變燈泡的亮暗。 2. 安裝電路 按照圖7-22調(diào)光燈電路原理圖，在實驗板（或萬能板）上連接電路。 （1）元件選擇 見表7-1。 （2）元件識別、檢測、整形 1）認識晶閘管、單結晶體管等器件及其型號。 2）用萬用表檢測單向晶閘管、單結晶體管等器件，畫出單向晶閘管及單結晶體管的外型圖，并標出電極名稱。填入表7-5中。表表7-57-5元件檢測結果元件檢測結果元件外形圖電極名稱質(zhì)量單向晶閘管單結晶體管帶開關電位器阻值范圍 3）元件整形。 （3）焊接與連線 1）合理設計電路，插裝元件及焊接。 2）電路連線，注意電源線的連接并做好絕緣處理。 3. 調(diào)試與檢測電路 （