調(diào)光臺(tái)燈電路.ppt

項(xiàng)目七制作調(diào)光燈電路 任務(wù)1檢測(cè)晶閘管任務(wù)2學(xué)習(xí)晶閘管可控整流電路任務(wù)3認(rèn)識(shí)單結(jié)晶體管操作指導(dǎo) 看一看 調(diào)光燈電路 內(nèi)部電路實(shí)物示意圖 電路組成框圖 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(dòng)直流電 觸發(fā)電路 給晶閘管提供可控的觸發(fā)脈沖信號(hào) 晶閘管 根據(jù)觸發(fā)信號(hào)出現(xiàn)的時(shí)刻 即觸發(fā)延遲角 的大小 實(shí)現(xiàn)可控導(dǎo)通 改變觸發(fā)信號(hào)到來的時(shí)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 表7 1調(diào)光臺(tái)燈電路元件明細(xì)表 任務(wù)1檢測(cè)晶閘管一 認(rèn)識(shí)晶閘管 1 單向晶閘管基本結(jié)構(gòu)與圖形符號(hào) 文字符號(hào) VT 常用的晶閘管有單向和雙向兩大類 屬于四層三端半導(dǎo)體器件 陽極A 陰極K 門極G 2 連電路 觀察單向晶閘管的工作特性 3 單向晶閘管的導(dǎo)通和關(guān)斷的規(guī)律 單向晶閘管的工作特點(diǎn) 1 單向晶閘管的導(dǎo)通條件是陽極與陰極間加正向電壓 同時(shí)在門極與陰極間也加上正向電壓 2 晶閘管一旦導(dǎo)通后 門極即失去控制作用 要使導(dǎo)通后的晶閘管關(guān)斷 可將陽極電壓降低到一定程度或改變陽極電壓的極性 3 晶閘管具有以弱電控制強(qiáng)電的作用 即利用弱電信號(hào) 即觸發(fā)信號(hào) 對(duì)門極的控制作用 就可使晶閘管導(dǎo)通去控制強(qiáng)電系統(tǒng) 4 單向晶閘管的主要參數(shù) 1 斷態(tài)重復(fù)峰值電壓UDRM 結(jié)溫為額定值時(shí) 門極斷開 允許重復(fù)加在晶閘管A K間的正向峰值電壓 2 反向重復(fù)峰值電壓URRM結(jié)溫為額定值時(shí) 門極斷開 允許重復(fù)加在晶閘管A K間的反向峰值電壓 3 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(jié)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UT AV 結(jié)溫穩(wěn)定 通過正弦半波額定的平均電流 晶閘管導(dǎo)通時(shí) 陽極A和陰極K間的電壓平均值 習(xí)慣上稱為導(dǎo)通時(shí)的管壓降 一般為1V左右 5 維持電流IH 在規(guī)定環(huán)境溫度下 門極斷開時(shí) 維持晶閘管繼續(xù)導(dǎo)通所必需的最小電流 5 晶閘管的型號(hào)及簡(jiǎn)易檢測(cè) 1 型號(hào)3CT系列和KP系列型號(hào)組成部分的含義 舉例 3CT 5 500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(jiǎn)易檢測(cè)1 極性的判斷將萬用表置于 R 1k 或 R 100 擋 如果測(cè)得其中兩個(gè)電極的正向電阻較小 而交換表筆后測(cè)得反向電阻很大 那么以阻值較小的一次為準(zhǔn) 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)量的判斷將萬用表置于 R 10 擋 黑表筆接陽極 紅表筆接陰極 指針應(yīng)接近 如圖7 7所示 當(dāng)合上S時(shí) 表針應(yīng)指很小的阻值 約為60 200 表明單向晶閘管能觸發(fā)導(dǎo)通 斷開S 表針回不到 表明晶閘管是正常的 有些晶閘管因?yàn)榫S持電流較大 萬用表的電流不足以維持它導(dǎo)通 當(dāng)S斷開后 表針會(huì)回到 也是正常的 如果在S未合上時(shí) 阻值很小 或者在S合上時(shí)表針也不動(dòng) 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 1 結(jié)構(gòu)和符號(hào)它是N P N P N五層三端半導(dǎo)體器件 也有三個(gè)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(gè)電極G也稱為門極 2 工作特點(diǎn)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(hào)無論是正向還是反向 它都能被 觸發(fā) 導(dǎo)通 3 雙向晶閘管的電極識(shí)別及質(zhì)量判別 1 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 R 1 擋測(cè)量G T1間的電阻僅幾十歐 而G 2 1 2之間的反向電阻均為無窮大 那么 當(dāng)測(cè)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G與T1極 確定 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(shí)短接一下 給G加上負(fù)觸發(fā)信號(hào) 電阻值如為10 左右 證明管子已導(dǎo)通 導(dǎo)通方向?yàn)門1 T2 上述假設(shè)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(dǎo)通 假設(shè)錯(cuò)誤 可改變兩極連接表筆再測(cè) 如果把紅表筆接 1極 黑表筆接T2極 然后將T2與G極瞬時(shí)短接一下 給G加上正觸發(fā)信號(hào) 電阻值如為10 左右 管子為導(dǎo)通 導(dǎo)通方向?yàn)門2 T1 學(xué)習(xí)要點(diǎn) 1 晶閘管是一種電力半導(dǎo)體器件 是一種可控的電子開關(guān) 主要應(yīng)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(diǎn)開關(guān)等方面 2 單向晶閘管只有在陽極和陰極間加正向電壓 同時(shí)在門極和陰極間加正向觸發(fā)電壓時(shí) 它才會(huì)導(dǎo)通 晶閘管一旦導(dǎo)通后 門極便失去控制作用 要使導(dǎo)通的晶閘管關(guān)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(shí)別和質(zhì)量好壞可以通過萬用表的電阻擋進(jìn)行簡(jiǎn)易的檢測(cè) 任務(wù)2學(xué)習(xí)晶閘管可控整流電路一 單相半波可控整流電路 a 變壓器二次側(cè)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(dǎo)通期間的電角度稱為觸發(fā)延遲角 用表示 晶閘管在一個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通的電角度稱為導(dǎo)通角 用 表示 1 u2為正半周時(shí) 晶閘管VT承受正向電壓 如果此時(shí)沒有加觸發(fā)電壓 則晶閘管處于正向阻斷狀態(tài) 負(fù)載電壓uL 0 2 當(dāng) t 時(shí) 門極加有觸發(fā)電壓ug 晶閘管具備了導(dǎo)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(fù)載上 uL u2 3 在 t 期間 盡管ug在晶閘管導(dǎo)通后即已消失 但是晶閘管仍然保持導(dǎo)通 因此 在這期間 負(fù)載電壓uL依然和次級(jí)電壓u2保持基本相等 4 當(dāng) t 時(shí) u2 0 晶閘管自行關(guān)斷 uL 0 5 當(dāng) t 2 時(shí) u2進(jìn)入負(fù)半周后 晶閘管承受反壓 呈反向阻斷狀態(tài) 負(fù)載電壓uL 0 在u2的第二個(gè)周期里 電路將重復(fù)第一周期的變化 如此不斷重復(fù) 負(fù)載RL上就得到單向脈動(dòng)電壓 如圖7 10C所示 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(shí)刻 負(fù)載電壓的波形不同 單相半波可控整流電路參數(shù)計(jì)算公式見表7 3 圖7 11 0 時(shí)的輸出電壓波形 圖7 12 30 時(shí)的輸出電壓波形 二 單相橋式可控整流電路 1 認(rèn)識(shí)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(cè)電壓 b 觸發(fā)脈沖 c 輸出波形 2 工作原理 1 u2為正半周時(shí) 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(dāng) t 時(shí) 加有觸發(fā)電壓ug 晶閘管VT導(dǎo)通 電路中的電流方向如圖實(shí)線所示 uL和u2基本相等 3 在 t 期間 盡管ug在晶閘管導(dǎo)通后已消失 但是晶閘管仍然保持導(dǎo)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(fù) iVD1 iVD iL 4 當(dāng) t 2 時(shí) u2進(jìn)入負(fù)半周后 二極管VD2 VD3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(dǎo)通 電流方向如圖中虛線所示 uL u2 方向仍為上正下負(fù) iVD2 iVD iL 在u2的第二個(gè)周期里 電路將重復(fù)第一周期的變化 如此不斷重復(fù) 負(fù)載RL上就得到單向脈動(dòng)電壓 如圖7 14所示 單相橋式可控整流電路參數(shù)計(jì)算公式 圖7 15 0 時(shí)的輸出電壓波形 圖7 16 30 時(shí)的輸出電壓波形 學(xué)習(xí)要點(diǎn) 1 在單相半波可控整流電路中 負(fù)載RL上得到的脈動(dòng)直流電壓的平均值為UL 0 45U2 流過負(fù)載和晶閘管的直流電流相等 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0 180 任務(wù)3認(rèn)識(shí)單結(jié)晶體管一 認(rèn)識(shí)單結(jié)晶體管 單結(jié)晶體管的實(shí)物圖 單結(jié)晶體管的結(jié)構(gòu) 單結(jié)晶體管的外形 圖形符號(hào) 二 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路 1 單結(jié)晶體管的基本特性A B1間的電壓為 式中 稱為分壓比 其值一般在0 3 0 9之間 單結(jié)晶體管的導(dǎo)通條件是 UE UBB UD UD為PN結(jié)的正向壓降 結(jié)論 只要改變UE的大小 就可以控制單結(jié)晶體管的導(dǎo)通與截至 從而獲得從RB1輸出的脈沖電壓 單結(jié)晶體管等效電路 2 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路工作原理 電源接通后 通過可調(diào)電阻RP和電阻R3給電容C充電 當(dāng)電容充電電壓UE上升到大于 UBB UD時(shí) 單結(jié)晶體管導(dǎo)通 C迅速放電 在R2上形成一個(gè)很窄的正脈沖 此圖7 21單結(jié)晶體管觸發(fā)電路時(shí)電容C兩端的電壓幾乎為零 第一個(gè)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(fù)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(jié)晶體管的簡(jiǎn)易測(cè)試 1 判斷發(fā)射極E的方法 把萬用表置于R 100 擋或 R 1K 擋 黑表筆接假設(shè)的發(fā)射極 紅表筆接另外兩極 當(dāng)出現(xiàn)兩次低電阻時(shí) 調(diào)換表筆時(shí) 兩次阻值均很大 黑表筆接的就是單結(jié)晶體管的發(fā)射極 2 B1與B2的判斷方法是 把萬用表置于R 100擋或R 1K擋 用黑表筆接發(fā)射極 紅表筆分別接另外兩極 兩次測(cè)量中 電阻大的一次 紅表筆接的就是B1極 學(xué)習(xí)要點(diǎn) 1 單結(jié)晶體管有三個(gè)電極 分別是發(fā)射極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(jié)晶體管導(dǎo)通條件是UE UBB UD UD為PN結(jié)的正向壓降 3 利用單結(jié)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(hào) 4 單結(jié)晶體管的常用型號(hào)有BT31 BT33 BT35等 引腳排列如圖7 19所示 操作指導(dǎo) 1 認(rèn)識(shí)調(diào)光燈電路結(jié)構(gòu)及工作過程 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(jié)晶體管的基極上 同時(shí)經(jīng)過電阻R1 RP和R4給電容器C充電 當(dāng)C兩端的電壓大于單結(jié)晶體管的導(dǎo)通電壓時(shí) 單結(jié)晶體管導(dǎo)通 給晶閘管提供一個(gè)觸發(fā)脈沖信號(hào) 調(diào)節(jié)電位器RP 就可以改變單向晶閘管的觸發(fā)延遲角 的大小 改變單結(jié)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?qǐng)D7 22調(diào)光燈電路原理圖 在實(shí)驗(yàn)板 或萬能板 上連接電路 1 元件選擇見表7 1 2 元件識(shí)別 檢測(cè) 整形1 認(rèn)識(shí)晶閘管 單結(jié)晶體管等器件及其型號(hào) 2 用萬用表檢測(cè)單向晶閘管 單結(jié)晶體管等器件 畫出單向晶閘管及單結(jié)晶體管的外型圖 并標(biāo)出電極名稱 填入表7 5中 表7 5元件檢測(cè)結(jié)果 3 元件整形 3 焊接與連線1 合理設(shè)計(jì)電路 插裝元件及焊接