实验二单结晶体管触发电路实验优秀课件

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在dzsz型电机及自动控制实验装置上使用时通过操作控制屏左侧的自藕调压器将输出的线电压调到2v交流电压接到djk0v端按下启动按钮打开djk0电源开关这时挂件中所有的触发电路都开始工作用双踪示波器观察单结晶体管触发电路经半波整点的波形经稳压管削波得到2点的波形调节移相电位器rp1观察4锯齿波的周期变化及5点的触发脉冲波形
(2) GTR
开通驱动电流应使GTR处于准饱 和导通状态,使之不进入放大区 ib 和深饱和区。
关断GTR时,施加一定的负基极
O
电流有利于减小关断时间和关断
t
损耗。
关断后同样应在基射极之间施加 一定幅值(6V左右)的负偏压。
图1-30 理想的GTR基极 驱动电流波形
1.6.3 典型全控型器件的驱动电路
所需发射极电压。
电压、电流。
单结晶体管的特点
(1) UE < UP时单结管截止;
B2
UE > UP时单结管导通,
UE < UV时恢复截止。
E
(2)单结晶体管的峰点电压UP与
B1
外加固定电压UBB及分压比
有关,外加电压UBB或分压比不同,则峰点电
压UP不同。
(3) 不同单结晶体管的谷点电压UV和谷点电流IV
1.6.1 电力电子器件驱动电路概述
分类
按照驱动信号的性质分,可分为电流驱动型和电压驱 动型。 驱动电路具体形式可为分立元件的,但目前的趋势是 采用专用集成驱动电路。
双列直插式集成电路及将光耦隔离电路也集成在内 的混合集成电路。 为达到参数最佳配合,首选所用器件生产厂家专门 开发的集成驱动电路。
1.6.2 晶闸管的触发电路
uL
六、思考题
➢ (1)单结晶体管触发电路的振荡频率与电路 中C1的数值有什么关系?
➢ (2)单结晶体管触发电路的移相范围能否达 到180°?
七、实验方法
➢ (1)单结晶体管触发电路的观测
➢ 将TKDD-1电源控制屏的电源选择开关打到 “直流调速”侧,使输出线电压为200V(不 能打到“交流调速”侧工作,因为DK05的 正常工作电源电压为220V10%,而“交 流调速”侧输出的线电压为240V。)
实验二单结晶体管触发电路实验
一、 实验目的
➢ (1)熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及 电路中各元件的作用。
➢ (2)掌握单结晶体管触发电路的调试步骤和 方法。
二、实验所需挂件及附件
序号
型号


1 TKDD-1 电源控制屏 该控制屏包含“三 相电源输出”等 几个模块。
2 DK05 晶闸管触发电路 该挂件包含“单结 晶体管触发电路” 等模块。
零(即两者同步),使电容在每半个周期均从零开始 充电,从而保证每半个周期的第一个触发脉冲出现 的时刻相同(即角一样)以使输出平均电压不变。 2. 触发电路中,整流后为什么加稳压管?
稳压管的作用:是将整流后的电压变成梯形(即削 波),使单结管两端电压稳定在稳压管的稳压值上, 从而保证单结管产生的脉冲幅度和每半个周期产生 第一脉冲的时间,不受交流电源电压变化的影响。
稳压管的作用是:将整流
c
后的电压变成梯形 (即削波),使单结 管两端电压稳定在稳 压管的稳压值上,从 而保证单结管产生的 脉冲幅度和每半个周 期产生第一脉冲的时 间,不受交流电源电 压变化的影响。
R2
UZ
RP d DZ
e
uc C R1
udb
b
UP UV ueb
触发脉冲移相范围的计算
a
R
c
R2
u2
3. 一系列触发脉冲中,为什么只有第一个起作用?
如何改变控制角?
根据晶闸管的特性,它一旦触发导通,在阳极电
压足够大的条件下,即使去掉触发信号,仍能维持
导通状态。因此,每半个周期中只有第一个触发脉
冲起作用。
改变充电时间常数即可改变控制角。
控制角变化的范围称为移相范围。
4. 电压的调节
R 电容充电速度变慢
DZ b
RP d
ude
e
t
uc C R1
360 1 RP
C 1
1
f
f—电源电压的频率
结束,谢谢!!!
1.6 电力电子器件器件的驱动 1.6.1 电力电子器件驱动电路概述 1.6.2 晶闸管的触发电路 1.6.3 典型全控型器件的驱动电路
1.6.1 电力电子器件驱动电路概述
驱动电路——主电路与控制电路之间的接口
t4
图1-26 理想的晶闸管触 发脉冲电流波形
t1~t2脉冲前沿上升时间(<1s) t1~t3强脉宽度
IM强脉冲幅值(3IGT~5IGT) t1~t4脉冲宽度 I脉冲平顶
幅值(1.5IGT~2IGT)
1.6.2 晶闸管的触发电路
常见的晶闸管触发电路
V环1节、。V2构成脉冲放大 脉冲变压器TM和附属 电路构成脉冲输出环节。 V1、V2导通时,通过 脉冲变压器向晶闸管的 门极和阴极之间输出触 发脉冲。
1.6.1 电力电子器件驱动电路概述
驱动电路还要提供控制电路与主电路之间的电气 隔离环节,一般采用光隔离或磁隔离。
光隔离一般采用光耦合器
磁隔离的元件通常是脉冲变压器
ID
IC E
R
R1
R
Uin
Uout
E
R1
R
E R1
a) 图1-25 光耦合b器) 的类型及接法 c)
a) 普通型 b) 高速型 c) 高传输比型
1.结构
B2
第二基极 B2
发射极E P
PN结 N
欧姆接触 接触电阻 E
第一基极
N型硅片
B1
(a) 示意图
B1 (b) 符
单结晶体管结构示意图及其表示符号号
2.单结晶体管的测试方法
➢ 以国产BT33为例来说明测试方法。
➢ ①判断单结晶体管发射极e的方法:将万用表置 于R X 100挡或RXlk挡,用黑表笔接其中的一 个极,红表笔接另外两极,当出现两次低电阻时, 则黑表笔接的就是单结晶体管的发射极。
GTR的一种驱动电路,包括电气隔离和晶体管放大电路两部 分。
B1
由图可求得
+
U
B1
U
BB
R
RB1 B1 RB
2
_
RB1 U BB U BB
RBB
– 分压比(0.5~ 0.9)
等效电路
UE < UBB+UD = UP 时
B2
PN结反偏,IE很小;
+ _
RP
E +
RB2 UBB + UE UP时
A
_ PN结正向导通, IE迅速
U_E
RB1 B1
增加。 UP – 峰点电压
t
三部分,可分为脉冲变
压器耦合式和直接耦合
式两种类型。
图1-28 推荐的GTO门极电压电流波 形
1.6.3 典型全控型器件的驱动电路
直接耦合式驱动电路可避免电路内部的相互干扰和寄生振 荡,可得到较陡的脉冲前沿。 目前应用较广,但其功耗大,效率较低。
图1-29 典型的直接耦合式GTO驱动电路
1.6.3 典型全控型器件的驱动电路
测量单结晶体管的实验电路 UD – PN结正向导通压降
4 .单结晶体管的U伏E安特性 峰点电压 UP P
负阻区:UE>UP后, 大量空穴注入基区,
致使IE增加、UE反
而下降,出现负阻。
谷点电压 UV
Ip
o
截止区
负阻区
V
IV
饱和区
IE
UP(峰点电压):
UV、IV(谷点电压、电流):
单结管由截止变导通 维持单结管导通的最小
注意:R值不能选
的太小,否则单结
管不能关断,电路
亦不能振荡。
EUP REUV
IP
IV
f 1
1
T RCln( 1 )
1
uC
up
uv
t
O
ug
t
O (c) 电压波形
三、 单结管触发的半控桥式整流电路
1. 电路
+
u1
+
T1 T2
+
RL uL
D1 D2
主电路
u
+
R
RP
R2
u2
uZ +
R


+
C uC R1 +ug
9
10 8 0.0015
宽度(ms)
➢ 有效值为60V的正弦交流电;
➢ 最大值2Χ60 2 ≈170V
➢ +85V;-85V ➢ 5V/DIV; Χ10;3.4DIV ➢ 频率:50Hz;周期:20ms ➢ 5ms/DIV;4DIV
八、实验报告
➢ 画出α=60°时,单结晶体管触发电路各点 输出的波形及其幅值。
七、实验方法
➢ (1)单结晶体管触发电路的观测
➢ 如果输入电压超出其标准工作范围,挂件的 使用寿命将减少,甚至会导致挂件的损坏。 按下“启动”按钮,打开DK05电源开关, 这时挂件中所有的触发电路都开始工作,用 双踪示波器观察单结晶体管触发电路,
七、实验方法
➢ (1)单结晶体管触发电路的观测
➢ 经半波整流后“1”点的波形,经稳压管削波 得到“2”点的波形,调节移相电位器RP1, 观察“4”点锯齿波的周期变化及“5”点的触 发脉冲波形;最后观测输出的“G、K”触发 电压波形,其能否在30°~170°范围内移 相?
图1-27 常见的晶闸管触发电路
1.6.3 典型全控型器件的驱动电路
1) 电流驱动型器件的驱动电路
(1) GTO
GTO 的 开 通 控 制 与 普
通晶闸管相似。
uG
GTO 关 断 控 制 需 施 加 负门极电流。
O
t
5V的负偏压
GTO驱动电路通常包括 iG
正的门极电流
开通驱动电路、关断驱
动电路和门极反偏电路 O
晶闸管的触发电路
作用:产生符合要求的门极触发脉
冲,保证晶闸管在需要的时刻由阻 断转为导通。
晶闸管触发电路应满足下列 要求:
脉冲的宽度应保证晶闸管可靠导 通。
触发脉冲应有足够的幅度。
不超过门极电压、电流和功率定 额,且在可靠触发区域之内。
有良好的抗干扰性能、温度稳定 性及与主电路的电气隔离。
IM
I
t
t1 t2 t3
九、注意事项
➢ (2)由于脉冲“G”、“K”输出端有电容影响, 故观察输出脉冲电压波形时,需将输出端 “G”和“K”分别接到晶闸管的门极和阴极 (或者也可用约100Ω左右阻值的电阻接到 “G”、“K”两端,来模拟晶闸管门极与阴极 的阻值),否则,无法观察到正确的脉冲波 形。
2. 触发电路中,整流后为什么加稳压管?
七、实验方法
➢ (2)单结晶体管触发电路各点波形的记 录
➢ 当α=30o、60o、90o、120o时,将 单结晶体管触发电路的各观测点波形 描绘下来,并与图2-2的各波形进行比 较。
七、实验方法
AC60 TP1 TP2 TP3 TP4
TP5
170 85 17 8 11 8 幅值(V)
10
6
➢ ②单结晶体管b1和b2的判断方法:将万用表置 于R X 100挡或RXlk挡,用黑表笔接发射极, 红表笔接另外两极,两次测量中,电阻大的一次, 红表笔接的就是b1极。但对于个别单结晶体管 的e-bl之间的正向电阻值较小,测量时不一定准 确,仅供参考。
3. 工作原理
+ _
RP
E +
U_E
B2 + U_BB
使电力电子器件工作在较理想的开关状态,缩短开关 时间,减小开关损耗。 对装置的运行效率、可靠性和安全性都有重要的意义。 一些保护措施也往往设在驱动电路中,或通过驱动电 路实现。
驱动电路的基本任务:
按控制目标的要求施加开通或关断的信号。 对半控型器件只需提供开通控制信号。 对全控型器件则既要提供开通控制信号,又要提供关 断控制信号。
单结晶体管弛张振荡电路
2. 振荡过程分析
设通电前uC=0。 接通电源U, 电容C经电阻R
充电。电容电压uC逐渐升高。 当uC UP时,单结管导通,电
容C放电uC,R1上得到一脉U冲p 电压。
R
100k
E
R2
300
+
U
ug
Uv
t
Up-UD
+
0.
C 47F
_uC
R1
50
+
u_g
_
(a)
(b)
t
电容放电至 uC Uv时,单结管重新关断,使ug0。
触发电路
2. 工作原理
(1)整流削波
uZ
U2M
+R
O
t
+
u2
uo
+
uZ
U2M uo––O来自整流t–
uz
UZ
O
削波
t
(2) 触发电路
UZ uο
+ RP
R2
O
t
uZ R
Up uc
+
C
uc
+
R1 ug
(3) 输出电压uL
Uv
O
ug
UP-UD
t
T1 T2
+
O
uL
t
RL uL
D1 D2
O
t
问题讨论
1. 单结管触发的可控整流电路中,主电路和触发 电路为什么接在同一个变压器上? 目的:保证主电路和触发电路的电源电压同时过
3 双踪示波器
YB4328
三、实验线路及原理
四、实验内容
➢ (1)单结晶体管触发电路的调试。 ➢ (2)单结晶体管触发电路各点电压波形的观
察。
五、预习要求
➢ 阅读本教材1-3节及电力电子技术教材中有 关单结晶体管的内容,弄清单结晶体管触发 电路的工作原理。
单结晶体管触发电路
一、 单结晶体管结构及工作原理
九、注意事项
➢ 双踪示波器有两个探头,可同时观测两路信号,但 这两探头的地线都与示波器的外壳相连,所以两个 探头的地线不能同时接在同一电路的不同电位的两 个点上,否则这两点会通过示波器外壳发生电气短 路。为此,为了保证测量的顺利进行,可将其中一 根探头的地线取下或外包绝缘,只使用其中一路的 地线,这样从根本上解决了这个问题。当需要同时 观察两个信号时,必须在被测电路上找到这两个信 号的公共点,将探头的地线接于此处,探头各接至 被测信号,只有这样才能在示波器上同时观察到两 个信号,而不发生意外。
都不一样。谷点电压大约在2 ~ 5V之间。常选用稍
大一些, UV稍小的单结晶体管,以增大输出脉冲幅 度和移相范围。
二、 单结晶体管触发电路
1. 振荡电路
R
R2
300
100k
E
+
U
+
C uc R1
0. 47F _ 50
+
u_g
_
单结晶体管 振荡电路利用单结管 的负阻特性及RC电路 的充放电特性组成频 率可调的振荡电路。
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