可控硅

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课程设计

成绩评定表

设计课题：功率200W的灯光亮度调节器

学院名称：电气工程学院

专业班级：自动F1208 学生姓名：余洋

学号： 201223910224 指导教师：刘林芝孟艳花张晓辉

设计地点：31-227

设计时间： 2014-07-01～2014-07-09

指导教师意见

该生能够按照本次综合设计任务的要求完成全部任务，对其设计内容进行详细、完整的介绍，文字通顺，内容详实，论述充分、完整，立论正确，结构合理；报告字数符合相关要求，工整规范。课题背景介绍清楚，综述分析充分；设计方案合理、可行，论证严谨，逻辑性强，具有说服力；符号统一；图表完备、符合规范要求；能对整个设计过程进行全面的总结，得出有一定价值的实验结果。

成绩:

签名：年月日

电子技术

课程设计

课程设计名称：功率200W的灯光亮度调节器

专业班级：自动F1208

学生姓名：余洋

学号： 201223910224 指导教师：刘林芝孟艳花张晓辉

课程设计地点：31-227

课程设计时间：2014-07-01～2014-07-09

电子技术课程设计任务书

学生姓名余洋专业班级自动F1208学号201223910224题目功率200W的灯光亮度调节器

课题性质工程设计课题来源自拟

指导教师张晓辉

主要内容（参数）

功率200W的灯光亮度调节器可以实现以下功能：

1、轻触式灯光亮度调节功能。

2、通过手动旋转电位器作为输入信号，控制单向可控硅的导通角，从而改变电压实现调光。

任务要求（进度）

第1-2天：熟悉课程设计任务及要求，查阅技术资料，确定设计方案。

第3-4天：按照确定的方案设计单元电路。要求画出单元电路图，元件及元件参数选择要有依据，各单元电路的设计要有详细论述。

第5-6天：软件设计，编写程序，运用软件仿真。

第7-8天：撰写课程设计报告。要求内容完整、图表清晰、文理流畅、格式规范、方案合理、设计正确，篇幅合理。

主要参考资料[1] 康华光．模拟电子技术基础（第五版）．高等教育出版社，2005

[2]《数字电子技术实验及课题设计》北京：高等教育出版社，1995

[3] 阎石．数字电路技术基础（第五版）．北京：高等教育出版社，2006

审查意见

系（教研室）主任签字：年月日

目录

引言 (5)

1.硬件组成与方案设计 (6)

1.1方案设计与论证 (6)

1.2硬件组成 (6)

1.3工作原理 (7)

2.单元电路设计 (7)

2.1电源电路设计 (7)

2.2滤波电路设计 (7)

2.3移相与可控硅电路设计 (9)

3.各主要电路及部件工作原理 (11)

3.1 电位器 (12)

3.2双向可控硅 (14)

4.设计总结 (15)

4.1整体电路图 (16)

4.2PROTEL99仿真结果 (17)

4.3设计过程中遇到的问题及解决方法 (18)

4.4设计体会 (19)

参考文献 (22)

功率200W的灯光亮度调节器设计

引言

随着经济发展的加快，科学技术的进步,人们生活水平得到了提高,设备逐渐完善。调光控制器设计在日常生活中很有用，我们常常需要对灯光的亮度进行调节。可控硅调光器有着完全不同的调光机理，它是采用相位控制方法来实现调压或调光的。对于普通反向阻断型可控硅，其闸流特性表现为当可控硅加上正向阳极电压的同时又加上适当的正向控制电压时，可控硅就导通；这一导通即使在撤去门极控制电压后仍将维持，一直到加上反向阳极电压或阳极电流小于可控硅自身的维持电流后才关断。普通的可控硅调光器就是利用可控硅的这一特性实现前沿触发相控调压的。在正弦波交流电过零后的某一时刻t1(或某一相位角wt1)，在可控硅控制极上加一触发脉冲，使可控硅导通，根据前面介绍过的可控硅开关特性，这一导通将维持到正弦波正半周结束。因此在正弦波的正半周(即0~p区间)中，0~wt1范围可控硅不导通，这一范围称为控制角，常用a表示；而在wt1~p 间可控硅导通，这一范围称为导通角，常用j表示。同理在正弦波交流电的负半周，对处于反向联接的另一个可控硅(对两个单向可控硅反并联或双向可控硅而言)在t2时刻(即相位角wt2)施加触发脉冲，使其导通。如此周而复始，对正弦波每半个周期控制其导通，获得相同的导通角。如改变触发脉冲的施加时间(或相位)，即改变了导通角j(或控制角a)的大小。导通角越大调光器输出的电压越

高，灯就越亮。

本设计中，设计了一种带滤波的可控硅调光电路，由于可控硅相控调光具有体积小、价格合理和调光功率控制范围宽的优点，所以可控硅相控调光法是目前使用最为广泛的调光方法。

1.硬件组成与方案设计

1.1方案设计与论证

调光电路种类繁多，但是随着科技的发展尤其是半导体材料的发展，可控硅的应用范围越来越广。可控硅调光电路正以其独特的优越性占领调光电路市场。下面是最基本的可控硅调光电路，可实现对灯光的明暗调节，

图1.1 最基本的可控硅调光电路

存在问题

对其它电器很可能造成严重干扰。因为其原理是通过移相电路触发可控硅对交流电压正弦波形进行削波来实现电压的调节，输出的电压波形存在严重的畸变，产生大量的电磁谐波。这种干扰尤其对无线电设备最为严重，如对中波收音机干扰相当严重以至于根本无法正常收听。

改进方案

用电位器、电阻、电容构成移相网络，通过双向触发二极管改变可控硅导通角实现调压从而改变灯泡的亮度。电感和电容构成滤波电路，以次用来消除可控硅工作时产生的电磁干扰。虽然还是不能完全消除干扰，但大量的干扰波已被阻止反馈到电网中。

1.2硬件组成

硬件组成如图1.1所示：

图1.1

1.3工作原理

电路工作原理：

电源

电路

滤波电路

移向网络

可控硅调光

网络