晶闸管实验报告

实验报告

实验室用直流可控电源实验人员:xxxxx xxxx xx

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一 设计任务

1.1设计目的

目前，电子系统的应用越来越广泛，种类也越来越丰富。

电子设备己成为人设备提供所需要的能量，起着至关重要的作用。然而在通信、航天、汽车、计算机、办公和家用电器等行业，直流稳压电源起着重要作用。研究实验室用直流可调电源，解决实验室存在的直流电源调压问题，进一步加深对直流可调稳压电源的了解，提高自己的动手制作能力和设计能力，加强对电力电子电路的认识，从而为以后从事相关工作做准备。

1.2设计内容

从实验室直流电源存在的问题出发，设计实验室用直流可调电源，主要是用于实验室直流控制电机调速。

1.3设计意义

通过此次直流可调电源设计，解决实验室直流电源工作问题，为以后研究高质量使用性能和电气性能的直流稳压电源，做了一个可行性前期实验准备工作，有利于了解直流电源在生产生活中的作用，特别是在设备稳定运行方面表现出的电气特性；从实验室直流电源入手研究，有助于积累解决生产生活中的碰到的问题；从实验团队中相互合作共同进行相关工作，培养了我们的合作意识，为以后我们参加相应工作提供了一个简单模型；研究过程中的分析和改进，增加了我们对相关知识的把握，补充自身的不足；从需求-分析-设计-实验过程中，培养了我们对以后解决相关问题的认识。

1.4设计过程

二 器件选择

变压器： 220V/220V/38V

二极管： 稳压二极管 、发光二极管、普通二极管4007、5108

晶体管： 普通三极管9015、可控硅TNY816、单结晶体管BT33F 电 容： 电解电容

整流桥： KBPC1510整流桥堆

电 阻： 18个大小不等电阻

电位计： 电位计2.2K

熔断器： TC

三 电路原理图

四 实现原理

4.1控制电路

单结晶体管构成的晶闸管触发电路如图所示，与单结晶体管构成弛张振荡电路相比较，电路的振荡部分相同，同步是通过对电源电路的改进实现的。取自主电路的正弦交流电通过同步变压器T 降压，变为较低的交流电压，然后经二极管整流桥变成脉动直流。稳压管VW 和电阻RW 的作用是“削波”，脉动电压小于稳压管的稳压值时，VW 不导通，其两端的电压与整流输D6LED D13D14D12D11T2

D7R7680K

R61K R5

39K

D8

D9C6

10uF

T1

D1D4D2D3D5+12v

F1

H1

C2

F2F3C1

0.22uF C00.22uF R3

120K

R4

120K

R1120K R2120K P2P1C510uF

R156

2

K

Q29015R16

1K

R14

6.2K

C4

1u F

C310uF

R10120K Q1

9015

R112.2K R13

330K

R1262K

R17

680K

T3

220v 220v R8

4.7K 38V 220V BT33

22v

R18

1K

R982K

R0

20W 出电压相等；如果脉动电压大于稳压管的稳压值，将使VW 击穿，其两端电压保持稳压值，整流桥输出电压高出稳压值的部分降在电阻RW 上。这样VW 两端的电压波形近似与一个梯形波，用这个电压取代弛张振荡电路中的直流电源，起到同步作用。

由于振荡电路的电源为梯形波，在主电路正弦波每一半波结束和开始的一段时间，振荡电路的电源电压很小，电路不振荡，同时电容电压释放到0。当电源电压接近梯形波的顶部时，振荡电路开始工作，当电容充电使两端的电压达到单结晶体管峰点电压Vp时，单结晶体管导通电容放电，放电电流流过R1与被触发晶闸管的门极的并联电路形成输出，为晶闸管提供触发脉冲，使晶闸管导通。然后电路进入下一振荡周期，但晶闸管一经导通门极就失去控制作用，一个电源电压半周中振荡电路输出的脉冲只是第一个起到触发作用，后面的脉冲是无效的。在主电路电压的半周接近结束时，振荡电路的电源电压进入梯形波的斜边并迅速下降，振荡电路停振，同时电容电压释放到0。因此在主电路的每一个半波中，电容总是从0开始充电，保证了触发脉冲与主电路电压的同步。

4.2整流电路

整流后的直流电压为0.9倍的交流输入电压，且整流后的直流电流最大不超过整流桥KBPC1510 额定电流值（15A），满足整流后的直流电压为0.9倍的交流输入电压。而输出不加滤波电容时整流后的直流电压为0.9倍的交流输入电压，输出加滤波电容时整流后的直流电压为1.2倍的交流输入电压，整流后直流电流最大为15安培，具体是多少取决于所接的负载。

4.3滤波电路

整流电路的输出电压不是纯粹的直流，从示波器观察整流电路的输出，与直流相差很大，波形中含有较大的脉动成分，称为纹波。为获得比较理想的直流电压，需要利用具有储能作用的电抗性元件（如电容、电感）组成的滤波电路来滤除整流电路输出电压中的脉动成分以获得直流电压。其中电容器 C 对直流开路，对交流阻抗小，所以 C并联在负载两端。并联的电容器 C 在输入电压升高时，给电容器充电，可把部分能量存储在电容器中。而当输入电压降低时，电容两端电压以指数规律放电，就可以把存储的能量释放出来。经过滤波电路向负载放电，负载上得到的输出电压就比较平滑，起到了平波作用。

4.4晶闸管保护电路

晶闸管的保护电路，大致可以分为两种情况：一种是在适当的地方安装保护器件，例如，R-C阻容吸收回路、限流电感、快速熔断器、压敏电阻或硒堆等。再一种则是采用电子保护电路，检测设备的输出电压或输入电流，当输出电压或输入电流超过允许值时，借助整流触发控制系统使整流桥短时内工作于有源逆变工作状态，从而抑制过电压或过电流的数值。

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