调光台灯电路

学习要点：
• 1．在单相半波可控整流电路中，负载RL上得到 的脉动直流电压的平均值为UL=0.45U2 ， • 流过负载和晶闸管的直流电流相等，即IL=IT,晶闸 管承受的最大反压URM = U2 。 • 2．在单相桥式可控整流电路中，输出电压比半 波可控整流电路增加一倍，即UL=0.9U2 ，其它 ，IL=IT,晶闸管承受的最大反压URM = U2 不变。 • 3．与二极管整流电路的区别是：晶闸管整流电路 输出的直流电压是可控的，触发延迟角 越大，输 出电压越小。 的变化范围称为移相范围，单相半 波可控整流电路和单相桥式可控整流电路的移相 范围都是0°～180°。
• 1）首先确定T2：门极G与T1之间的距离较近，其正、反 向电阻都很小，用万用表“R×1”挡测量G～T1间的电阻 仅几十欧，而G～Ｔ2、Ｔ1～Ｔ2之间的反向电阻均为无穷 大。那么，当测出某脚和其他两脚都不通，就能确定该脚 为T2极。有散热板的双向晶闸管T2极往往与散热板相通。 • 2）区分G与T1极：确定Ｔ2后，剩下两脚中一脚为T1极， 另一脚为Gபைடு நூலகம்。用黑表笔接T1极，红表笔接T2极，把T2与 G极瞬时短接一下（给G加上负触发信号），电阻值如为 10Ω左右，证明管子已导通，导通方向为T1～T2，上述假 设正确。如万用表没有指示，电阻值仍为无穷大，说明管 子没有导通，假设错误，可改变两极连接表笔再测；如果 把红表笔接Ｔ1极，黑表笔接T2极，然后将T2与G极瞬时短 接一下（给G加上正触发信号），电阻值如为10Ω左右， 管子为导通，导通方向为T2～T1。
5、晶闸管的型号及简易检测 • （1） 型号 3CT系列和KP系列型号组成部分的含义：
举例：3CT－5/500表示额定电流为5A、额定电压为500V的普通型单向 晶闸管。
• （2）单向晶闸管简易检测 • 1）极性的判断 将万用表置于“R×1k”或“R×100”挡 ，如果测得其中两个电极的正向电阻较小，而交换表笔后 测得反向电阻很大，那么以阻值较小的一次为准，黑表笔 所接的就是门极G，而红表笔所接的就是阴极K，剩下的 电极便是阳极。 • 2）质量的判断 将万用表置于“R×10”挡，黑表笔接阳 极，红表笔接阴极，指针应接近∞，如图7-7所示。当合上 S时，表针应指很小的阻值，约为60～200Ω，表明单向 晶闸管能触发导通；断开S，表针回不到∞，表明晶闸管 是正常的（有些晶闸管因为维持电流较大，万用表的电流 不足以维持它导通，当S断开后，表 图7-7 针会回到∞，也是正常的）。如果在 S未合上时，阻值很小，或者在S合上 时表针也不动，表明晶闸管质量太差 或已击穿、断极。
1 cos 2
负载电流平均值
通过晶闸管的平均电流 晶闸管承受的最大电压
IT =IL
IL UL RL
二、单相桥式可控整流电路
• 1、认识单相桥式可控整流电路
a）变压器二次 侧电压
b）触发 脉冲
c）输出 波形
图7-13 单相桥式可控整流电路
图7-14 工作波形图
• 2．工作原理 • （1）u2为正半周时，二极管VD1、VD4承受正向电压， VD2、VD3承受正向电压，如果未加触发电压，则晶闸管 处于正向阻断状态，uL=0。 • （2）当ωt= 时，加有触发电压ug，晶闸管VT导通，电路 中的电流方向如图实线所示。uL和u2基本相等。 • （3）在 ＜ωt＜л期间，尽管ug在晶闸管导通后已消失， 但是晶闸管仍然保持导通。因此，在这期间，uL依然和u2 保持基本相等。极性为上正下负，iVD1=iVD４=iL。 • 4）当л＜ωt＜2л时，u2进入负半周后，二极管VD2～VD3 承受正向电压，VD1、VD4承受反向电压，只要触发脉冲 ug到来，晶闸管VT 就导通，电流方向如图中虚线所示。 uL≈u2，方向仍为上正下负， iVD2=iVD３=iL。 在u2的第二个周期里，电路将重复第一周期的变化。如此不 断重复，负载RL上就得到单向脉动电压。如图7-14所示。
• 2. 安装电路 • 按照图7-22调光灯电路原理图，在实验板（或万 能板）上连接电路。 • （1）元件选择 见表7-1。 • （2）元件识别、检测、整形 • 1）认识晶闸管、单结晶体管等器件及其型号。 • 2）用万用表检测单向晶闸管、单结晶体管等器件 ，画出单向晶闸管及单结晶体管的外型图，并标 出电极名称。填入表7-5中。
三、单结晶体管的简易测试
• 1．判断发射极E的方法 ：把万用表置于R×100”挡或 “R×1K”挡，黑表笔接假设的发射极，红表笔接另外两 极，当出现两次低电阻时（调换表笔时，两次阻值均很大 ），黑表笔接的就是单结晶体管的发射极。 • 2． B1与 B2的判断方法是 ：把万用表置于R×100挡或 R×1K挡，用黑表笔接发射极，红表笔分别接另外两极， 两次测量中，电阻大的一次，红表笔接的就是B1极。
任务3 认识单结晶体管
一、认识单结晶体管
单结晶体管的实物图
单结晶体管的结构 图 形 符 号
单结晶体管的外形
二、单结晶体管触发电路
• 1、单结晶体管的基本特性 A、B1间的电压为： RB1 UA U BB U BB RB1 RB 2
式中，η称为分压比，其值一般 在0.3～0.9之间。 单结晶体管等 效电路 单结晶体管的导通条件是： UE﹥η UBB + UD (UD为PN结的正向压降) 结论：只要改变UE的大小，就可以控制单结晶体管的导通 与截至。从而获得从RB1输出的脉冲电压。
任务2 学习晶闸管可控整流电路
一、单相半波可控整流电路
a）变压器二 次侧电压
b）触 发脉冲 c）输 出波形
晶闸管从开始承受正向阳极电压到触发导通 期间的电角度称为触发延迟角，用 表示

晶闸管在一个周期内导通 的电角度称为导通角，用 θ表示
分析单相半波可控整流电路工作原理 • 1）u2为正半周时，晶闸管VT承受正向电压，如果此时没 有加触发电压，则晶闸管处于正向阻断状态，负载电压 uL=0。 • 2）当 ωt= 时，门极加有触发电压ug，晶闸管具备了导通 条件，由于晶闸管正向压降很小，电源电压几乎全部加到 负载上，uL≈ u2。 • 3）在 ＜ωt＜л期间，尽管ug在晶闸管导通后即已消失， 但是晶闸管仍然保持导通，因此，在这期间，负载电压uL 依然和次级电压u2保持基本相等。 • 4）当ωt=л时，u2=0，晶闸管自行关断，uL=0。 • 5）当л＜ωt＜2л时，u2进入负半周后，晶闸管承受反压 ，呈反向阻断状态，负载电压uL=0。 在u2的第二个周期里，电路将重复第一周期的变化。如此不 断重复，负载RL上就得到单向脉动电压。如图7-10C所示
学习要点：
• 1．单结晶体管有三个电极：分别是发射极E、第 一基极B1和第二基极B2，所以又叫双基极二极管 。 • 2．单结晶体管导通条件是UE﹥η UBB + UD(UD为 PN结的正向压降)。 • 3．利用单结晶体管和RC电路组成的振荡电路可 以为晶闸管提供触发信号。 • 4．单结晶体管的常用型号有BT31、BT33、BT35 等，引脚排列如图7-19所示。
项目七 制作调光灯电路
• 任务1 检测晶闸管 • 任务2 学习晶闸管可控整流电路 • 任务3 认识单结晶体管 • 操作指导
看一看：调光灯电路
内部 电路 实物 示意 图
电路 组成 框图
各组成部分作用如下： • 整流电路——将交流电变成单方向的脉动直流 电。 • 触发电路——给晶闸管提供可控的触发脉冲信 号。 • 晶闸管——根据触发信号出现的时刻（即触发 延迟角α的大小），实现可控导通，改变触发信号 到来的时刻，就可改变灯泡两端交流电压的大小， 从而控制灯泡的亮度。
图7-11 =0°时的输出电压波形
图7-12 =30°时的输出电压波形
，改变触发延迟角 的大小，即改变触发脉冲 在每周期内触发的时刻，负载电压的波形不同。 单相半波可控整流电路参数计算公式见表7-3
电路参数 输出电压平均值 计算公式
U RM
U L 0.45U 2
2U2
二、双向晶闸管
1、结构和符号 它是N-P-N-P-N五层三端半 导体器件，也有三个电极，但 它没有阴、阳极之分，而统称 为主电极T1和T2，另一个电极 G也称为门极。 2、工作特点 它的主电极T1和T2无论加正向电压还是反向电压，其门极 G的触发信号无论是正向还是反向，它都能被“触发”导 通。 3、双向晶闸管的电极识别及质量判别
• 2、单结晶体管触发电路 工作原理： 电源接通后，通过可调电阻RP和电阻 R3给电容C充电，当电容充电电压UE上升 到大于ηUBB + UD时，单结晶体管导通， C迅速放电，在R2上形成一个很窄的正脉 冲。此 图7-21 单结晶体管触发电路时电 容C两端的电压几乎为零。第一个周期过 后，由于UCC继续通过RP和R3给电容C充 电， 这样连续不断重复上述过程，从而 获得晶闸管所需要的触发脉冲电压。
图7-15
=0°时的输出电压波形
电路参数 输出电压平均值 负载电流平均值 通过晶闸管的平均电流 晶闸管承受的最大电压
图7-16 =30°时的输出电压波形
• 单相桥式可控整流电路参数计算公式
计算公式
U L 0.9U 2 1 cos 2
IL
UL RL
IT I L
U RM 2U2
元器件选择
• 表7-1 调光台灯电路元件明细表
序号 1 2 3 分类 VD1～VD4 VU VT R1、R3 R2 4 5 6 7 R4 HL C RP 名 称 整流二极管 单结晶体管 晶闸管 电阻器 电阻器 电阻器 灯泡 电容器 带开关电位 器 型号规格 IN4007 BT33 3CT151 100Ω 470Ω 1kΩ 220V、25W 0.1μF 100kΩ 数量 4 1 1 2 1 1 1 1 1
8
其他
实验板（万能板）、导线
任务1 检测晶闸管
一 、认识晶闸管
常用的晶闸管有单向和双向两大类 1、单向晶闸管基本结构与图形符号： 文字符号“VT”，