项目五节能调光台灯的设计跟制作

项目五：节能调光台灯的设计与制作

一）项目描述

随着高科技的发展，节能调光台灯也不断地更新，它不但具有体积小、光效高、寿命长、耗电少、造型美观、使用方便等特点；而且适用于各种使用要求的台灯也应运而生，学生灯、书写灯、应急灯、日光灯、霞光灯、晚餐灯、不同高度的落地灯等新品迭出。从而能够很好的满足人们方方面面的需要，受到人们的欢迎。

（此部分主要是简单的介绍项目的内容、特点等，一段话即可）

二）项目分析

（1）识别检测晶闸管。

（2）制作单结晶体管触发电路。

（3）制作家用调光台灯，并选择仪器仪表对电路进行调试和检测。

.... （此部分主要是简单的分析项目实施的具体内容及要求、写几个点即可）

三）项目目标

通过此项目的学习，学生要掌握晶闸管的基本结构、工作原理。能够熟练制作家用调光台灯。（此部分主要是写通过项目的实施，要达到什么目标，比如学生获得的知识、能力等，写几点或写一小段即可）

四）知识与能力要求

（1）了解晶闸管的基本结构、工作原理。

（2）能识别常用晶闸管，能对晶闸管进行简单的检测。

（3）了解单相可控整流电路的可控原理和整流电压与电流的波形。

（4）了解单结晶体管及触发电路的工作原理。

（5）会制作调光台灯电路。

（6）会用相关仪器仪表对调光电路进行调试与测量。（此部分主要是写实施项目对学生的基本知识和能力的要求，写几点即可）

五）项目实施

学习情境1 晶闸管及其应用电路

工作任务

任务1.1 单向晶闸管的认知

（对于每一个具体任务，例如任务1.1 单向晶闸管的认知，就是按照本教材目录要求，

要求把每一个小节具体涉及的知识点写出，在编写时弱化对公式的推导，减少深奥理

论的介绍，把最基本最重要的知识点编写出来，如1.1.1 单向晶闸管的结构、符号和工作原理，编写时把单向晶闸管的结构、常用电路符号及基本工作原理等知识点写

出。）

1.1.1 单向晶闸管的结构、符号和工作原理

1．结构与符号

1）外形

晶闸管的外形有小型塑封型 （小功率）、平面型（中功率）和螺栓型（中、大功率）几种，女口 上图所示。平面型和螺栓型使用时固定在散热器上。

（2）符号

（3）结构

它由三个电极：阳极 A 、阴极K 、控制极G 4 层半导体：P i — N i — P 2 — N 2

P 2 —引出线为控制极； P i —引出线为阳极； N 2 —引出线为阴极

3 个 PN 结（J i ，J 2，J 3）

2.工作原理

为了便于理解，下面用实验方法来说明单向晶闸管的工作原理。

文字符号：一般用 SCR 、KG 、CT 、VT 表示。

A

捽制【叫琦

单回晶闻瓷師工偉許性非验电路

(1 )正向阻断

在图a 中，晶闸管加上正向电压，即晶闸管阳极接电源正极，阴极接电源负极。开关 S 不闭 合，指示灯不亮。这说明晶闸管加正向电压时，但门极未加正向电压时，晶闸管不会导通， 这种状态称为晶闸管的正向阻断状态。

(2 )触发导通

在图b 中，晶闸管加正向电压，且开关 S 闭合，在门极上加正向电压，此时指示灯亮，表明 晶闸管导通，这种状态称为晶闸管的触发导通状态。晶闸管导通后，将 S 断开，灯仍亮，说 明晶闸管一旦导通，门极便失去作用。 要使晶闸管关断， 必须将正向阳极电压降低到一定数 值，使流过晶闸管的电流小于维持电流而关断。

(3 )反向阻断

在图c 中，晶闸管加反向电压，即a 接电源负极，k 接电源正极，此时不论开关 S 闭合与否， 指示灯始终不亮。这说明单向晶闸管加反向电压时， 不管门极加怎样的电压， 它都不会导通， 而是处于截止状态，这种状态称为晶闸管的反向阻断状态。

结论：综合上述，晶闸管导通必须具备两个条件：

一是晶闸管阳极与阴极之间接正向电 压；二是门极与阴极之间也接正向电压。 晶闸管一旦导通，去掉门极电压晶闸管仍然保持导

通状态。关断晶闸管的方法有： 一是将阳极电压降到足够小或加反向阳极电压；

二是将阳极 瞬间开路。

1.1.2单向晶闸管的触发特性和触发电路

1 •单结晶体管的结构和型号

(1) 外形

("只正向电匡*厢加门樋 Ch ：1刃正眉床氐司时卫门 檢

正向电匝.守确

(2)符号

E~ --------

发射极箭头指向B i极，表示经PN结的电流只流向B i。

(3)结构

三个电极：发射极E、第一基极B i、第二基极B2。一个PN结。

2 •单结晶体管的基本特性

(1)等效电路

比

£ : E与B i间电阻，随发射极电流而变，即I E上升，£下降。「b2 : E与B2间的电阻，数值与I E无关。

「bb :两基极间电阻。「bb =「bi +心2。

:称为分压比，「bi与「bb的比值，一般在0.3 ~ 0.8之间。(2)导通条件

V EE V BB V D (V D为PN结的正向压降)

3 •单结晶体管触发电路

(i)单结晶体管触发脉冲形成电路

(2)工作原理 当V 2为正半周时：晶闸管 当3 t

V L V 2

③

④

3 t 时，晶闸管保持导通，负载电压 V L 基本上与次级电压 V 2保持相等。 时， ⑤

(3)波形图 v 2 = 0，晶闸管自行关断。 时，V 2进入负半周后，晶闸管呈反向阻断状态，负载电压 v L =0。

(2) 工作原理

电源接通后，V BB 通过微调电阻 R 和电阻R i 向电容C 充电，当单结晶体管满足导通条 件，单结晶体管导通，C 迅速放电，在电阻R 3上形成一个很窄的正脉冲 V bi 。经过一个周期 后，单结晶体管截止，由 V BB 通过微调电阻 R P 和电阻R i 向电容C 充电，重复上述过程。

1.1.3单向晶闸管的可控整流电路

1 •单相半波可控整流电路

(1) 电路组成

VT 承受正向电压，若此时没有触发电压，则负载 V L =O 。 a 时，控制极加有触发电压 V G ,晶闸管具备导通条件而导通， 正向压降

很小，① a :控制角。指触发脉冲的加入时间。

②

：导通角。每半个周期晶闸管导通角度。 控制角越大，导通角越小，它们的和为定值 a + =

单相半波可控整流电路的电源效率低，直流电波动大。 2•单相桥式可控整流电路