模拟电子技术单元5课件.ppt

1、单元5任务1家用台灯调光电路的制作与检修1.掌握晶闸管的识别与检测方法。2.掌握家用台灯调光电路的制作与检修方法。一、晶闸管的结构与符号二、晶闸管的工作特性三、晶闸管的主要参数四、晶闸管的型号命名五、家用台灯调光电路及其工作原理一、电路的制作与调试二、电路的检修任务1家用台灯调光电路的制作与检修2.掌握家用台灯调光电路的制作与检修方法。一、晶闸管的结构与符号图5-1晶闸管的外形图一、晶闸管的结构与符号图5-2家用台灯调光电路的装配图二、晶闸管的工作特性图5-3晶闸管的内部结构和图形符号二、晶闸管的工作特性图5-4晶闸管特性测试电路1)当A接电源负极、B接电源正极(图5-4中直流电压表为上“-”

2、下“+”)时，合上开关S1，电源给晶闸管阳极、阴极间加反向电压。二、晶闸管的工作特性2)当A接电源正极、B接电源负极(图中直流电压表为上“+”下“-”)时，合上开关S1，电源给晶闸管阳极、阴极间加正向电压，打开开关S2时灯不亮，说明当晶闸管的阳极、阴极间加正向电压时，若门极、阴极间不加电压，晶闸管不导通，称这种状态为晶闸管的正向阻断状态。3)在步骤2)的基础上，合上开关S2时灯亮了，说明当晶闸管的阳极、阴极间加正向电压，并且门极、阴极间加正向电压(门极接电源正极，阴极接电源负极)时，晶闸管导通。4)晶闸管导通后，打开开关S2，灯仍亮，说明晶闸管导通后，去掉门极电压，对晶闸管的导通状态无影响，即

3、晶闸管导通后门极失去控制作用。二、晶闸管的工作特性5)在步骤4)的基础上，减小稳压电源输出电压U，使晶闸管的阳极电流减小。1)晶闸管的导通条件是阳极、阴极间加正向电压，同时门极、阴极间加适当的正向电压。2)晶闸管一旦导通，门极即失去控制作用。3)晶闸管的关断条件是使阳极电流小于维持电流或阳极、阴极间加反向电压。4)晶闸管具有可控单向导电特性。三、晶闸管的主要参数1.断态重复峰值电压UDRM2.反向重复峰值电压URRM3.额定正向平均电流IF4.正向平均管压降5.维持电流IH6.擎住电流IL7.门极触发电流IG五、家用台灯调光电路及其工作原理图5-5家用台灯调光电路的结构及电压波形a)电路结构b

4、)电压波形五、家用台灯调光电路及其工作原理1.万用表、各种规格的晶闸管若干。2.220V交流电源。3.常用电子电路组装工具、焊锡、助焊剂、多股软导线若干。4.家用台灯调光电路元器件明细表见表5-1。五、家用台灯调光电路及其工作原理表5-1家用台灯调光电路元器件明细表序号名称型号/规格数量序号名称型号/规格数量1整流二极管VV1N400745电容器C47F12晶闸管VTMCR100616电位器RP500k13电阻1k17开关S可机械自锁14电阻2k18灯泡HL220V/25W1五、家用台灯调光电路及其工作原理一、电路的制作与调试1.元器件的检测(1)晶闸管1)晶闸管的识别如图5-1所示。2)晶闸

5、管引脚的检测。3)晶闸管质量好坏的判别。(2)色环电阻器主要识别其标称阻值，并用万用表相应挡位测量选用的电阻器，确认其阻值大小，分类固定存放，以方便使用。(3)电容器确认电容器的极性。(4)电位器用万用表测量其标称值并检测其质量好坏，保证阻值均匀调节。(5)二极管判断其正、负极并检测其质量。2.绘制装配草图一、电路的制作与调试3.引脚成形加工4.电路的制作图5-6台灯调光电路的接线图一、电路的制作与调试5.电路的调试二、电路的检修1.灯泡不亮1)若晶闸管的门极与触发电路没接通，则检查该部分电路。2)若电路接线正常，则考虑晶闸管是否损坏。2.灯亮但不可调光二、电路的检修任务2220V调光电路的制

6、作与检修1.理解单相可控整流电路的组成及工作原理。2.掌握单结晶体管的符号及工作条件，了解其外形和分类。3.理解单结晶体管触发电路的原理。一、单相可控整流电路的结构与工作原理二、晶闸管触发电路三、220V调光电路的结构及工作原理一、电路的制作与调试二、电路的检修任务2220V调光电路的制作与检修3.理解单结晶体管触发电路的原理。3.理解单结晶体管触发电路的原理。图5-7220V调光电路的装配图一、单相可控整流电路的结构与工作原理1.单相半波可控整流电路(1)电阻性负载1)电路结构及工作原理。图5-8单相半波可控整流电阻性负载电路a)电路结构b)电压波形一、单相可控整流电路的结构与工作原理2)输

7、出直流量的平均值输出直流电压的平均值为输出直流电流的平均值为3)晶闸管的参数晶闸管承受的最大正向电压为U2。晶闸管承受的最高反向工作电压为U2。晶闸管的正向电流平均值IF=IL。(2)感性负载工业应用中如直流电动机的励磁绕组、电磁调速异步电动机、电磁离合器的励磁绕组等，均属于感性负载。一、单相可控整流电路的结构与工作原理图5-9单相半波可控整流感性负载电路a)电路结构b)电压波形一、单相可控整流电路的结构与工作原理图5-10下降时感应电动势的方向一、单相可控整流电路的结构与工作原理图5-11大电感时对应不同角时一、单相可控整流电路的结构与工作原理图5-12接续流二极管的单相半波2.单相半控桥式

8、整流电路(1)电阻性负载一、单相可控整流电路的结构与工作原理1)电路结构及工作原理。图5-13带电阻性负载的单相半控桥式整流电路a)电路结构b)电压波形c)不同触发延迟角的电压波形一、单相可控整流电路的结构与工作原理2)输出直流量的平均值输出直流电压的平均值为输出直流电流的平均值为3)晶闸管的参数晶闸管承受的最大正向电压为U2。晶闸管承受的最高反向工作电压为U2。晶闸管的正向电流平均值为(2)感性负载1)工作原理。一、单相可控整流电路的结构与工作原理图5-14带感性负载的单相半控桥式整流电路a)电路结构b)电压波形2)电路的失控现象。一、单相可控整流电路的结构与工作原理图5-15接续流二极管的

9、单相半控桥式整流电路二、晶闸管触发电路1.单结晶体管的结构及工作原理(1)单结晶体管的结构在一块高阻率的N型硅半导体基片的两端引出两个电极，分别为第一基极b1和第二基极b2。图5-16单结晶体管a)结构图b)等效电路c)符号d)外形(2)单结晶体管的工作原理图5-17a为单结晶体管的工作原理图。二、晶闸管触发电路图5-17单结晶体管的工作原理及伏安特性a)工作原理图b)伏安特性2.单结晶体管振荡电路二、晶闸管触发电路图5-18单结晶体管振荡电路结构及电压波形a)电路结构b)电压波形三、220V调光电路的结构及工作原理图5-19220V调光电路的结构三、220V调光电路的结构及工作原理图5-20

10、220V调光电路的波形三、220V调光电路的结构及工作原理1.万用表、常用电子电路组装工具、220V/36V整流变压器。2.220V调光电路元器件明细表见表5-3。三、220V调光电路的结构及工作原理表5-3220V调光电路元器件明细表序号名称型号/规格数量序号名称型号/规格数量1整流二极管VV1N400767电阻51k12晶闸管V、VMCR28电阻33013稳压管VS2CW6419电阻10014单结晶体管VTBT33110电阻、4725电容器C01F/50V111电位器RP100k16电阻12k1三、220V调光电路的结构及工作原理一、电路的制作与调试1.元器件的检测(1)单结晶体管的检测1

11、)将万用表置于R100或R1k挡，并进行欧姆调零。2)分别用万用表的红、黑表笔测单结晶体管任意两引脚间的正、反向电阻。3)如果在测量过程中发现任意两个引脚之间的电阻都相差不大，那么说明该单结晶体管的质量不好，不能使用。(2)色环电阻器主要识别其标称阻值，并用万用表相应挡位测量选用的电阻器，确认其阻值大小，分类固定存放，以方便使用。(3)电容器确认电容器的极性。(4)电位器用万用表测量其标称值并检测其质量好坏，保证阻值均匀调节。一、电路的制作与调试(5)稳压管主要判断其正、负极并检测其质量好坏。(6)二极管判断其正、负极并检测其质量。(7)晶闸管判断其引脚并检测其质量好坏。2.绘制装配草图3.引

12、脚成形加工4.电路的制作5.电路的调试二、电路的检修1.灯不亮2.灯亮但不可调光3.灯泡烧坏4.电路可调光，但测波形时无梯形波二、电路的检修任务3直流电动机调速电路的实验装接与检修1.了解三相可控整流电路的组成及工作原理。2.了解集成触发器的结构，理解其工作原理。一、三相可控整流电路的结构与工作原理二、晶闸管的触发电路三、直流电动机调速电路一、电路的装接与调试二、电路的检修任务3直流电动机调速电路的实验装接与检修1.了解三相可控整流电路的组成及工作原理。2.了解集成触发器的结构，理解其工作原理。一、三相可控整流电路的结构与工作原理1.三相半波可控整流电路(1)电阻性负载1)电路结构及工作原理。

13、图5-21带电阻性负载的三相半波可控整流电路结构及电压波形(=0)a)电路结构b)电压波形一、三相可控整流电路的结构与工作原理图5-22=30时的输出电压波形一、三相可控整流电路的结构与工作原理图5-23=60时的输出电压波形2)输出直流量的平均值输出直流电压平均值一、三相可控整流电路的结构与工作原理输出直流电流的平均值为3)晶闸管的参数晶闸管承受的最大正向电压为U2。晶闸管承受的最高反向工作电压为U2。晶闸管的正向电流的平均值为(2)感性负载带感性负载的三相半波可控整流电路如图5-24a所示。图5-24带感性负载的三相半波可控整流电路结构及电压波形a)电路结构b)电压波形一、三相可控整流电路

14、的结构与工作原理2.三相全控桥式整流电路(1)电阻性负载1)电路结构及工作原理。图5-25带电阻性负载的三相全控桥式整流电路结构及电压波形a)电路结构b)电压波形一、三相可控整流电路的结构与工作原理每个时刻均需两个晶闸管同时导通，形成向负载供电的回路，其中一个晶闸管是共阴极组的，另一个是共阳极组的，且不能为同一相的晶闸管。对触发脉冲的要求：6个晶闸管的触发脉冲按uG1uG2uG3uG4uG5uG6uG1顺序分别触发晶闸管VT1VT2VT3VT4VT5VT6VT1；共阴极组VT1、VT3、VT5的触发脉冲依次相差120，共阳极组VT2、VT4、VT6的触发脉冲也依次相差120，同一相的上、下两个

15、桥臂，即VT1与VT4、VT3与VT6、VT5与VT2的触发脉冲相差180。一、三相可控整流电路的结构与工作原理上述分析是在整流电路已启动且电流连续的情况下进行的。当三相全控桥式整流电路启动或电流断续时，由于全控桥的6个晶闸管全部处于关断状态，要使负载中有电流流过，共阴极组和共阳极组必须同时有一个晶闸管导通，即只有对两组中应导通的一对晶闸管同时加触发脉冲，才能使电路正常工作。为此，对三相全控桥式整流电路可采用两种触发方式：一种是使脉冲宽度大于60(一般取80100)，称为宽脉冲触发；另一种方法是用间隔60的双窄脉冲触发。由于宽脉冲触发要求触发电路的输出功率较大，所以采用较少，一般多采用双窄脉冲

16、触发。一、三相可控整流电路的结构与工作原理图5-26=60时的输出电压波形一、三相可控整流电路的结构与工作原理图5-27=90时的输出电压波形2)输出直流量的平均值输出直流电压的平均值一、三相可控整流电路的结构与工作原理输出直流电流的平均值为3)晶闸管的参数晶闸管承受的最大正向电压为U2。晶闸管承受的最高反向工作电压为U2。晶闸管的正向电流平均值为图5-28带感性负载的三相全控桥式整流电路一、三相可控整流电路的结构与工作原理图5-29带感性负载的三相全控桥式整流电路在=30、60、90时的输出电压波形一、三相可控整流电路的结构与工作原理(2)感性负载带感性负载的三相全控桥式整流电路如图5-28

17、所示。二、晶闸管的触发电路1.对触发电路的要求1)触发信号可为直流、交流或脉冲电压。2)触发信号应有足够的功率。3)触发脉冲应有一定的宽度，脉冲的前沿尽可能陡，以使元器件在触发导通后，阳极电流能迅速上升，超过掣住电流而维持导通。4)触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压同步，脉冲移相范围必须满足电路要求。2.同步信号为锯齿波的触发电路图5-30同步信号为锯齿波的触发电路二、晶闸管的触发电路(1)锯齿波形成和脉冲移相环节锯齿波形成和脉冲移相环节如图5-31a所示。图5-31锯齿波形成和脉冲移相环节电路结构和锯齿波波形a)电路结构b)锯齿波波形二、晶闸管的触发电路(2)同步环节在锯齿波触发电路中，触发电路

18、与主电路的同步问题是指锯齿波的频率与主电路电源的频率相同。图5-32同步环节电路结构和电压波形a)电路结构b)电压波形二、晶闸管的触发电路(3)脉冲形成环节脉冲形成环节由VT4、VT5组成，VT7、VT8组成脉冲放大电路，电路图如图5-33a所示。图5-33脉冲形成环节电路结构和电压波形a)电路结构b)电压波形二、晶闸管的触发电路1)当叠加电压使ub4小于0.7V时，VT4截止，A点电位为15V，晶体管VT5、VT6分别经R11、R10取得足够大的基极电流而饱和导通，VT5集电极电位uc5接近于-15V(实际上VT5、VT6的饱和压降各为0.3V，VD10的压降为0.7V，所以uc5-13.7

19、V)，使VT7、VT8处于截止状态，电路无触发脉冲输出。2)当叠加电压使ub4大于等于0.7V时，VT4饱和导通，其集电极电位uc4迅速下降到接近于0V(实际为0.3V)，A点电位从15V下降到1V左右。3)输出脉冲的宽度。二、晶闸管的触发电路(4)强触发环节采用强触发脉冲可以缩短晶闸管的开通时间，提高晶闸管承受电流变化率(di/dt)的能力，有利于改善晶闸管串联或并联使用时的动态均压和动态均流，能够提高系统的可靠性，所以大中容量整流装置的触发电路都带有强触发环节。(5)双窄脉冲形成环节在三相全控桥式整流电路中，晶闸管的导通次序为VT1VT2VT3VT4VT5VT6VT1，彼此间隔60。图5-

20、34强触发环节电路结构和电压波形a)电路结构b)电压波形二、晶闸管的触发电路图5-35锯齿波触发电路各点的波形二、晶闸管的触发电路图5-36触发电路产生双窄脉冲时的接线方式(6)脉冲封锁在电路发生故障时，要求一组晶闸管工作时，应封锁另一组触发脉冲。三、直流电动机调速电路图5-37直流电动机调速电路1)主电路采用三相全控桥式整流电路。2)触发电路采用同步信号为锯齿波的触发电路。三、直流电动机调速电路3)在主电路中，电源侧及晶闸管串联的熔断器可实现短路保护；每只晶闸管两端并联的RC阻容吸收电路，可实现过电压保护。4)同步变压器的选择。图5-38三相全控桥式整流电路主电压与触发同步电压的相位关系三、

21、直流电动机调速电路1.万用表、示波器、常用电子电路组装工具。2.直流电动机调速电路元器件明细表见表5-5。三、直流电动机调速电路表5-5直流电动机调速电路元器件明细表序号名称型号/规格数量1整流变压器T124V/30V12晶闸管VVKP51063直流电动机M220V/240W14灯泡H、H220V/40W25电感线圈L1000mH16直流电源15V、-15V、30V、220V各17同步变压器(Yy6)、(Yy12)220V/30V各18电容器C01F/630V69电阻R100/1W610锯齿波触发电路模块611熔断器FU2A912连接导线若干三、直流电动机调速电路一、电路的装接与调试1.装接电路2.电路的调试1)将触发电路的uco端接地。2)关闭电源，将负载接至直流电动机。3)UCO端接电路板的30V直流电源，调节电阻RP2的大小，改变电动机的转速。二、电路的检修