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1、,可控硅调光电路的焊接、组装与调试,知识重点,1. 晶闸管的工作特性，晶闸管导通和关断的条件。2. 单相可控整流的工作原理，输出电压电流平均值。3. 单结晶体管工作特性。,知识难点,1. 晶闸管的工作特性2. 单结晶体管工作特性,教学导航,必须掌握的理论知识,1. 晶闸管的结构、符号、主要参数2. 晶闸管导通和关断的条件3. 单相可控整流输出电压电流平均值；4. 单结晶体管触发电路工作原理。,必须掌握的技能,1. 晶闸管检测2. 电子电路组装及调试基本技能,教学导航,项目任务实物图器械与元件背景知识任务操作与指导考核要求,主要内容,调光台灯组装,项目任务,调光台灯可以根据需要调整灯光亮度。电路
2、主要由晶闸管整流部分和单结晶体管触发电路构成。通过调节触发信号的控制时间控制晶闸管整流输出电压大小，以控制灯的明、暗程度。,实物图,器械与元件,8.1 晶闸管8.2 晶闸管相控整流电路8.3 晶闸管触发电路,背景知识,8.1 晶闸管,知识分布网络,关于晶闸管,晶闸管全称硅晶体闸流管，旧称为可控硅，常用SCR（Silicon Controlled Rectifier）表示，国际通用名称为Thyristor，常简写成T。普通晶闸管是一种具有开关作用的大功率半导体器件，它能以较小的电流控制上千安的电流和数千伏的电压，目前，晶闸管的容量水平已达8kV6kA。,8.1.1晶闸管结构、符号及外形,晶闸管管
3、芯都是由四层（PNPN）半导体和三端引出线（AGK）构成。它有两个PN结、三个电极：阳极、阴极和控制极（门极）。,一、晶闸管的结构符号,V,8.1.1晶闸管结构、符号及外形,二、晶闸管的外形,螺栓型,平板型,塑封型,8.1.2 晶闸管的工作原理,（1）S1 S2均断开时，灯不亮。晶闸管阻断。 （2）S1闭合，S2断开，灯亮，晶闸管导通，且导通后，S1断开，灯继续亮，晶闸管继续保持导通状态。（3）S1断开，S2闭合，灯不亮，晶闸管阻断。（4）按图（b）联接电路，观察实验现象无论S1 S2闭合还是断开，灯均不亮，晶闸管均阻断。,导通关断实验,8.1.2 晶闸管的工作原理,一、晶闸管工作特性,（1）
4、晶闸管具有反向阻断特性：阳极、阴极间加反向电压，晶闸管为阻断状态。（2）晶闸管具有正向阻断特性：阳极、阴极间加正向电压，控制极不加电压或加反向电压，晶闸管阻断。（3）晶闸管具有正向导通特性：阳极加正向电压，且控制极加正向电压，晶闸管导通。,由实验总结,1.导通特性,注意：晶闸管一旦导通后控制极电压失去作用,8.1.2 晶闸管的工作原理,（1）减小晶闸管正向电流。当正向电流减小至某一很小值时，晶闸管会突然关断，该电流称为晶闸管的维持电流IH。 （2）减小阳极与阴极间正向电压至0或加反向电压。,2. 阻断特性,要想关断晶闸管需要下面条件：,8.1.3晶闸管的参数,一、电压定额,1. 正向断态重复峰
5、值电压UDRM,在额定结温下，门极断路和晶闸管正常阻断的情况下，允许重复加在晶闸管上的最大正向峰值电压。,2. 反向重复峰值电压URRM,在额定结温下，门极断路，允许重复加在晶闸管上的反向峰值电压。,3. 通态平均电压UT（AV）,晶闸管正向通过正弦半波额定平均电流、结温稳定时的阳极和阴极间电压的平均值，也叫导通时的管压降，一般为1V左右，此值越小越好。,8.1.3晶闸管的参数,二、电流定额,1. 通态平均电流IT（AV）,在规定的环境温度和散热条件下，结温为额定值，允许通过的工频正弦半波电流的平均值。,2. 维持电流IH,在规定环境温度和门极断开情况下，维持晶闸管导通所需最小阳极电流，一般为
6、几十到几百毫安，是晶闸管由通到断的临界电流，当电流小于维持电流时，晶闸管关断。,知识拓展各种特殊晶闸管比较,1. 快速晶闸管,（1）型号： KK,（3）工作特点,反向阻断，由门极信号控制导通，关断时间短，导通速度快,（4）主要用途,用于中频电源、超声波电源等,（2）符号,2.可关断晶闸管,（1）型号： KG,（3）工作特点,由门极正信号控制导通，负信号控制关断,（4）主要用途,用于步进电机电源，彩色电视扫描电路，汽车点火系统，直流开关等,（2）符号,知识拓展各种特殊晶闸管比较,3. 逆导晶闸管,（1）型号： KN,（3）工作特点,反向导通，由门极信号控制导通（相当于普通晶闸管与整流二极管反向并
7、联）,（4）主要用途,用于逆变器、斩波器,（2）符号,知识拓展各种特殊晶闸管比较,4. 双向晶闸管,（1）型号： KS,（3）工作特点,双向均可由门极控制导通（相当于两只普通晶闸管反向并联）,（4）主要用途,用于电子开关，调光器，调温器等,（2）符号,知识拓展各种特殊晶闸管比较,5. 光控晶闸管,（3）工作特点,由光信号代替电信号触发管子,（4）主要用途,用于电子开关，直流电源，自动化生产监控等,（1）符号,知识拓展各种特殊晶闸管比较,8.2 晶闸管相控整流电路,知识分布网络,8.2.1单相半波可控整流电路,1、电路组成,变压器T主要用来变换电压, 其次它还有隔离一、二次侧的作用。,8.2.1
8、单相半波可控整流电路,2、工作原理,0t1 ： u2为正，uV为正，但因无uG，故V不会导通，此时，,t1 ：uV为正，且有uG，满足V导通的两个条件，V导通，则,2：至时u2过零， Uv=0，V关断,有,控制角变化范围。在本电路中，的移相范围为0180。,（2）导通角：,8.2.1单相半波可控整流电路,3、常用术语,（1）控制角：,门极触发电压加入时刻所对应的电角度。,晶闸管正向导通时间段所对应电角度，在本电路中,=180-,（3）移相范围：,（2）输出电流平均值：,8.2.1单相半波可控整流电路,4、 主要参数的计算,（1）输出电压平均值：,（3）晶闸管承受最高正、反向电压：,（4）晶闸管
9、的平均电流：,8.2.2 单相半控桥式整流电路,1、电路组成,为了更好地满足负载的要求，一般小容量晶闸管整流更多采用单相桥式可控整流电路。,晶闸管VTI 和VT4 为一组桥臂，而VT2 和VT3 组成了另一组桥臂。,8.2.2 单相半控桥式整流电路,2、工作原理,u2 正半周, VI和V4 同时承受正向偏置电压，触发脉冲加入时，VI和V4导通。,u2 负半周, V2 和V3 承受正向偏置电压，触发脉冲加入时，V2 和V3导通。,在正负半周四只管子都不导通的区间,8.2.2 单相半控桥式整流电路,3、 主要参数的计算,（2）输出电流平均值：,（1）输出电压平均值：,（3）晶闸管承受最高正、反向电
10、压：,（4）晶闸管的平均电流：,8.3 晶闸管触发电路,知识分布网络,触发电路有单结晶体管触发电路、专用集成触发电路和微机控制触发电。在这里我们主要介绍简单的单结晶体管触发电路。,对触发信号的要求是：,8.3 晶闸管触发电路,（1）触发脉冲必须和晶闸管主电路的阳极电压同步；,（2）有一定的移相范围；,（3）有一定的幅度、宽度和功率。,8.3.1单结晶体管,1. 单结晶体管的结构、符号,单结晶体管是在N型硅基片一侧引出两个电极，称为第一基极B1、第二基极B2，在N型硅基片另一侧靠近B2处掺入P型杂质，形成一个PN结。从P型杂质处引出电极为发射极。,结构,符号,等效电路,8.3.1单结晶体管,2、
11、单结晶体管的电压电流特性,（实验电路）,A点的电位：,为单结晶体管的分压比，它是一个与管子内部结构有关的参数，通常在0.30.9之间。,8.3.1单结晶体管,（1） 当UEUBB+UVD时，PN结不导通（等效二极管VD截止），只有很小的漏电流流过。,（2） 当UE=UBB+UVD时，PN结导通，此时的UE称为峰点电压记作Up,UP=UBB+UVD,（3）当UE降低到某一值UV时，PN由导通重新阻断， UV称为谷点电压,不同单结晶体管Up、UV值不同；同一单结晶体管当UBB不同Up、UV值也不同。,总结,单结晶体管相当于一个开关，当发射极电压UE达到峰点电压Up，单结晶体管由截止变为导通；当UE
12、下降到谷点电压UV，单结晶体管由导通变为截止。,8.3.2 单结晶体管自激振荡电路,电路介绍,该电路由单结晶体管和RC充放电电路组成的，它能产生频率可变的一系列脉冲电压，用来触发晶闸管，所以又叫单结晶体管脉冲发生器。,8.3.2 单结晶体管自激振荡电路,电源电压经R2、R1，加在单结晶体管两个基极上，同时通过电位器Re向电容器C充电，随着充电的进行，电容C两端的电压uc按指数规律渐渐上升,1 当UC Up时，管子阻断，输出电压近似为0 。,2 当UC= Up时，管子导通，电容C通过PN结向R1迅速放电，输出尖脉冲。,3 当UC降低到UV时，管子重新阻断,改变Re的大小，就能改变电容器的充电速度
13、，从而改变第一个输出脉冲出现的时刻。,提示,8.3.3单结晶体管的同步振荡触发电路,电路介绍,右下方为主电路。上面为触发电路。,主电路,8.3.3单结晶体管的同步振荡触发电路,变压器二次侧电压经桥式整流、稳压管削波后变成梯形波电压uZ，该梯形波电压就是单结晶体管自激震荡电路的电源电压。,每个半周，电容反复充放电的结果，是在R1上形成数个尖脉冲。,第一个脉冲触发晶闸管导通后，后面的脉冲不再起作用,提示,8.3.3单结晶体管的同步振荡触发电路,改变RP阻值可以改变电容充电的快慢，改变第一个脉冲到来的时刻，即改变控制角大小，从而改变主电路输出电压UL大小。,由于梯形波电压与电源电压同步，使梯形波电压
14、内的第一个脉冲总与电源电压同步，触发电路和主电路接在同一个电源上，保证了触发电压和主电路电源电压同步。,同步问题,移相问题,1 认识电路,电路由晶闸管整流电路和单结晶体管触发电路构成。改变电阻RP阻值可以改变触发脉冲的控制角，从而改变晶闸管导通时刻，改变灯亮度。,任务操作指导,2 电路安装,1.根据明细表8-1配齐元器件，并用万用表检测元器件2.在130*105的万能线路板上试放元器件，确定元器件的大约位置。3.根据元器件的造型工艺，将元器件造型，去氧化层、搪锡（已搪锡的不用），并插在万能线路板上，逐个元器件进行。,任务操作指导,4.检查元器件的安装位置是否正确，否则，将差错的元器件插对。5.
15、按焊接工艺将所有元器件从左到右、从上到下的顺序焊好。6.按工艺尺寸将所有的元器件脚剪去。7.按电气原理图连线。8.检查安装、焊接、连线的质量，看是否有差错、虚焊、漏焊、错焊、错连的地方。,任务操作指导,3、电路调试,电路装接完毕，经检查无误后，可接通电源进行调试。改变RP阻值观察灯亮度变化是否正常，如不正常进行调试。,先调试控制回路（即触发电路），再调试主回路；先调试弱电部分，再调试强电部分。调试方法是采用示波器观察电路中各点波形，从而判断电路的工作是否正常,调试的原则,任务操作指导,1、接线正确2、元件成型规则、排列整齐3、焊点无毛糙、无漏焊、虚焊4、通电灯亮、且能正常调光。5、会使用万用表、示波器测量各种参数6、按规定安全文明生产,考核要求,项目八结束,
