实用模拟电子技术项目教程PPT节能调节器.ppt

江西省电子信息技师学院江西省电子信息工程学校 实用模拟电子技术项目教程 主编:罗国强 罗伟 内容介绍: 项目5 节能调节器制作 节能调节器是一种利用可控硅（又称晶闸管）技术，将输入220V交流市电转换成输出电压可在交流0 ~ 220V范围内无级调节的控制器。该电路广泛用于白炽灯调光、风扇（或电机）调速、电热毯调温等实用电子产品中，达到节能和交流调压的效果。 任务1 台灯调光控制器制作 任务目标： 1. 熟悉单相可控硅的结构、符号和典型参数的含义。 2. 掌握单向可控硅的工作特性和工作原理。 3. 掌握单向可控硅的管脚识别和质量好坏判断方法。 4. 能够分析单向可控硅的典型应用电路（含触发电路）并能用仿真软件进行电路仿真与调试。 任务1 台灯调光控制器制作 1.晶闸管 。俗称可控硅在硅，在二极管基础上发展起来的一种可用触发信号控制的整流半导体器件 任务1 台灯调光控制器制作 1．单向可控硅的触发特性。 知识链接——单向晶闸管的使用常识 1.单向可控硅的主要参数 （4）额定正向平均电流IF ：它是在规定环境温度、标准散热和全导通的情况下，阳极与阴极间连续流过工频正弦半波电流的平均值。通常我们所说的30 A、50 A的单向可控硅就是指它的正向平均电流为30 A、50 A。 （5）控制极触发电压VG和触发电流IG ：它是在单向可控硅的阳极与阴极间加6V正向阳极电压时，使其从阻断状态变为导通状态时所需的最小控制极电压和电流，VG一般为3.5～5V，IG约为几毫安至几百毫安。 （6）维持电流IH ：它是在规定的环境温度、控制极断开和器件导通的情况下，要维持导通状态所必需的最小正向电流，IH约为几至一百多毫安。 2 .单向可控硅器件的型号 单向可控硅器件型号有很多种，用途也不相同，常见的有3CT系列及KP系列。 任务1 台灯调光控制器制作 单向可控硅在阳极接正电压、阴极接负电压、控制极加触发肪冲的情况下，半个周期内，不导通的范围称为控制角，用α表示，导通的范围称为导通角，用θ表示。且α+θ=180°。 在单向可控硅的可控整流电路中，要实现输出电压可控目的，就需要将一个相位可以移动的触发信号加到单向可控硅的控制极，以改变单向可控硅的导通角θ，从而达到调节输出电压大小的目的。 下面介绍两种最简单的触发电路 2. 单结晶体管触发电路 (1) 单结晶体管结构与符号 （2）单结晶体管特点 单结晶体管相当于一个开关，当加在它的发射极上的电压达到峰点电压时，单结晶体管由截止突然变为导通。一旦导通后，在加在发射极上的电压下降到谷点电压时，单结晶体管才突然由导通变为截止。 在发射极与第一基极之间加上可调控制电压VEE，并使E极接可调电源的正极，B1接负极。当VEEVBl时，PN结反向偏置，等效电路中的二极管D截止，这时EBl之间呈现高电阻。当发射极电压上升到VEE=VB1+VT(VT为PN结的正向压降)时，PN结正向导通。E与B1之间的电阻突然减小，r b1中出现一个较大的脉冲电流。E与Bl之间由截止突然变为导通时所需要的控制电压，称为单结晶体管的峰点电压VP，显然VP=ηVBB+VT。单结晶体管导通后，因E与B1之间的电阻下降很多， 虽然这时ib1较大，但i b1与r bl乘积不大，A点的电位较低，即使控制电压调节到低于峰点电压VP以下，单结晶体管仍继续导通。直到控制电压降低到某一值，使PN结再次反偏时，单结晶体管才截止。使单结晶体管的EBl极间由导通突然变为截止时所加的电压称为单结晶体管的谷点电压Vv。其波形见图5-8（b）所示。 （3）单结晶体管振荡电路 （4）单结晶体管触发电路应用 任务1 台灯调光控制器制作 利用单向可控硅的“触发导通”特性，可以将用它组成可控整流电路，这种整流电路与一般整流电路不同之处在于其输出的负载电压是“可控的”。 1．单相半波可控整流电路 (3) 在αωtπ期间，尽管uG在单向可控硅导通后已经消失，但单向可控硅仍会保持导通。因此，在这期间负载电压uL基本上与变压器次级电压u2保持相等。 (4) 当ωt=π时，u2=0，单向可控硅正向阳极电压消失，单向可控硅自行关断。 (5) 当πωt2π时，u2进入负半周后，单向可控硅承受反向阳极电压，呈反向阻断状态，负载电压uL=0。 2．单相桥式可控整流电路 (1) 桥式整流输出电压对单