模拟电路项目5. 调光台灯的制作.pptxVIP

项目5 调光台灯的制作 在初中物理 “变阻器”的教学中，常常举出调光台灯的亮度控制，作为生活实例，还常用一个滑动变阻器与一个小灯泡串联的实验来进行验证. 实际的调光台灯是这样吗？ 项目导入： 调光台灯灯光的控制是由一个能起到类似“闸门”作用的晶闸管来完成的.这个“闸门”的开闭会使交流电的波形被“裁切” ，从而使电压的有效值发生变化，进而达到控制灯光明暗的作用. 交流电是按一定周期频率变化的，所以晶闸管的开闭也必须严格按一定规律进行.这要有一个 “门卫”把守着，精确把握时机，按时开闭. 这里使用变阻器的目的不在于控制电流，而在于控制时间. 这个 “门卫”就是触发器。 触发器是一个电路，变阻器是其中必不可少的元器件。 在触发器电路中的变阻器与电容器构成一个具有重要时间特性的电路，其时间常数τ=RC.这也就是说，如果电容C一定，改变电阻的电阻，就能改变触发器触发晶闸管开关的时间. 实际的调光台灯控制电路是一个晶闸管（又称可控硅）调压电路. 单向晶闸管调光电路 市场上见的调光台灯电路，有不少如图所示. 经过四个二极管全波整流，加到晶闸管上的是单向的脉动电压. 图中所用晶闸管（BT1690）为单向晶闸管，整流二极管为四只，型号为1N4007. 晶闸管（Thyristor）：晶体闸流管，可控硅整流器（Silicon Controlled Rectifier——SCR） 1956年美国贝尔实验室发明了晶闸管。 1957年美国通用电气公司开发出第一只晶闸管产品。 1958年商业化。 开辟了电力电子技术迅速发展，使半导体器件由弱电领域扩展到强电领域。 能承受的电压和电流容量高（正向平均电流达千安、正向耐压达数千伏） 体积小、重量轻、无噪声、寿命长。 任务一：认识晶闸管 一. 晶闸管的结构和符号 常用晶闸管的结构 螺栓型晶闸管 晶闸管模块 平板型晶闸管外形及结构 A（阳极） P1 P2 N1 N2 K（阴极） G（控制极） 结构 符号 A K G 工作原理 示意图 ig ßßig 等效为由二个三极管组成 1. UAK 0 、UGK0时 T1导通 ig = ib1 ic1 = ig = ib2 ic2 =ßib2 = ig = ib1 T2 导通 形成正反馈 晶闸管迅速导通 T1 进一步导通 2. 晶闸管导通后，去掉UGK 依靠正反馈，晶闸管仍维持导通状态。 (1) 晶闸管开始工作时 ，UAK加反向电压，或不加触发信号（即UGK = 0 ）。 3. 晶闸管截止的条件： (2) 晶闸管正向导通后，令其截止的方法： 降低UAK，或者UAK加反向电压。 加大回路电阻，使晶闸管中电流小于某一值IH时，正反馈效应不能维持。 IH：最小维持电流 （1）晶闸管具有单向导电性 若使其关断，必须降低 UAK 或加大回路电阻，把阳极电流减小到维持电流以下。 正向导通条件：A、K间加正向电压，G、K间加触发信号。 晶闸管的工作原理小结 （2）晶闸管一旦导通，控制极失去作用 晶闸管一旦导通，门极即失去控制作用，故晶闸管为半控型器件。 晶闸管主要参数 参数名称 定义 说明 额定正向平均电流 指在规定的环境温度和散热条件下，允许通过的阳极和阴极之间的电流平均值。 维持电流 在规定的环境温度、控制极断开的条件下，要保持晶闸管处于导通状态所需的最小正向电流。 规格不同的晶闸管，维持电流的数值不同，可由几毫安到几十毫安。 控制极触发电压和电流 指在规定的环境温度及一定的正向电压条件下，使晶闸管从关断到导通控制极所需的最小电压和电流。 小功率晶闸管触发电压约1V左右，触发电流零点几到几十毫安。中功率以上晶闸管的触发电压为几伏到几十伏，电流几十到几百毫安 正向重复峰值电压 控制极开路情况下，允许重复作用在晶闸管上的最大正向电压。 使用时正向电压若超过此值，晶闸管即使不加触发电压也能从正向阻断转为导通。 反向重复峰值电压 控制极开路情况下，允许重复作用在晶闸管上的最大反向电压。 晶闸管的检测 将万用表置于R×100或R×1KΩ的欧姆档，将红表笔接任一电极，该电极假设为控制极，黑表笔和另外两电极分别相接，如果有一次正向导通，电阻较小，而另一次电阻为无穷大，则假设正确，导通的那一次与黑表笔所接的即为阴极，不导通的那次与黑表笔所接的为阳极。 晶闸管的应用 单相半波可控整流电路 单相全波可控整流电路 单相半波可控整流电路 1. 电路及工作原理 2. 工作波形(设u1为正弦波)  ：控制角  ：导通角 u2 0 时，加上触发电压 uG ，晶闸管导通 。且 uL 的大小随 uG 加入的早晚而变化； u2 0 时，晶闸管不通，uL = 0 。故称