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晶闸管可控整流电路--模拟电路及晶闸管应用
发布时间：2017-06-15 点击次数：次
一．实验目的
1．学习单结晶体管和晶闸管的简易测试方法。
2．熟悉单结晶体管触发电路(阻容移相桥触发电路)的工作原理及调试方法。
3．熟悉用单结晶体管触发电路控制晶闸管调压电路的方法。
二．实验原理
图21—1
可控整流电路的作用是把交流电变换为电压值可以调节的直流电。图21—1所示为单相半控桥式整流实验电路。主电路由负载RL(电灯)和晶闸管V1组成，触发电路为单结晶体管V2及一些阻容元件构成的阻容移相桥触发电路。改变晶闸管V1的导通角，便可调节主电路的可控输出整流电压(或电流)的数值，这点可由电灯负载的亮度变化看出。晶闸管导通角的大小决定于触发脉冲的频
率f，由公式
可知，当单结晶体管的分压比h(一般在0.5～0.8之间)及电容C值固定时，则频率f大小由R决定，因此，通过调节电位器RP，便可以改变触发脉冲频率，主电路的输出电压也随之改变，从而达到可控调压的目的。
用万用电表的电阻档可以对单结晶体管和晶闸管进行简易测试。
图21—2为单结晶体管BT33管脚排列、结构图及电路符号。好的单结晶体管PN结正向电阻RB1E、RB2E均较小，且RB1E稍大于RB2E，PN结的反向电阻RB1E、RB2E均应很大，根据所测阻值，即可判断出各管脚及管子的质量优劣。
图21—3为晶闸管KP100-8管脚排列、结构图及电路符号。晶闸管阳极(A)—阴极(K)及阳极(A)—门极(G)之间的正、反向电阻RAK、RKA、RAG、RGA均应很大，而G—K之间为一个PN结，PN结正向电阻应较小，反向电阻应很大。
(a) (b) (c)
图21－2
(a) (b) (c)
图21—3
图21—4
三．实验设备及器件
1．数字直流电压表；
2．可调交流电源；
3．万用表；
4．示波器（自备）；
5．交流毫伏表；
四．实验内容
1．单结晶体管的简易测试
用万用电表R×10W档分别测量EB1、EB2间正、反向电阻，记入表21—1中。
表21—1
表21—2
表21—3
表21—4
2．晶闸管的简易测试
用万用电表R×1K档分别测量A—K、A—G间正、反向电阻；用R×10W 档测量G—K间正、反向电阻，记入表21—2中。
3．晶闸管导通，关断条件测试
断开±12V、±5V电源，按图21—4连接实验电路
(1)晶闸管阳极加12V正向电压，门极a)开路b)加5V正向电压，观察管子是否导通(导通时电灯亮，关断时电灯熄灭)，c)管子导通后，a)去掉＋5V门极电压、b)反接阴极电压(接－5V)，观察管子是否继续导通。
(2)晶闸管导通后，a)去掉＋12V阳极电压、b)反接阳极电压(接－12V)，观察管子是否关断。记录之。
4．晶闸管可控整流电路
按图21—1连接实验电路。调压器手柄旋至零位，电位器RP置中间位置。
(1)单结晶体管触发电路
(a)断开主电路(把电灯取下)，闭合交流电源开关，调节调压器输出，使U2=16V，用示波器依次观察并记录交流电压u2、整流输出电压U1(I—0)、削波电压uw(W—0)锯齿波电压uE(E—0)、触发输出电压uB1(B1—0)。记录波形时，注意各波形间对应关系，并标出电压幅度及时间。
(b)改变移相电位器RP阻值，观察uE及uB1波形的变化及uB1的移相范围，记入表21—3中。
(2)可控整流电路
断开交流电源，接入负载灯泡RL，再接通电源，调节电位器RP，使电灯由暗到中等亮，再到最亮，用示波器观察晶闸管两端电压uv1，负载两端电压uL，并同时测量负载直流电压UL及电源电压U2有效值，记入表21—4中。
五．实验总结
1．总结晶闸管导通、关断的基本条件。
2．画出实验中记录的波形(注意各波形间对应关系)，并进行讨论。
3．对实验数据UL/U2与理论计算数据
进行比较，并分析产生误差原因。
4．分析实验中出现的异常现象。
六．预习要求
1．复习晶闸管可控整流部分内容。
2．可否用万用表R×10KW档测试管子，为什么？
3．为什么可控整流电路必须保证触发电路与主电路同步？本实验是如何实验同步的？
4．可以采取那些措施改变触发信号的幅度和移相范围。
5．能否用双踪示波器同时观察u2和uL或uL和uT1波形？为什么？
1．学习单结晶体管和晶闸管的简易测试方法。
2．熟悉单结晶体管触发电路(阻容移相桥触发电路)的工作原理及调试方法。
3．熟悉用单结晶体管触发电路控制晶闸管调压电路的方法。
二．实验原理
图21—1
可控整流电路的作用是把交流电变换为电压值可以调节的直流电。图21—1所示为单相半控桥式整流实验电路。主电路由负载RL(电灯)和晶闸管V1组成，触发电路为单结晶体管V2及一些阻容元件构成的阻容移相桥触发电路。改变晶闸管V1的导通角，便可调节主电路的可控输出整流电压(或电流)的数值，这点可由电灯负载的亮度变化看出。晶闸管导通角的大小决定于触发脉冲的频
率f，由公式可知，当单结晶体管的分压比h(一般在0.5～0.8之间)及电容C值固定时，则频率f大小由R决定，因此，通过调节电位器RP，便可以改变触发脉冲频率，主电路的输出电压也随之改变，从而达到可控调压的目的。
用万用电表的电阻档可以对单结晶体管和晶闸管进行简易测试。
图21—2为单结晶体管BT33管脚排列、结构图及电路符号。好的单结晶体管PN结正向电阻RB1E、RB2E均较小，且RB1E稍大于RB2E，PN结的反向电阻RB1E、RB2E均应很大，根据所测阻值，即可判断出各管脚及管子的质量优劣。
图21—3为晶闸管KP100-8管脚排列、结构图及电路符号。晶闸管阳极(A)—阴极(K)及阳极(A)—门极(G)之间的正、反向电阻RAK、RKA、RAG、RGA均应很大，而G—K之间为一个PN结，PN结正向电阻应较小，反向电阻应很大。
(a) (b) (c)
图21－2
(a) (b) (c)
图21—3
图21—4
三．实验设备及器件
1．数字直流电压表；
2．可调交流电源；
3．万用表；
4．示波器（自备）；
5．交流毫伏表；
四．实验内容
1．单结晶体管的简易测试
用万用电表R×10W档分别测量EB1、EB2间正、反向电阻，记入表21—1中。
表21—1
| REB1(W) | REB2(W) | RB1E(kW) | RB2E(kW) | 结论 |
| RAK(kW) | RKA(kW) | RAG(kW) | RGA(kW) | RGK(kW) | RKG(kW) | 结论 |
| u2 | u1 | uw | uE | uB | 移相范围 |
| 暗 | 较亮 | 最亮 | |
| uL波形 | |||
| uT波形 | |||
| 导电角 | |||
| UL(V) | |||
| U2(V) |
用万用电表R×1K档分别测量A—K、A—G间正、反向电阻；用R×10W 档测量G—K间正、反向电阻，记入表21—2中。
3．晶闸管导通，关断条件测试
断开±12V、±5V电源，按图21—4连接实验电路
(1)晶闸管阳极加12V正向电压，门极a)开路b)加5V正向电压，观察管子是否导通(导通时电灯亮，关断时电灯熄灭)，c)管子导通后，a)去掉＋5V门极电压、b)反接阴极电压(接－5V)，观察管子是否继续导通。
(2)晶闸管导通后，a)去掉＋12V阳极电压、b)反接阳极电压(接－12V)，观察管子是否关断。记录之。
4．晶闸管可控整流电路
按图21—1连接实验电路。调压器手柄旋至零位，电位器RP置中间位置。
(1)单结晶体管触发电路
(a)断开主电路(把电灯取下)，闭合交流电源开关，调节调压器输出，使U2=16V，用示波器依次观察并记录交流电压u2、整流输出电压U1(I—0)、削波电压uw(W—0)锯齿波电压uE(E—0)、触发输出电压uB1(B1—0)。记录波形时，注意各波形间对应关系，并标出电压幅度及时间。
(b)改变移相电位器RP阻值，观察uE及uB1波形的变化及uB1的移相范围，记入表21—3中。
(2)可控整流电路
断开交流电源，接入负载灯泡RL，再接通电源，调节电位器RP，使电灯由暗到中等亮，再到最亮，用示波器观察晶闸管两端电压uv1，负载两端电压uL，并同时测量负载直流电压UL及电源电压U2有效值，记入表21—4中。
五．实验总结
1．总结晶闸管导通、关断的基本条件。
2．画出实验中记录的波形(注意各波形间对应关系)，并进行讨论。
3．对实验数据UL/U2与理论计算数据
进行比较，并分析产生误差原因。4．分析实验中出现的异常现象。
六．预习要求
1．复习晶闸管可控整流部分内容。
2．可否用万用表R×10KW档测试管子，为什么？
3．为什么可控整流电路必须保证触发电路与主电路同步？本实验是如何实验同步的？
4．可以采取那些措施改变触发信号的幅度和移相范围。
5．能否用双踪示波器同时观察u2和uL或uL和uT1波形？为什么？
