《电力电子技术》实验报告-1

河南安阳职业技术学院机电工程系电子实验实训室（2011.9编制）

目录

实验报告一晶闸管的控制特性及作为开关的应用 (1)

实验报告二单结晶体管触发电路 (3)

实验报告三晶闸管单相半控桥式整流电路的调试与分析（电阻负载） (6)

实验报告四晶闸管单相半控桥式整流电路的研究（感性、反电势负载） (8)

实验报告五直流-直流集成电压变换电路的应用与调试 (10)

实验报告一晶闸管的控制特性及作为开关的应用

一、实训目的

1．掌握晶闸管半控型的控制特点。

2．学会晶闸管作为固体开关在路灯自动控制中的应用。

二、晶闸管工作原理和实训电路

1．晶闸管工作原理

晶闸管的控制特性是：在晶闸管的阳极和阴极之间加上一个正向电压（阳极为高电位）；在门极与阴极之间再加上一定的电压（称为触发电压），通以一定的电流（称为门极触发电流，这通常由触发电路发给一个触发脉冲来实现），则阳极与阴极间在电压的作用下便会导通。当晶闸管导通后，即使触发脉冲消失，晶闸管仍将继续导通而不会自行关断，只能靠加在阳极和阴极间的电压接近于零，通过的电流小到一定的数值（称为维持电流）以下，晶闸管才会关断，因此晶闸管是一种半控型电力电子元件。

2．晶闸管控制特性测试的实训电路

图1.1晶闸管控制特性测试电路

3．晶闸管作为固体开关在路灯自动控制电路中的应用电路

图1.2路灯自动控制电路

三、实训设备（略，看实验指导书）

四、实训内容与实训步骤（略，看实验指导书）

五、实训报告要求

1．根据对图1.1所示电路测试的结果，写出晶闸管的控制特点。记录BT151晶闸管导通所需的触发电压U G、触发电流I G及导通时的管压降U AK。

2．简述路灯自动控制电路的工作原理。

实验报告二单结晶体管触发电路

一、实训目的

1．掌握单结晶体管触发电路的工作原理、接线和调试。

2．掌握单结晶体管触发电路各点电压波形的测定与分析。

二、实训电路与工作原理

1．晶闸管触发电路的组成

图2.1触发电路的组成

2．单结晶体管触发电路的组成和工作原理

单结晶体管是由两个基极（b1和b2）和一个阴极构成的一种特殊类型的晶体管，其构造示意图和符号如图2.2（a）、（b）所示。它有两个显著的特点：

第一个特点：当在两个基极b1和b2上加一个电压U bb后，第一基极上的电压U Ab1（参见图2.2（a），A点在管子内部）将按照固定的比例（η）分配，即U Ab1=ηU bb，式中η称为分压比（它由管子结构决定，通常在0.3～0.9之间）。

（a）单结晶体管构造示意图（b）单结晶体管符号（c）自激振荡电路（d）电压波形图

图2.2单结晶体管自激振荡电路与电压波形图

第二个特点：当加在阴极和第一基极b1间的电压U eb1小于U Ab1时，管内的PN结[它相当一个二极管，见图2.2（a）]处于反偏而截止，这时e、b1极间没有电流。只有当U eb1大于U Ab1，内部PN结处于正偏时，管子才会导通，e、b1极间才有电流通过（使管子由截止变为导通的U eb1的数值相对较高，称为峰点电压U P）。当e、b1极间有电流通过后，e、b1间的电阻将大幅度降低（从几千欧降到几十欧），这样，e、b1间的电流将迅速增大而使管子进入饱和导通状态。

当管子导通以后，U eb1只有降到一个较低的数值（称为谷点电压U V），管子才能重新由导通变为截止。

利用单结晶体管的上述特性，再与RC充放电电路相结合，就可以组成一个自激振荡电路，如图2.2（c）所示。当电路AB间加上一直流电压U后，一方面，电源经R2、单结晶体管、R1构成分压电路（其中单结晶体管按分压比η进行分压）。另一方面，电源通过R E向电容C充电，由电工基础可知，电容上的充电电压u C是按指数曲线逐渐上升的[见图2.2（d）]。由于电容并接在单结晶体管eb1结与R1上，当电容上的电压u C达到单结晶体管的峰值电压U p时，单结晶体管迅速导通，已充了电的电容将经管子eb1结向输出电阻R1放电，R1上将有一个突变上升的电压输出。随着电容对R1的放电，电容上的电压又将迅速按指数曲线下降；R1上的输出电压也按指数曲线下降；当电容电压u C下降到管子的谷点电压U V时，管子又重新截止，于是又开始了新一轮的充放电过程，如此周而复始，形成一个自激振荡的过程。电容上的电压近似锯齿波形，输出电阻R1上的电压波形即为电容放电时的电压波形，它是一列尖脉冲，[见图2.2（d）]。这种自激振荡电路又称为张弛振荡器。

3．图2.3为由单结晶体管触发电路触发的晶闸管半控桥式整流电路

图2.3单结晶体管触发电路触发的晶闸管半控桥式整流电路

（a）同步电压波形（b）触发电路及负载电压波形

图2.4单结晶体管触发电路电压波形图

三、实训设备（略，看实验指导书）

四、实训内容与实训步骤（略，看实验指导书）

五、实训报告要求

1．画出单结晶体管触发电路图。

2．画出α=90°时三组u A、u B、u C、u D及u EF电压的波形图（图2.5）。

图2.5u A、u B、u C、u D及u EF电压的波形

实验报告三晶闸管单相半控桥式整流电路的调试与分析（电阻负载）

一、实训目的

1．进一步熟悉单结晶体管触发电路的连接与调试。

2．掌握晶闸管单相半控桥式整流电路（电阻负载）的负载电压波形及晶闸管电压波形。

3．学会由电压波形去分析电路的故障。·

二、实训电路和工作原理

（a）具有电阻性负载的单相半控桥式整流电路（b）电压、电流波形

图3.1具有电阻负载的单相半控桥式整流电路图和电压、电流波形图

三、实训设备（略，看实验指导书）

四、实训内容与实训步骤（略，看实验指导书）

五、实训报告要求

1．画出控制角α=90°时电阻负载电压u d及晶闸管VT1、VT2上的电压波形。

2．由α的数值根据公式计算出电阻负载电压U d的值，与实测值进行对照比较，并分析误差原因。