调光台灯电路

图7-11 =0°时的输出电压波形
图7-12 =30°时的输出电压波形
，改变触发延迟角 的大小，
即改变触发脉冲在每周期内触发的时刻，负载电压的波形
不同。
单相半波可控电路整参流数电路参数计算公式见表计7-算3 公式
输出电压平均值 负载电流平均值 通过晶闸管的平均电流
U RM 2U 2
UL
0.45U 2
闸管的触发延迟角α的大小，改变单结晶体管触发电路输
出的触发脉冲的周期，从而即改变输出电压的大小，这样
就可以改变灯泡的亮暗。
• 2. 安装电路
• 按照图7-22调光灯电路原理图，在实验板（或万
能板）上连接电路。
• （1）元件选择 见表7-1。
• （2）元件识别、检测、整形
• 1）认识晶闸管、单结晶体管等器件及其型号。
• 晶闸管——根据触发信号出现的时刻（即触 发延迟角α的大小），实现可控导通，改变触发 信号到来的时刻，就可改变灯泡两端交流电压的 大小，从而控制灯泡的亮度。
元器件选择
• 表7-1 调光台灯电路元件明细表
序号 1 2 3
4 5 6 7 8
分类 VD1～VD4
VU VT R1、R3 R2 R4 HL C RP 其他
名称
型号规格
整流二极管
IN4007
单结晶体管
BT33
晶闸管
3CT151
电阻器
100Ω
电阻器
470Ω
电阻器
1kΩ
灯泡
220V、25W
电容器 带开关器电位
0.1μF 100kΩ
实验板（万能板）、导线
数量 4 1 1 2 1 1 1 1 1
任务1 检测晶闸管
一 、认识晶闸管
常用的晶闸管有单向和双向两大类 1、单向晶闸管基本结构与图形符号：
是正常的（有些晶闸管因为维持电流较大，万用表的电流
不足以维持它导通，当S断开后，表
图7-
7
针会回到∞，也是正常的）。如果在
S未合上时，阻值很小，或者在S合上
时表针也不动，表明晶闸管质量太差
或已击穿、断极。
二、双向晶闸管
1、结构和符号 它是N-P-N-P-N五层三端半
导体器件，也有三个电极，但 它没有阴、阳极之分，而统称 为主电极T1和T2，另一个电极 G也称为门极。 2、工作特点
U BB
U BB
式中，η称为分压比，其值一般
在0.3～0.9之间。
单结晶体管等
单结晶体管的导通条件是：
效电路
UE﹥η UBB + UD (UD为PN结的正向压降) 结论：只要改变UE的大小，就可以控制单结晶体管的导通与
截至。从而获得从RB1输出的脉冲电压。
• 2、单结晶体管触发电路 工作原理：
电源接通后，通过可调电阻RP和电阻
5、晶闸管的型号及简易检测 • （1） 型号 3CT系列和KP系列型号组成部分的含义：
举例：3CT－5/500表示额定电流为5A、额定电压为500V的普通型单向晶 闸管。
• （2）单向晶闸管简易检测
• 1）极性的判断 将万用表置于“R×1k”或“R×100”挡
，如果测得其中两个电极的正向电阻较小，而交换表笔后
、VD3承受正向电压，如果未加触发电压，则晶闸管处于
正向阻断状态，uL=0。 • （2）当ωt= 时，加有触发电压ug，晶闸管VT导通，电路
中的电流方向如图实线所示。uL和u2基本相等。 • （3）在 ＜ωt＜л期间，尽管ug在晶闸管导通后已消失
，但是晶闸管仍然保持导通。因此，在这期间，uL依然和 u2保持基本相等。极性为上正下负，iVD1=iVD４=iL。 • 4）当л＜ωt＜2л时，u2进入负半周后，二极管VD2～VD3 承受正向电压，VD1、VD4承受反向电压，只要触发脉冲ug
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。
• （4）通态平均电压UT(AV) ：结温稳定，通过正弦半波额
定的平均电流，晶闸管导通时，阳极A和阴极K间的电压平 均值，习惯上称为导通时的管压降，一般为1V左右。
• （5）维持电流IH ：在规定环境温度下，门极断开时，
维持晶闸管继续导通所必需的最小电流。
测得反向电阻很大，那么以阻值较小的一次为准，黑表笔
所接的就是门极G，而红表笔所接的就是阴极K，剩下的电
极便是阳极。
• 2）质量的判断 将万用表置于“R×10”挡，黑表笔接阳 极，红表笔接阴极，指针应接近∞，如图7-7所示。当合
上S时，表针应指很小的阻值，约为60～200Ω，表明单向
晶闸管能触发导通；断开S，表针回不到∞，表明晶闸管
任务2 学习晶闸管可控整流电路
一、单相半波可控整流电路
a）变压器二 次侧电压
b）触 发脉冲
c）输 出波形
晶闸管从开始承受正向阳极电压到触发导通
期间的电角度称为触发延迟角，用 表示
晶闸管在一个周期内导通 的电角度称为导通角，用
θ表示
分析单相半波可控整流电路工作原理
• 1）u2为正半周时，晶闸管VT承受正向电压，如果此时没
T2极。有散热板的双向晶闸管T2极往往与散热板相通。
• 2）区分G与T1极：确定Ｔ2后，剩下两脚中一脚为T1极，另 一脚为G极。用黑表笔接T1极，红表笔接T2极，把T2与G极 瞬时短接一下（给G加上负触发信号），电阻值如为10Ω
左右，证明管子已导通，导通方向为T1～T2，上述假设正 确。如万用表没有指示，电阻值仍为无穷大，说明管子没
文字符号“VT”，
属于四层三端半导体器件： 阳极A、阴极K、门极G，
2、连电路，观察单向晶闸管的工作特性
3、单向晶闸管的导通和关断的规律
单向晶闸管的工作 特点：
1）单向晶闸管的导通条件 是阳极与阴极间加正向电 压，同时在门极与阴极间 也加上正向电压。 2）晶闸管一旦导通后，门 极即失去控制作用。要使 导通后的晶闸管关断，可 将阳极电压降低到一定程 度或改变阳极电压的极性。 3）晶闸管具有以弱电控制 强电的作用，即利用弱电 信号（即触发信号）对门 极的控制作用，就可使晶 闸管导通去控制强电系统。
项目七 制作调光灯电路
• 任务1 检测晶闸管 • 任务2 学习晶闸管可控整流电路 • 任务3 认识单结晶体管 • 操作指导
看一看：调光灯电路
内部 电路 实物 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ意 图
电路 组成 框图
各组成部分作用如下：
• 整流电路——将交流电变成单方向的脉动直 流电。
• 触发电路——给晶闸管提供可控的触发脉冲 信号。
R3给电容C充电，当电容充电电压UE上升 到大于ηUBB + UD时，单结晶体管导通，
C迅速放电，在R2上形成一个很窄的正脉 冲。此 图7-21 单结晶体管触发电路时电
容C两端的电压几乎为零。第一个周期过
后，由于UCC继续通过RP和R3给电容C充
电， 这样连续不断重复上述过程，从而
获得晶闸管所需要的触发脉冲电压。
=30°时的输出电压波 形
电路参数 输出电压平均值 负载电流平均值 通过晶闸管的平均电流
计算公式
UL
0.9U 2
1 cos 2
IL
UL RL
IT IL
晶闸管承受的最大电压
U RM 2U 2
学习要点：
• 1．在单相半波可控整流电路中，负载RL上得到的
脉动直流电压的平均值为UL=0.45U2 ，
它的主电极T1和T2无论加正向电压还是反向电压，其门 极G的触发信号无论是正向还是反向，它都能被“触发” 导通。 3、双向晶闸管的电极识别及质量判别
• 1）首先确定T2：门极G与T1之间的距离较近，其正、反向 电阻都很小，用万用表“R×1”挡测量G～T1间的电阻仅 几十欧，而G～Ｔ2、Ｔ1～Ｔ2之间的反向电阻均为无穷大 。那么，当测出某脚和其他两脚都不通，就能确定该脚为
有加触发电压，则晶闸管处于正向阻断状态，负载电压
uL=0。 • 2）当 ωt= 时，门极加有触发电压ug，晶闸管具备了导
通条件，由于晶闸管正向压降很小，电源电压几乎全部加
到负载上，uL≈ u2。 • 3）在 ＜ωt＜л期间，尽管ug在晶闸管导通后即已消失
，但是晶闸管仍然保持导通，因此，在这期间，负载电压
有导通，假设错误，可改变两极连接表笔再测；如果把红
表笔接Ｔ1极，黑表笔接T2极，然后将T2与G极瞬时短接一 下（给G加上正触发信号），电阻值如为10Ω左右，管子
为导通，导通方向为T2～T1。
学习要点：
• 1．晶闸管是一种电力半导体器件，是一种可控的 电子开关。主要应用在可控整流、交流调压、大 功率变频控制、逆变控制和无触点开关等方面。
• 流过负载和晶闸管的直流电流相等，即IL=IT,晶
闸管承受的最大反压URM = U2 。
• 2．在单相桥式可控整流电路中，输出电压比半
波可控整流电路增加一倍，即UL=0.9U2 ，其它， IL=IT,晶闸管承受的最大反压URM = U2 不变。
• 3．与二极管整流电路的区别是：晶闸管整流电路 输出的直流电压是可控的，触发延迟角 越大，输
• 2．单向晶闸管只有在阳极和阴极间加正向电压， 同时在门极和阴极间加正向触发电压时，它才会 导通。晶闸管一旦导通后，门极便失去控制作用 ，要使导通的晶闸管关断，必须将阳极电压降低 ，使通过阳极的电流减小到低于维持电流IH，或 者改变阳极电压的极性。
• 3. 晶闸管的电极识别和质量好坏可以通过万用表 的电阻挡进行简易的检测。
1
cos 2
IT =IL
晶闸管承受的最大电压
IL
UL RL
二、单相桥式可控整流电路
• 1、认识单相桥式可控整流电路
图7-13 单相桥式可控整流电路 工作波形图
a）变压器二次 侧电压
b）触发 脉冲