晶闸管直流调光电路讲解

郑州科技学院

《模拟电子技术》课程设计

题目

学生姓名

专业班级

学号

院（系）

指导教师

完成时间

目录

1课程设计的目的 (1)

2 课程设计的任务与要求 (1)

3设计方案与论证 (2)

3.1 设计方案 (2)

3.2 设计论证 (3)

4设计原理及功能说明 (4)

4.1 设计原理 (4)

4.2工作原理图当中各个元器件的功能说明 (5)

5 单元电路的设计及说明 (6)

5.1 主电路的说明 (6)

5.1.1 主电路核心器件的说明 (6)

5.1.2 主电路的设计及分析 (7)

5.2 驱动电路介绍说明 (9)

5.2.1 驱动电路核心器件介绍 (9)

5.2.2 驱动电路的组成及说明 (13)

6硬件的安装与调试 (15)

6.1 晶闸管调光电路的安装 (15)

6.2 晶闸管调光电路的调试 (15)

6.3 晶闸管调光电路故障分析及处理 (15)

7 总结 (16)

参考文献 (17)

附录1：总体电路原理图 (18)

附录2：元件清单如下表： (19)

1课程设计的目的

课程设计是课程的总结性教学环节，是培养我们综合运用本门课程及有关先修课程的基本知识去解决某一实际问题的基本训练，加深对该课程知识的理解。在整个教学计划中,它起着培养我们独立工作能力的重要作用。通过本课程设计, 主要训练和培养我们的查阅资料，方案的选择的能力。

2 课程设计的任务与要求

1. 课程设计的任务

本课程设计的任务主要是利用晶闸管所受电压的大小，调节发光二极管的亮度，并且比较一些元器件实际输出波形与理论波形的区别。同时，也让我从实际动手当中知道在制作过程中常见一些困难，及解决这些困难的方法。

2. 课程设计的要求

本课程设计主要是对工作原理方面、制作工艺方面等方面作出要求具体如下所述

（1）工作原理要求：

对整流之后加在晶闸管两端的电压的大小进行控制调节，其驱动调节的工作要求如下：

1）触发信号要有足够的功率。

2）触发信号波形应有一定的宽度，脉冲前沿尽可能的陡，以使元件再触发导通后阳极电流能迅速上升超过擎住电流而导通。

3）为使晶闸管在每个周期都在相同的控制角触发导通，触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压同步，且脉冲与电源波形保持固定的相位关系。

4）晶闸管的误导通往往是由于干扰信号进入门极电路而引起的，因此需要对触发电路进行屏蔽、隔离等抗干扰措施。防止干扰与误触发

（2）制作工艺要求：

1．注意元件布置要合理。

2．焊接应无虚焊、错焊、漏焊，焊点应圆滑无毛刺。

3．焊接时应重点注意二极管、稳压管、单结晶体管、晶闸管等元件的管脚。

3设计方案与论证

3.1设计方案

本课程设计采用控制输出电压波形的面积的大小，来达到对LED调光的目的。其中有两种方案可以应用：

第一种方案是在晶闸管的阳极串上一个滑动变阻器，调节滑动变阻器阻值的大小来改变LED的亮度。

第二种方案是在单结晶体管的发射极上串上一个滑动变阻器，调节滑动变阻器阻值的大小就相当于间接调节驱动信号相位角的大小，即改变输出电压的大小，从而调节了LED的亮度。

本电路设计采用了第二种方案，本方案电路设计主要有主电路和驱动电路（单结晶体管触发电路）两部分电路组成，其中主电路是由变压器、桥式整流电路、稳压电路、晶闸管、限流电阻等部分组成，驱动电路是由单结晶体管、电容，滑动变阻器、电阻等部分组成。具体设计如下3-1图所示：

图3-1总体设计方案方框图

3.2设计论证

本课程设计的论证介绍有以下几个方面：

1)主电路采用单个晶闸管的单相桥式可控整流电路，电路的负载是LED灯，它与晶闸管串联。

2)驱动电路（单结晶体管触发电路）电源是由主电路桥式整流输出，经稳压管电路削波后得到的梯形波电压。

3)触发脉冲形成过程：梯形波电压经电阻对电容C充电，当C两端电压上升到单结晶体管峰点电压U p时单结晶体管由截止变为导通，此时，电容C就通过e—b1，电阻迅速放电，放电电流在电阻上产生一个尖顶脉冲，随着C的放电，当C两端电压降至单结晶体管谷点电压Vr时，单结晶体管重新截止，电容C又重新充电，重复上述过程，在电阻两端就输出一组尖脉冲（在一个梯形波电压周期内，脉冲产生的个数是由电容C充放电的次数决定）。在周期性梯形波电压的连续作用下上述过程反复进行。

4）脉冲的同步当梯形波电压过零时，电容C两端电压也降为零，因此电容C每次连续充放电的起始点也就是主电路电压过零点，这样就保证了输出脉冲电压的频率和电源频率同步。

5)脉冲移相在一个梯形波电压作用下，单结晶体管触发电路产生的第一个脉冲就能使晶闸管触发导通，衙面的脉冲通常是无用的。由于晶闸管导通的时刻只取决于阳极电压为正半周时，加到控制极第一个触发脉冲的时刻，因此，电容C充放电过程越快，第一个脉冲出现的时刻越早，晶闸管的导通角也就越大，整流输出的平均电压也就越高，反之，如电容C放电越慢，第一个脉冲出现的越迟，整流输出的平均电压也就越小。由此，只要改变滑动变阻器R p的大小就可以改变电容C的充电速度，也就改变了第一个脉冲出现的时刻，这就起到了脉冲移相的目的。

4设计原理及功能说明

4.1 设计原理

本课程设计原理如下所述，电路接通交流220V电源，电源经变压器降为12V交流电，12V电源经D1~D4整流后得到10.8V 的直流电源供给负载和驱动电路，当10.8V经过稳压管是会产生一个梯形波，在这个梯形波电压作用下，驱动电路（单结晶体管触发电路）产生的第一个脉冲就能使晶闸管触发导通，衙面的脉冲通常是无用的。由于晶闸管导通的时刻只取决于阳极电压为正半周时，加到控制极第一个触发脉冲的时刻，因此，电容C充放电过程越快，第一个脉冲出现的时刻越早，晶闸管的导通角也就越大，整流输出的平均电压也就越高，反之，如电容C放电越慢，第一个脉冲出现的越迟，整流输出的平均电压也就越小。由此，