项目七 调光台灯电路的制作与调试

项目七调光台灯电路的制作与调试

学习目标

（1）了解晶闸管的基本结构、工作原理、特性曲线和主要参数。（2）能识别常用晶闸管，能对晶闸管进行简单的检测。

（3）了解单相可控整流电路的可控原理和整流电压与电流的波形。

（4）了解单结晶体管及触发电路的工作原理。

（5）会制作调光台灯电路

（6）会用相关仪器仪表对调光电路进行调试与测量。

工作任务

（1）识别检测晶闸管。

（2）制作单结晶体管触发电路。

（3）制作家用调光台灯，并选择仪器仪表对电路进行调试和检测。

模块一单相可控整流电路的识读

任务一晶闸管的识别与检测

看一看

单向晶闸管的结构与符号

晶体闸流管又名可控硅，简称晶闸管。是在晶体管基础上发展起来的一种大功率半导体器件。它的出现使半导体器件由弱电领域扩展到强电领域。晶闸管也像半导体二极管那样具有单向导电性，但它的导通时间是可控的，主要用于整流、逆变、调压及开关等方面。

晶闸管外形如图7-1-1所示，有小型塑封型（小功率）、平面型（中功率）和螺栓型（中、大功率）几种。单向晶闸管的内部结构如图7-1-2(a)所示，它是由PNPN四层半导体材料构成的三端半导体器件，三个引出端分另为阳极A、阴极K和门极G。单向晶闸管的阳极与阴极之间具有单向导电的性能，其内部可以等效为由一只PNP三极管和一只NPN三极管组成的复合管，如图7-1-2（b）所示。图7-1-3是其电路图形符号。

做一做

单向晶闸管工作条件测试 1、测试电路

（a ） （b ） （c ） （d ）

图7-1-3 晶闸管导通试验

2、测试步骤

（1）如图7-1-3（a ）所示电路中，晶闸管加正向电压，即晶闸管阳极接电源正极，阴极接电源负极。开关S 不闭合，观察灯泡的状态。灯______(亮、不亮)。 （2）如图7-1-3（b ）所示的电路中，晶闸管加正向电压，且开关S 闭合。观察灯泡的状态。灯________(亮、不亮)；再将开关打开，如图7-1-3（c ）灯________(亮、不亮)。

（3）如图7-1-3（d ）所示电路中，晶闸管加反向电压，即晶闸管阳极接电源负极，阴极接电源正极。将开关闭合，灯________(亮、不亮)；开关S 不闭合，灯______(亮、不亮)。

实验总结：晶闸管导通必须具备的条件是：___________________________________________________________________________________________________。

T T T T S S S S

HL HL HL HL

G

K

A

G

K

A

G

K

A

G

K

A

读一读

晶闸管的工作特性

1、晶闸管的工作原理

（1）正向阻断状态当晶闸管的阳极A和阴极K 之间加正向电压而控制极不加电压时，管子不导通，称为正向阻断状态。

（2）触发导通状态当晶闸管的阳极A和阴极K之间加正向电压且控制极

和阴极之间也加正向电压时，如图7-1-2（b）若VT

2

管的基极电流为I B2，则其

集电极电流为I

C2； VT

1

管的基极电流I

B1

等于VT

2

管的集电极电流I

C2

，因而VT

1

管的集电极电流I

C1为βI

C2

；该电流又作为VT

2

管的基极电流，再一次进行上述

放大过程，形成正反馈。在很短的时间内（一般不超过几微秒），两只管子均进入饱和状态，使晶闸管完全导通，这个过程称为触发导通过程。当它导通后，控制极就失去控制作用，管子依靠内部的正反馈始终维持导通状态。此时阳极和阴极之间的电压一般为0.6~1.2V，电源电压几乎全部加在负载电阻上；阳极电流I 可达几十~几千安。

(3)正向关断使阳极电流I F减小到小于一定数值I

H

，导致晶闸管不能维持

正反馈过程而变为关断，这种关断称为正向关断，I

H

称为维持电流；如果在阳极和阴极之间加反向电压，晶闸管也将关断，这种关断称为反向关断。

因此，晶闸管的导通条件为：在阳极和阴极间加电压，同时在控制极和阴极间加正向触发电压。其关断方法为：减小阳极电流或改变阳极与阴极的极性。

2、晶闸管的型号及主要参数

图7-1-4 KP系列参数表示方式图7-1-5 3CT系列参数表示方式

为了正确地选择和使用晶闸管，还必须了解它的电压、电流等主要参数的意义。晶闸管的主要参数有以下几项：

1．额定正向平均电流I F

在规定的散热条件和环境温度及全导通的条件下，晶闸管可以连续通过的工频正弦半波电流在一个周期内的平均值，称为正向平均电流I F，例如50A晶闸管就是指I F值为50A。

然而，这个电流值并不是一成不变的，晶闸管允许通过的最大工作电流还受冷却条件、环境温度、元件导通角、元件每个周期的导电次数等因素的影响。工作中，阳极电流不能超过额定值，以免PN结的结温过高，使晶闸管烧坏。

2．维持电流I H

在规定的环境温度和控制极断开情况下，维持晶闸管导通状态的最小电流称维持电流。在产品中，即使同一型号的晶闸管，维持电流也各不相同，通常由实测决定。当正向工作电流小于I H时，晶闸管自动关断。

3．正向阻断峰值电压V DRM

在控制极断路和晶闸管正向阻断的条件下，可以重复加在晶闸管两端的最大正向峰值电压，用V DRM表示。使用时若电压超过，则晶闸管即使不加触发电压也能从正向阻断转为导通。

4．反向峰值电压V RRM

在控制极断开时，可以重复加在晶闸管两端的反向峰值电压，用V RRM表示。

5．控制极触发电压V G和电流I G

在晶闸管的阳极和阴极之间加6V直流正向电压后，能使晶闸管完全导通所必须的最小控制极电压和控制极电流。

6．浪涌电流I FSM

在规定时间内，晶闸管中允许通过的最大正向过载电流，此电流应不致使晶闸管的结温过高而损坏。在元件的寿命期内，浪涌的次数有一定的限制。