SY19可控硅应用电路.docVIP

实验十九 可控硅应用电路 一、实验目的 1.掌握TCA785触发电路脉冲的产生、移相和同步工作原理； 2.掌握电阻性负载单相半控桥式整流电路，在不同控制角情况下，输出直流电压平均值与交流电压有效值之间关系及相应的波形； 3.熟悉对整流电压及触发电路的测试方法； 4.练习自拟交流调压线路并进行观测； 5.观察TCA785触发电路各部分的电压波形，了解其工作原理。 二、实验原理 单相半控桥式整流电路如图19-1所示，当晶闸 管承受正向电压且其控制极正向触发电压时，导通； 改变控制角(的大小，即可改变晶闸管导通时刻，使 电路输出电压改变，达到可控的目的。 主电路对触发电路的基本要求：要保证触发信号 与电源同步，即触发信号与电源保持固定的相位关 系，同时触发信号要有一定的移相范围和触发功率。 本实验采用两种触发电路：（1）TCA785集成触 发电路；（2）单结晶体管触发电路。其基本工原理 分别简述如下。 （1）TCA785集成触发电路 TCA785触发器是一个16引脚的集成电路芯片，它的内部结构如图19-2所示。 该电路主要由同步检测、矩齿波形成、移相控制、脉冲形成等环节组成。5脚输入的电压信号称为同步电压，其余电路为同步信号检测电路，工作原理如图19-3所示。这是一个电压 比较器电路，输入的交流电压ui与0V进行比较，输出电压刚好在零点时发生变化，所以，从该电路中可以得到零点的信息。其输入输出波形见图19-3(b)。9、10 脚部分电路为锯齿波形成电路，见图19-4，当T截止时，由恒流源对电容 C1充电，充电电流为恒流I，C1的端电压 uC=(1/C1)·I·t，它随时间t线性增长，形成锯齿 波电压的上升段的斜线，调节电位器RP可改变I的 值，即改变锯齿波电压的上升段的斜线；当T导通 时(饱和导通)，uC迅速降为零伏左右，形成了很陡 的锯齿波下降段。 移相控制由综合比较放大器组成，见图19-5(a)， 放大器的输入比较电压为uC和uK (11脚的输入电 压)，经比较后产生脉冲电压uM，再经过脉冲形成 电路(逻辑单元)产生了输出脉冲电压uQ1(15脚电压 信号)。改变uK的大小为u(K，即可改变比较输出电 压u(M脉冲沿出现的时刻，从而改变了输出脉冲电压 u(Q1产生的时刻，见图19-5。 （2）单结晶体管触发电路 单结晶体管触发电路如图19-6所示。交流电压u2 经二极管整流、稳压管削波、电容滤波后，得到控制 电压UK，在电容器两端产生锯齿波信号uC，再经单结 晶体管产生尖脉冲信号ug。改变控制电压UK的大小， 即可改变电容器充电的快慢，也改变了第一个脉冲发 出的时刻。 三、实验内容与要求 选用2只可控硅，2只二极管，白炽灯组成主回路，分别用由TCA785集成芯片组成的触发 电路和单结晶体管触发电路，设计一个简单的可控硅交流调光（用白炽灯）电路，可手动调整光的强度； 2.当调整可控硅导通角时： a.观察白炽灯两端电压波形； b.测试出表19-1数值（θ角用示波器观测）： 表19-1 交流电压ui/V 导通角 θ 负载电压UL(有效值) 调RP使白炽灯最亮 调RP使白炽灯发红 调RP使白炽灯最暗 c.用示波器观测半控桥式整流电路中uo，uT1，uT2，uD1，uD2各处的波形，并绘制以上波形。 3.调整RP，用示波器观测TCA785触发电路的5,9,10,11,15管脚的波形有何变化。 4.设计一个以白炽灯作负载、用两只可控硅组成的单相交流调压电路，并按实验内容2、3的要求完成实验。 四、实验设备 实验室提供的设备见表19-2。 表19-2 名称 规格与型号 数量 整流电路学习机 1台 示波器 GOS-620 1台 数字万用表 MS8217 1块 白炽灯 36V，4W 1只 触发电路器件 TCA785 1片 直流稳压电源 HY3003-2 1台 五、实验报告要求 1.设计一个完整的可控硅交流调压电路，确定电路中各器件参数； 2.整理实验中记录的数据，画出实验要求中的各处波形； 3.由实验数据验证，UL=0.9U2(1+cosα)/2的关系； 4.画出交流调压实验线路图。 六、注意事项 1.实验用31V交流电源，绝不能误接在220V电源上； 2.触发电路与主电路要接在同一电源端子上，保证电源同步； 3.控制极的触发脉冲要联接在可控硅的阴极与控制极之间，注意极性不要接错； 4.双踪示波器在同时使用两个探头测量时，必须将两个探头的地线端接电路的同一电位上 ，否则会造成短路事故； 5.用示波器观察各处波形时，必须注意程量的选择。 七、思考题 1.可控硅触发导通的条件是什么?可控硅由导通到截止的方法是什么? 2.可控硅触发电路“同步”指什么? 本实验是如何实现同步的?