调光灯设计完整版本.docVIP

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目录

TOC\o1-3\h\u58351方案设计与分析 1

152561.1设计原理 1

167621.2设计方案 1

267912单元电路设计 2

183252.1整流电路 2

288222.1.1基本概念 2

68182.1.2工作原理 2

25612.1.3电路组成 3

75032.2晶闸管 4

3402.2.1晶闸管的介绍 4

299262.2.2晶闸管的结构与工作特性 4

100482.2.3晶闸管的主要参数 6

71782.3触发电路 6

290352.3.1三极管 6

206692.3.2工作原理 6

256933总体电路 8

25833设计体会 10

110参考文献 11

1方案设计与分析

1.1设计原理

我们采用适合日光灯使用的单向晶闸管调光灯电路，即用普通三极管触发的单向晶闸管调光灯电路，VT2、VT3组成互补型放大器以构成晶闸管VT1的触发电路。220V交流电经D1~D4桥式整流，输出全波脉动电压，此电压经R1，R5，R6向电容C充电，使VT3发射极电位不断升高。当高于其基极电压时，VT3、VT2即导通，晶闸管VT1门极即获得触发脉冲，VT1导通。通过调节电位器R6的阻值可以改变VT1的触发角，从而调节灯的亮度。

1.2设计方案

该电路由整流电路、触发电路、晶闸管三部分组成。

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。

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。

2单元电路设计

2.1整流电路

2.1.1基本概念

整流电路是电力电子电路中出现最早的一种，它的作用是将交流电能变为直流电能供给直流用电设备。其中最常用的几种整流电路为单相半波、单相桥式、三相半波、三相桥式整流电路。在这里采用单相桥式整流电路。[1]

2.1.2工作原理

单相桥式全控整流电路如图2-1所示，VT1和VT4组成一对桥臂，在u2正半周承受电压u2，得到触发脉冲即导通，当u2过零时关断。VT2和VT3组成另一对桥臂，在u2负半周承受电压u2，得到触发脉冲即导通，当u2过零时关断。晶闸管承受的最大正向电压和反向电压分别为和。[1]

u

u

(

i

)

p

w

t

w

t

w

t

0

0

0

i

2

u

d

i

d

b)

c)

d)

d

d

α

α

u

VT

1,4

图2-1单相全控桥式带电阻负载时的电路及波形

数量关系：

1.输出直流电压平均值Ud（α角的移相范围为0～180o）

2.输出直流电流平均值Id

3.晶闸管电流平均值IdVT和有效值IVT

变压器二次测电流有效值I2与输出直流电流I有效值相等：

功率因数:

2.1.3电路组成

在本次设计中单相桥式由四个二极管组成，二极管具有单向导电性是不可控器件，四只整流二极管D1~D4接成电桥的形式。（电路如图2-2所示）

图2-2整流电路

2.2晶闸管

2.2.1晶闸管的介绍

晶闸管（Thyristor）是晶体闸流管的简称，又称作可控硅整流器（SiliconControlledRectifier——SCR），以前被简称为可控硅。

1956年美国贝尔实验室（BellLaboratories）发明了晶闸管，1957年美国通用电气公司（GeneralElectric）开发出了世界上第一只晶闸管产品，并于1958年使其商业化。

其承受的电压和电流容量仍然是目前电力电子器件中最高，而且工作可靠，因此在大容量的应用场合仍然具有比较重要的地位。[1]

2.2.2晶闸管的结构与工作特性

晶闸管的结构：

从外形上来看，晶闸管也主要有螺栓型和平板型两种封装结构。

引出阳极A、阴极K和门极（控制端）G三个联接端。

内部是PNPN四层半导体结构。如图2-3

图2-3晶闸管外形、结构和电气图形符号

正常工作时的特性：

当晶闸管承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通。

当晶闸管承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能开通。

晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用，不论门极触发电流是否还存在，晶闸