单结晶体管触发电路
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单结晶体管触发电路看一看单结晶体管触发电路如图3-1所示,注意观察电路中所用的元器件,特别是有关元器件的型号或参数。
三极管9012的管脚图如图3-2所示,单结晶体管BT33的管脚图如图3-3所示。
图3-1 单结晶体管触发电路图3-2 9012的管脚图图3-3 单结晶体管BT33的管脚图知识链接单结晶体管的基本特性:1.等效电路单结晶体管等效电路如图3-4所示。
r b1:E与B1间电阻,随发射极电流而变,即IE上升,r b1下降。
rb2:E与B2间的电阻,数值与IE无关。
rbb:两基极间电阻。
rbb = r b1 + rb2η:称为分压比,r b1与rbb的比值,η一般在0.3 ~ 0.8 之间。
图3-4 单结晶体管等效电路图2.导通条件VEE > ηVBB + VD (VD为PN结的正向电压)想一想如图3-1所示,单结晶体管触发电路是如何工作的?做一做1.检测图3-1所示电路中的元器件。
2.根据图3-1所示电路完成印制板图设计(板子尺寸:100mm×80mm)。
3.根据设计的印制板图在多孔板上完成电路的装接。
注意:电解电容、二极管、稳压二极管、三极管和单结晶体管的极性。
测一测用示波器实测并画出单结晶体管触发电路各点波形图,将结果画入如图3-5所示。
图3-5 测各点波形学一学单结晶体管触发电路工作特点:1.电源变压器的二次侧24V交流电压经单相桥式整流后由稳压管V5削波得到梯形波电压,该电压既作为单结晶体管触发电路的同步电压,又作为单结晶体管的工作电源电压。
2.V7、V8组成直接耦合放大电路,V7采用PNP型管,V8采用NPN型管,触发电路的给定电压(U1)由电位器RP调节,U1经V8放大后加到V7。
三极管V7相当于由U1控制的一个可变电阻,它起到移相的作用。
3.V9~V11是三极管V8的基极正反向电压保护作用。
单结晶体管触发电路的工作原理之同步振荡
如下图所示,主回路为一单相桥式半控整流电路。
图中晶体管只有在承受正向电压的半周内才能触发导通。
为了使VT1和VT2每次导电的控制角a都相同并固定下来,触发脉冲必须在电源电压每次过零后滞后a角出现。
触发脉冲与电源电压的相位配合需要同步。
采用变压器一次侧接主电路电源,二次侧经整流、稳压削波,得到梯形波,作为触发电路电源,也作为同步信号。
当主电路电压过零时,触发电路的电压也过零,单结管的E bb也降到零,满足电容C放电完毕,在下一个半波从零开始充电以起到同步作用。
从图b还可看到,每半周中电容充放电可不止一次,晶闸管由第一个脉冲触发导通,后面的脉冲是不起作用的。
图a 单结晶体管的同步振荡触发电路
图b 单结晶体管的同步振荡触发电路
改变Re,就可改变电容充电速度,达到改变a角的目的。
图b中给出改变Re后,uc、ub1和ud的波形。
实际应用中,用晶体管V来代替电位器Re,可实现自动移相,如下图中V2所示。
脉冲也可通过脉冲变压器Tp输出,以实现两个脉冲之间以及触发电路和主电路之间的隔离单结管触发电路较简单,易调整,输出脉冲前沿陡,但触发功率小,脉冲较窄,可用的移相范围约150°,故一般用于小容量的系统中。
与控制系统相接的单结晶管脉冲移相电路
单相可控整流电路比较简单,由于对三相电网来说只是一相负载,输出直流电压的脉动也较大,因此除了在只有单相电源的电力牵引传动装置中应用外,通常只用在4kw以下的小功率装置中。
优点:单结晶体管触发电路比较简单,温度性能比较好,有一定的抗干扰能力,
缺点:脉冲前沿陡,输入功率较小,脉冲宽度较窄,只能承受调节RP (电位器R2),无法加入其它信号,移相范围≤180°,
一般为150°此电路可以用在单相可控硅整流电路要求不高的场合,能触发50A 以下的晶闸管。
交流电压经桥式整流和稳压后削波后得到梯形电压。
脉冲电压形成时梯形同步电压经R2、R3对电容C 充电,
C 两端电压上升到单结晶体管峰点电压UP(BT33的峰点电压)时,单结晶体管由截止变为导通,通过e---b1---R5放电,
放电电流在电阻RB1(放电电阻R5)上产生一组尖顶脉冲电压,由RB1(放电电阻R5)输出一组触发脉冲,其中第一个脉冲使晶闸管触发导通,后面的脉冲对晶闸管工作没有影响。
随着C 的放电,当电容两端电压下降到单结晶体管谷点电压UV(BT33谷底电压)时单结晶体管重新截止,
C 重新充电,重复上述过程。
RB1(放电电阻R5)上又输出一组峰顶脉冲电压,这个过程重复进行。
当梯形电压过零点时,电容C 两端电压也为零,因此电容每一次连续充放电的起点就是电源电压过零点,这样就保证输出电压的频率和电源频率同步。
移相是通过改变RP(电位器R2)的大小实现的,改变RP(电位器R2)的大小可以改变C 的充电速度,因此就改变了第一个脉冲出现的时间,从而达到了移相的目的。
实验一单结晶体管触发电路实验一、实验目的(1)熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及电路中各元件的作用。
(2)掌握单结晶体管触发电路的调试步骤和方法。
二、实验所需挂件及附件序号型号备注1 DJK01 电源控制屏该控制屏包含“三相电源输出”等几个模块。
2 DJK03-1 晶闸管触发电路该挂件包含“单结晶体管触发电路”等模块。
3 双踪示波器自备三、实验线路及原理单结晶体管触发电路的工作原理已在1-3节中作过介绍。
四、实验内容(1)单结晶体管触发电路的调试。
(2)单结晶体管触发电路各点电压波形的观察。
五、预习要求阅读本教材1-3节及电力电子技术教材中有关单结晶体管的内容,弄清单结晶体管触发电路的工作原理。
六、思考题(1)单结晶体管触发电路的振荡频率与电路中C1的数值有什么关系?(2)单结晶体管触发电路的移相范围能否达到180°?七、实验方法(1)单结晶体管触发电路的观测将DJK01电源控制屏的电源选择开关打到“直流调速”侧,使输出线电压为200V(不能打到“交流调速”侧工作,因为DJK03-1的正常工作电源电压为220V 10%,而“交流调速”侧输出的线电压为240V。
如果输入电压超出其标准工作范围,挂件的使用寿命将减少,甚至会导致挂件的损坏。
在“DZSZ-1型电机及自动控制实验装置”上使用时,通过操作控制屏左侧的自藕调压器,将输出的线电压调到220V左右,然后才能将电源接入挂件),用两根导线将200V交流电压接到DJK03-1的“外接220V”端,按下“启动”按钮,打开DJK03-1电源开关,这时挂件中所有的触发电路都开始工作,用双踪示波器观察单结晶体管触发电路,经半波整流后“1”点的波形,经稳压管削波得到“2”点的波形,调节移相电位器RP1,观察“4”点锯齿波的周期变化及“5”点的触发脉冲波形;最后观测输出的“G、K”触发电压波形,其能否在30°~170°范围内移相?(2)单结晶体管触发电路各点波形的记录当α=30o、60o、90o、120o时,将单结晶体管触发电路的各观测点波形描绘下来,并与图1-9的各波形进行比较。
单结晶体管触发电路浏览2695发布时间2009-03-20单结晶体管触发电路之一图1(a)是由单结晶体管组成的张弛振荡电路。
可从电阻R1上取出脉冲电压ug。
(a) 张弛振荡电路(b) 电压波形图1 单结晶体管张弛振荡电路假设在接通电源之前,图1(a)中电容C上的电压uc为零。
接通电源U后,它就经R向电容器充电,使其端电压按指数曲线升高。
电容器上的电压就加在单结晶体管的发射极E和第一基极B1之间。
当uc等于单结晶体管的峰点电压UP时,单结晶体管导通,电阻RB1急剧减小(约20Ω),电容器向R1放电。
由于电阻R1取得较小,放电很快,放电电流在R1上形成一个脉冲电压ug,如图1(b)所示。
由于电阻R取得较大,当电容电压下降到单结晶体管的谷点电压时,电源经过电阻R供给的电流小于单结晶体管的谷点电流,于是单结晶体管截止。
电源再次经R向电容C充电,重复上述过程。
于是在电阻R1上就得到一个脉冲电压ug。
但由于图1(a)的电路起不到如后述的“同步”作用,不能用来触发晶闸管。
单结晶体管触发电路之二单结晶体管触发电路如图2所示,带有放大器。
晶体管T1和T2组成直接耦合直流放大电路。
T1是NPN型管,T2是PNP型管。
UI是触发电路的输入电压,由各种信号叠加在一起而得。
UI经T1放大后加到T2。
当UI增大时,IC1就增大,而使T1的集电极电位UC1,即T2的基极电位UB2降低,T2更为导通,IC2增大,这相当于晶体管T2的电阻变小。
同理,UI减小时,T2的电阻变大。
因此,T2相当于一个可变电阻,随着UI的变化来改变它的阻值,对输出脉冲起移相作用,达到调压的目的。
输出脉冲可以直接从电阻R1上引出,也可以通过脉冲变压器输出。
图2 单结晶体管触发电路因为晶闸管控制极与阴极间允许的反向电压很小,为了防止反向击穿,在脉冲变压器副边串联二极管D1,可将反向电压隔开,而并联D2,可将反向电压短路。
单结晶体管触发电路之三——单相半控桥式整流电路图3 由单结晶体管触发的单相半控桥式整流电路改变电位器R P的数值可以调节输出脉冲电压的频率。
实验三 晶闸管触发电路——单结晶体管触发电路一、实验目的:1、 掌握单结晶体管触发电路的工作原理;2、 学会使用示波器测量单结晶体管触发电路的个点电压波形;一、实验仪器设备:1、 ZEC-410型实验台2、 EM-11实验挂箱3、 双踪示波器一台4、 万用表一块、一字型螺丝刀一把(调节RP1用)三、实验原理:单结晶体管触发电路,是利用单结晶体管(双基极二极管)的负阻特性和RC 的充放电特性,构成频率可调的自激振荡电路,如图3-1所示0%R1R2R3R4R5R6D1D2VST1VST2C1V1V2C2T123456T2K GV3RP1图3-1 单结晶体管触发电路由同步变压器T1副边输出的交流同步电压,经D1半波整流,再由稳压管VST1,VST2进行削波,而得到梯形波电压,其过零点与晶闸管阳极电压的过零点一致,梯形波通过R5,V2向电容C2充电,当充电电压达到单结晶体管的峰点电压时,单结晶体管V3导通,从而通过脉冲变压器T2输出脉冲。
同时C2经V3和T2原边放电,由于时间常数很小,U c2很快下降至单结晶体管的谷点电压,V3重新关断,C2再次充电。
每个梯形波周期,V3可能导通,关断多次,但只有第一个输出脉冲起作用。
电容C2的充电时间常数由R7和V2的等效电阻等决定,调节RP1的滑动触点可改变V1的基极电压,使V1,V2都工作在放大区,即等效电阻可由RP1来调节,也就是说一个梯形波周期内的第一个脉冲出现时候(控制角)可由RP1来调节,控制第一个尖脉冲的出现时刻,实现脉冲的移相控制。
四、实验内容及步骤:1、将控制台左上角的交流数字电压表(如图3-2所示)切换到300V档,用专用连接线将图3-2 数字交流电压表(左)及数字交流电流表(右)数字交流电压表接到单、三相可调交流电源输出的“U”孔和“N”孔中,如图3-3所示图3-3 单、三相可调交流电源调节“交流电源输出调节”旋钮,使电压表读数为200V;2、将连接交流电压表的两根连线改接到EM-11挂箱的“同步交流电压输入”端,并打开EM-11挂箱右下角的电源开关,T1原边同步交流电压信号已在内部接好。