实验一-单结晶体管触发电路

单结晶体管触发电路用单结晶体管组成的触发电路具有结构简单、VT1211调节方便、输出功率小和输出脉冲窄等特点，适用于50 A以下晶闸管的触发电路。

图6 -14是单结晶体管组成的触发电路。

电源U和R、C构成充电回路；C，RB1和单结晶体管结构成放电回路。

为了使电路处于自激振荡工作状态，射极电压UE=U-iER所表示的射极负载线应与发射结特性交于负阻区。

设电容C上的初始电压uc=0。

接通电源U后，一方面它通过RB1、RB2在E与B．结间建立峰点电压UP;另一方面其经R向电容C进行充电，则UE=UO按指数规律上升，如图6-15所示。

在UE<UP期间，管子截止，输出电压uc =0。

当UE≥UP时，管子导通，电阻RB1急剧减小，电容C向R1放电，由于R1取值较小，一般为50～100Ω，放电很快，放电电流在R1上形成一脉冲电压UG，如图6-15所示。

而电阻R的阻值取得较大，当电容电压uc下降到单结晶体管的谷底电压Uv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Iv，于是管子截止。

电源再次经过R向C充电，重复上述过程，于是在电阻R1上又得到一个脉冲电压UG。

以上电路有一个缺点，即不满足“同步”。

而在前述的可控整流电路中，晶闸管是串在主回路中来调节输出电压的大小，晶闸管在每次承受正向偏压期间，要求第一个触发脉冲出现的时间均相同，这样可获得稳定的直流电压输出，即保持同步。

为了克服以上缺点，常用的是如图6 -16所示的完全可控的同步触发电路。

图6 -16中，Ts为同步变压器，其作用是使副边供给触发电路电源原边主回路电源为同一频率。

副边经桥式整流和稳压管削波限幅后，得到梯形波电压uB作为触发电源电压。

当交流电源u1过零时，U2和UB同时过零，因此单结晶体管RB1、RB2的之间电压UBB 也过零，使管子内部电位UA =O，可使电容C上电荷很快释放。

在下一个半周开始时，基本从零开始充电，这样才能保证每个半周期触发电路送出的第一只脉冲过零时刻的口角一致，起到同步作用。

一、实训目的1. 理解单结晶体管的工作原理及其在触发电路中的应用。

2. 掌握单结晶体管触发电路的设计与搭建方法。

3. 学习使用示波器等测试仪器对触发电路进行调试与测试。

4. 分析触发电路的输出波形，验证电路设计的正确性。

二、实训内容1. 单结晶体管的基本特性2. 单结晶体管触发电路原理3. 单结晶体管触发电路的搭建4. 触发电路的调试与测试5. 触发电路输出波形的分析三、实训原理1. 单结晶体管的基本特性单结晶体管（Unijunction Transistor，UJT）是一种具有负阻特性的半导体器件，其内部结构如图1所示。

UJT具有两个基极和一个发射极，当给UJT施加正向电压时，UJT导通；当施加反向电压时，UJT截止。

2. 单结晶体管触发电路原理单结晶体管触发电路主要用于晶闸管（Thyristor，简称晶闸）等电力电子器件的触发控制。

图2所示为单结晶体管触发电路的基本原理图。

该电路主要由UJT、晶闸管、电阻、电容和触发信号源组成。

当触发信号源输出一个正脉冲信号时，UJT的发射极电压升高，UJT导通。

此时，UJT的负阻特性使得发射极电压下降，导致晶闸管的阳极与阴极之间的电压下降，当电压低于晶闸管的触发电压时，晶闸管导通。

3. 单结晶体管触发电路的搭建根据实训原理，搭建单结晶体管触发电路。

具体步骤如下：（1）准备所需元件：UJT、晶闸管、电阻、电容、触发信号源、示波器等。

（2）按照图2所示连接电路。

（3）检查电路连接是否正确，确保电路安全可靠。

4. 触发电路的调试与测试（1）使用示波器观察UJT的发射极电压波形，确保UJT能够正常导通。

（2）调整电阻和电容的参数，观察晶闸管的触发波形，确保晶闸管能够正常导通。

（3）测试触发电路的输出波形，观察晶闸管的触发效果。

5. 触发电路输出波形的分析通过示波器观察触发电路的输出波形，分析以下内容：（1）UJT的发射极电压波形，验证UJT的导通与截止特性。

（2）晶闸管的触发波形，验证晶闸管的触发效果。

电力电子实习报告自动化09-1班田德文学号：26目录实习题目 (3)实习目的 (3)实习设备 (3)实习内容 (4)单结晶体管 (4)单结晶体管的自振荡电路 (5)相关数据计算 (6)可控单结晶体管触发电路原理图 (7)焊接电路板 (7)测电压观测波形 (7)实习心得 (8)实习题目可控硅单结晶体管触发电路实习目的熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及各元件的使用掌握单结晶体管触发电路的调试步骤和方法熟悉焊接技巧，故障排查以及相关仪器仪表的使用实习设备序号名称规格及型号测量参数数量0 控制变压器220/24V，25V A 变比为12׃1 1台1 双踪示波器1台2 普通二极管IN4001 管压降分别为4只0.557V，0.572V，0.563V，0.560V3 稳压二极管稳压值10V左右稳压值为7.86V 1只4 晶闸管CR3AM 1只5 1/8金属膜电阻 1.0KΩ0.986KΩ1个6 1/8金属膜电阻 4.7KΩ 4.61KΩ1个7 1/8金属膜电阻470Ω462Ω1个8 1/8金属膜电阻81Ω82Ω1个9 1/8金属膜电阻10Ω10Ω1个10 插板式可变电阻100KΩ1/4W 100.7KΩ1个11 瓷片电容0.1uF 0.098uF 1个12 单结晶体管BT33 1个13 面包板SYB130 1块14 灯泡（带灯座）24V 10W 1个15 常用电工工具烙铁（30W），偏口1个钳子实习内容单结晶体管单结晶体管（简称UJT）又称基极二极管，它是一种只有一个PN 结和两个电阻接触电极的半导体器件，它的基片为条状的高阻N型硅片，两端分别用欧姆接触引出两个基极b1和b2。

单结晶体管的伏安特性（1）当V e＜η V bb时，发射结处于反向偏置，管子截止，发射极只有很小的漏电流I ceo。

（2）当V e≥η V bb+V D V D为二极管正向压降（约为0.7伏），PN结正向导通，I e显著增加，R b1阻值迅速减小，V e相应下降，这种电压随电流增加反而下降的特性，称为负阻特性。

单结晶体管触发电路及单相半波可控整流电路实验报告实验目的：研究单结晶体管触发电路和单相半波可控整流电路的特性。

实验器材：单结晶体管、电阻、电容、整流电路板、交流电源。

实验原理：1.单结晶体管触发电路：单结晶体管触发电路是一种常用的触发电路，可用于控制开关电路，使电路开启或关闭。

单结晶体管的基极和发射极之间的电流可以通过控制功率电源的输入电压来调节，从而实现对整个触发电路的控制。

2.单相半波可控整流电路：单相半波可控整流电路主要包括一个可控硅管和一个载流电阻。

通过控制可控硅管的导通角，可以实现对交流电的半波整流，将交流电转换为直流电。

实验步骤：1.搭建单结晶体管触发电路：根据实验要求，接入单结晶体管、电阻和电容，连接交流电源。

确定合适的电流和电压参数。

2.调节交流电源输出电压，观察并记录单结晶体管的调节情况。

3.搭建单相半波可控整流电路：根据实验要求，接入可控硅管和载流电阻，连接交流电源。

确定合适的电流和电压参数。

4.调节交流电源输出电压，观察并记录可控硅管的导通角度和整流电路的输出情况。

实验结果：1.单结晶体管触发电路的调节情况：在不同的输入电压下，单结晶体管的输出电流变化情况。

2.单相半波可控整流电路的输出情况：记录不同导通角度下，整流电路的输出电流和输出电压。

实验讨论：根据实验结果，分析单结晶体管触发电路和单相半波可控整流电路的特性和工作原理。

对于单结晶体管触发电路，可以控制电路的开启和关闭，实现对电路的控制。

对于单相半波可控整流电路，可以将交流电转换为直流电，实现对电流的整流。

《自动控制系统》国家级精品课程系列教材电力电子技术及自动控制系统实验指导书郑征杨海柱陶慧编著朱艺峰陶海军刘海波电气工程与自动化学院二○一一年二月目录绪论 (1)实验一单结晶体管触发电路与单相半控桥式整流电路的研究 (4)实验二晶闸管直流调速系统的调试 (8)实验三直流斩波与IGBT驱动保护电路测试 (15)实验四单相并联逆变电路 (19)实验五单相交流调压电路和恒温控制系统的研究 (22)实验六三相集成触发电路及三相全控桥式整流电路的研究 (26)实验七双闭环直流调速系统的调试与机械特性的测试 (33)参考文献 (38)绪论实验的目的在于培养学生掌握基本的实验方法和操作技能，特别着重于对学生能力的培养，包括自学能力、动手能力、组织能力、数据分析处理能力、运用理论解决实际问题能力、初步科研实验能力、文字表达能力等。

电力电子及自控系统实验的特点是综合性和实践性强，涉及面广，实验时不宜一人单独进行，须分组协同工作。

它是《电力电子技术》和《自动控制系统》理论教学的重要环节，是理论教学的补充和继续，而理论教学又是实验教学的基础。

实验中学生可灵活运用所学的理论知识，学会分析和解决实际系统中出现的问题，培养学生实践动手能力及综合分析问题的能力，加强理论和实践的统一。

通过从理论到实践的锻炼，可使认识不断提高、深化，并进一步有所发现，有所创新。

一、实验方式为了提高效率、讲究实效、取得预期的收获，电力电子技术及自动控制系统实验建议按以下方式进行：（一）实验预习预习是实验前的重要准备工作，是保证实验顺利进行的必要步骤，也是培养学生独立工作能力、提高实验质量与效率的重要环节，要求做到：1．实验前应复习有关课程的章节，熟悉有关理论知识。

2．认真阅读实验指导及有关实验装置介绍，了解实验的目的、内容、方法、要求和系统工作原理，明确实验过程中应注意的问题。

3．画出实验线路，明确接线方式，拟出实验步骤，列出实验时需记录的各项数据表格，对理论计算数据应预先进行计算。

实验一单结晶体管触发电路一、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DJK01电源控制屏、DJK03-1晶闸管触发电路、双踪示波器三、实验线路及其原理单结晶体管又称双基极二极管，利用单结晶体管的负阻特性和RC的充放电特性，可组成频率可调的自激振荡电路，如图1所示。

图1 单结晶体管触发电路原理图图中V6为单结晶体管，其常用的型号有BT33和BT55两种，由等效电阻V5和C1组成RC充电回路，由C1-V6-脉冲变压器组成电容放电回路，调节RP1即可改变C1充电回路中的等效电阻。

单结晶体管触发电路的工作原理为：由同步变压器副边输出60V的交流同步电压，经VD1半波整流，再由稳压管V1、V2进行削波，从而得到梯形波电压，其过零点与电源电压的过零点同步，梯形波通过R7及等效可变电阻V5向电容C1充电，当充电电压达到单结晶体管的峰值电压U P时，单结晶体管V6导通，电容通过脉冲变压器原边放电，脉冲变压器副边输出脉冲。

同时由于放电时间常数很小，C1两端的电压很快下降到单结晶体管的谷点电压U V，使V6关断，C1再次充电，周而复始，在电容C1两端呈现锯齿波形，在脉冲变压器副边输出尖脉冲。

在一个梯形波周期内，V6可能导通、关断多次，但只有输出的第一个触发脉冲对晶闸管的触发时刻起作用。

充电时间常数由电容C1和等效电阻等决定，调节RP1改变C1的充电的时间，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(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、预习要求阅读本实验讲义及电力电子技术教材中有关内容，弄清楚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够达到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)，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︒。

实验一单结晶体管触发电路及单相半波可控整流电路实验组员：毕涛、付晨、李国涛一．实验目的1．熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及各元件的作用。

2．掌握单结晶体管触发电路的调试步骤和方法。

3．对单相半波可控整流电路在电阻负载及电阻—电感负载时工作情况作全面分析。

4．了解续流二极管的作用。

二．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波形的观察。

3．单相半波整流电路带电阻性负载时特性的测定。

4．单相半波整流电路带电阻—电感性负载时，续流二极管作用的观察。

三．实验线路及原理将单结晶体管触发电路的输出端“G”“K”端接至晶闸管VT1的门极、阴极，即可构成如图1-1所示的实验线路。

四．实验设备及仪器1．教学实验台主控制屏；2．NMCL—33组件；3．NMCL—05(E)组件；4．MEL－03(A)组件；5．双踪示波器（自备）；6．万用表（自备）。

五．注意事项1．双踪示波器（自备）有两个探头，可以同时测量两个信号，但这两个探头的地线都与示波器的外壳相连接，所以两个探头的地线不能同时接在某一电路的不同两点上，否则将使这两点通过示波器发生电气短路。

为此，在实验中可将其中一根探头的地线取下或外包以绝缘，只使用其中一根地线。

当需要同时观察两个信号时，必须在电路上找到这两个被测信号的公共点，将探头的地线接上，两个探头各接至信号处，即能在示波器上同时观察到两个信号，而不致发生意外。

2．为保护整流元件不受损坏，需注意实验步骤：（1）在主电路不接通电源时，调试触发电路，使之正常工作。

（2）在控制电压U ct=0时，接通主电路电源，然后逐渐加大U ct，使整流电路投入工作。

（3）正确选择负载电阻或电感，须注意防止过流。

在不能确定的情况下，尽可能选择较大的电阻或电感，然后根据电流值来调整。

（4）晶闸管具有一定的维持电流I H ，只有流过晶闸管的电流大于I H ，晶闸管才可靠导通。

实验中，若负载电流太小，可能出现晶闸管时通时断，所以实验中，应保持负载电流不小于100mA 。

单结晶体管触发实验报告本实验的目的是探究单结晶体管作为触发器的原理与特性，并进行观察和测量。

实验步骤如下：1.搭建电路本实验所用电路如图所示：┌─R1───┐│ │├─R2───┤│ │Vin ────R3─────┴───────┴───────R4───Vout│ │├─Q1───┤│ │└───────┘其中，Vin为输入信号，Vout为输出信号，R1、R2分别为输入电阻和输出电阻，R3和R4为电路电阻，Q1为单结晶体管。

2.观测Q1的特性曲线第一步是使用万用表，以0.1mA的步进电流逐渐改变Q1的基极电流，得到Q1的特性曲线，如下图所示：从图中可以看出，Q1的特性曲线在基极电流达到一定值后变的非常陡峭，这是因为当基极电流足够大时，Q1的饱和电流会被激发，从而出现大量的载流子，进而增加晶体管的导电性，使得晶体管的输出电流大幅上升。

3.测量电路的工作范围第二步是使用示波器，观察输入信号在何时能够将Q1从截止区带进饱和区。

具体做法是先将输入电压调整至0V，然后缓慢地增加输入电压，观察到Q1开始导通的瞬间，这个瞬间的电压便是Q1的触发电压。

通过多次重复这个过程，可以得到电路的工作范围。

4.观察输出波形最后一步是通过示波器观察电路的输出波形，当输入电压超过触发电压时，Q1会从截止区带进饱和区，输出信号会出现一个高电平，持续时间取决于RC时间常数，直至输入电压再次下降到触发电压以下，输出信号回到低电平。

可以发现，output信号的上升和下降时间是相对较慢的，这是由于RC时间常数的影响。

结论：单结晶体管是一种具有明显阈值的非线性元件，当输入信号超过一定阈值时，可以被用作触发器，触发输出信号。

此外，在实际应用过程中，需要注意Q1的最大功率，否则可能会导致晶体管烧毁。

实验一 单结晶体管触发电路和单相半波整流电路实验1.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，掌握单结晶体管触发电路的调试步骤和方法。

（2）掌握单相半波可控整流电路在电阻负载时的工作。

2.实验线路及实验原理 （1）单结晶体管触发电路单结晶体管触发电路的工作原理为：利用单结晶体管(又称双基极二极管)的负阻特性和RC 的充放电特性，可组成频率可调的自激振荡电路，如图1所示。

图中VT3为单结晶体管，其常用的型号有BT33和BT35两种，由等效电阻和C 组成RC 充电回路，由C -VT 3-脉冲变压器组成电容放电回路，调节RP 即可改变C 充电回路中的等效电阻。

U V图 1 单结晶体管触发电路原理图（2）单相半波可控整流电路图2所示为单相半波可控整流电路接线图。

图2中的负载R 用挂件NMEL-03/4的可调电阻，电阻值为450Ω。

直流电压表及直流电流表从挂件NMEL-06/1上得到。

图2中的晶闸管VT1选用NMCL-050上的VT2。

单结晶体管触发电路的输出端“G ”和“K ”接到晶闸管的门极和阴极（此部分线缆为挂件内部已连接好的，不用自行接线）。

图 2 单相半波可控整流电路原理图3.实验设备实验台主控制屏、NMCL31A 低压控制电路及仪表、NMCL-050晶闸管触发电路、MEL-03/4三相可调电阻、NMEL06/1直流电压/电流表、双踪示波器、万用表。

4.实验内容(1)控制电路调试：单结晶体管触发电路的调试和波形观测点的波形记录 设备给电：① 将实验台左侧面上的三相调压器向内调到底，此时实验台三相电压输出为0。

同时将NMCL31A 中，低压电源的拨码开关拨到ON 位置。

② 将电源控制屏的主电源开关闭合，即按下主控制屏绿色开关按钮，此时主控制屏U 、V 、W 端有电压输出，大小通过三相调压器调节。

本实验中，调节U uv =200V 。

③ 按下主控制屏红色开关按钮，主控制屏U 、V 、W 端没有电压输出。