单相半控桥式整流调光灯电路的调试与维护

项目一项目一 晶闸管单相调光灯电路
晶闸管单相调光灯电路的调试与维护
任务3 单相半控桥式整流调光灯电路的调
试与维护
一、教学目标
　1．能阅读单相半控桥式整流调光灯电路图
2．能理解单相半控桥式整流调光灯电路工作原理
3．能进行单相半控桥式整流调光灯电路的接线
4．能使用电工电子仪表进行单相半控桥式整流调光灯电路的调试
5．能对单相半控桥式整流调光灯电路进行维护
二、工作任务
ss b）实物图
图1-48 单相半控桥式整流调光灯电路
　三、实践操作
1．设备、工具、材料
准备操作中将用到的电工常用工具、电烙铁、万用表、仪器、印制电
路板及表1-4所列元器件。

2．选择和检测元器件
按图1-48b中给出的元器件的参数选择触发电路的元器件。

用万用表对所选择的管子进行简单的测试，检查管子正常与否。

其方法与任务1、2中讲述的方法相同。

图1-48 单相半控桥式整流调光灯电路
3．电路组成
由图1-48可见，单相半控桥式整流调光灯电路的触发电路与单相半波可控制流调光灯电路相同，采用的都是单结晶体管触发电路。

主电路部分由电桥和小灯泡组成。

电桥有两个二极管和两个晶闸管组成。

触发电路的触发脉冲接在两个晶闸管的控制极上
　4．电路安装
(1)根据铆钉板上焊孔的距离将元器件的管脚掰成相应的形状。

(1)
(2)按照焊接工艺的要求将各元器件焊接固定在铆钉板上，
(2)
图1-49所示为元器件固定完成后的电路板。

(3)按照焊接工艺的要求用导线将进行线路的连接，
(3)
完成电路的安装如图1-48a所示。

5．电路调试
焊接完成经检查合格后，将主电路和触发电路的电源端按电压等级接到具有两套次级绕组的变压器上，然后送电对触发电路的各点进行相应的调试和测量。

　本任务中的触发电路和前一任务一样，在每个周期内输出两组频率相同且可以调节，管子导通与否取决于两个管子的阳极电位。

另外，在触发电路输出的脉冲列中起作用的只有的一个脉冲。

主电路与触发电路的相位对应关系如图1-50所示。

6．输出电压Ud 和晶闸管两端承受的电压UVT 波形的测量 (1)将示波器探头接于负载两端，探头的测试端接高电位探头的接地端接低电位，荧光屏上显示的应为单相半控桥式整流调光灯电路的
输出电压Ud 的波形。

调节RP 电阻可改变控制角α从180180°
°～0°变化可改变输出电压的波形，小灯泡的明暗程度也随之相应变化。

Ug
Ug L u g u t
t
c u Uv
Up
O O UC
οu t O
t O
图1-3 万用表红表笔接e 端，黑表笔接b1端测量
四、问题探究
1．主电路的工作原理分析
单相半控桥式整流调光灯电路主电路由两只晶闸管和两只二极管构成。

(1) α=0
=0°°时的波形分析在电源电压U2正半周区间内，a端处于高电位而b端处于低电位，触发脉冲在电源电压的过零点，即：α=0
=0°°时刻加入触发晶闸管VT1导通，此时二极管VD6也因承受正向电压而导通，负载电压Ud等于U2，如图1-51所示。

a
~24V
VT1VT2
VD5VD6
HL
b
Ud=U2 +
-
图1-51 VT1、VD6导通时输出电压与电流
在电源电压U2负半周区间内，b端处于高电位而a端处断，同时此时二极管VD5也因承受正向电压而导通，如图1-52所示。

a
~24V
VT1VT2
VD5VD6
HL
b
Ud= -U2图1-52 VT2、VD5导通时输出电压与电流
(2) α=45=45°
°时的波形分析 改变控制角α的大小即可改变输出电压的波形，图1-53所示为
α=45=45°°的输出电压的理论波形。

t
O
u t
u
O 2 t g
u O t
O
u 图1-53 α=45°时输出电压U d 和晶闸管VT1两端电压的理论波形
2．结论
由以上的测试和分析可以得出：
(1)两只晶闸管VT1和VT2的阴极接在一起，触发脉冲同时送给两管的门极，能被触发导通的只能是承受正向电压的一只晶闸管。

(2)两只二极管VD5和VD6的阳极接在一起，他们能否导通仅取决于电 源电压的正负，也就是说，两只管子阴极电位低的二极管导通。

(3)(3)移相范围0°～180180°
°。

(4)
(4)单相半控桥式整流带电阻性负载电路参数的计算。

输出电压平均值的计算公式：
负载电流平均值的计算公式：
流过晶闸管和二极管的电流平均值：
流过晶闸管和二极管的电流有效值：
晶闸管可能承受的最大电压为：
3．单相半控桥式整流电路计算示例
有一大电感负载采用单相半控桥式整流电路进行供电。

负载电阻为10Ω，输入电压为220V，晶闸管控制角a=600，求流过晶闸管、二极管的电流平均值？
解：输出电压平均值：
负载电流平均值：
晶闸管和整流二极管每周期的导电角度：θ=1800-a=1800-600=1200 电流平均值和有效值分别为
1．触发信号应有足够的功率（电压与电流））
晶闸管是电流控制型器件，在门极必须注入足够的电流才能触发导通。

触发电路提供的触发电压与电流必须大于产品参数提供的门极触发电压与触发电流值，但不得超过规定的门极最大允许峰值电压与峰值电流。

由于触发信号是脉冲形式，只要触发功率不超过规定值，触发电压、电流的幅值短时间内可大大超过铭牌规定值。

五、知识拓展
对晶闸管触发电路的要求
各类电力电子器件的门（栅）极控制电路都应提供符合器件要求的触发电压与电流，对于全控器件还应提供符合一定要求的关断脉冲。

晶闸管是半控器件，管子触发导通后门极即失去控制作用，为了减少门极损耗与确保触发时刻的准确性，门极电压、电流大都采用脉冲形式。

触发电路是晶闸管装置中的重要部分，正确设计与选择触发电路可以充分发挥晶闸管装置的潜力，是保证装置正常运行的关键。

　2．对触发信号的波形要求
脉冲应有一定宽度以保证在触发期间阳极电流能达到掣住电流而维持导通，触发脉冲的前沿尽可能陡，为了快速而可靠地触发大功率晶闸管，常在脉冲的前沿叠加一个强触发脉冲，如图1-54所示。

3．触发脉冲的同步及移相范围
为使晶闸管在每个周期都在相同的控制角玟触发导通，触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压也就是电源同步，并与电源波形保持同定的相位关系。

4．防止干扰与误触发
晶闸管的误导通往往是由于干扰信号进入门极电路而引起，因此需要对触发电路进行屏蔽、隔离等抗干扰措施
六、巩固练习
1．判断题
(1)单相半控桥式整流调光灯电路主电路控制角α移相范围0°～90°。

( )
(2)两只晶闸管的阴极接在一起，触发脉冲同时送给两管得门极，能被触发导通的只能是承受正向电压的一只晶闸管。

( )
(3)两只二极管的阳极接在一起，他们能否导通仅取决于电源电压的正负，也就是说，两只管子中阴极电位低的二极管导通。

( )
2．问答与计算
(1)画出单相半控桥式整流调光灯电路主电路当控制角α=0°、30°、45°、60°、90°时输出电压Ud及UVT1的波形。

(2)单相桥式半控整流电路带电阻负载Rd=20Ω，电源电压U2=220V，试计算α=90°时负载上的平均直流电压Ud，并画出其波形。

晶闸管的电流平均值Id和所承受的最大电压UTM。