1、<p>　　《電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告》</p><p>　　題 目 日光燈調(diào)光電路設(shè)計(jì) </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　班 級(jí) 自動(dòng)化（1）班 </p><p

2、>　　姓 名 </p><p>　　日 期 2011年6月14日 </p><p><b>　　摘要：</b></p><p>　　電力電子技術(shù)是二十世紀(jì)后半葉誕生和發(fā)展的一門(mén)嶄新技術(shù)?？梢灶A(yù)計(jì)，在21世紀(jì)電力電子技術(shù)

3、仍將以迅猛的速度發(fā)展。以計(jì)算機(jī)為核心的信息科學(xué)將是21世紀(jì)起主導(dǎo)作用的科學(xué)技術(shù)之一，這是毫無(wú)異議的，電力電子技術(shù)和運(yùn)動(dòng)控制一起，將和計(jì)算機(jī)技術(shù)共同成為未來(lái)科學(xué)技術(shù)的兩大支柱。電力電子技術(shù)是21世紀(jì)中將會(huì)起著十分重要的作用，有著十分光明的未來(lái)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)了一種帶整流橋的可控硅調(diào)光電路，由于可控硅相控調(diào)光具有體積小、價(jià)格合理和調(diào)光功率控制范圍寬的優(yōu)點(diǎn)，所以可控硅相控調(diào)光法是目前使用最為廣泛的

4、調(diào)光方法。</p><p>　　關(guān)鍵詞：?jiǎn)蜗蚓чl管；相控；調(diào)光</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一、設(shè)計(jì)題目分析3</p><p><b>　　二、選擇方案3</b></p><p>　　三、硬件電路設(shè)計(jì)4</p>&l

5、t;p>　　3.1單相橋式整流電路與原理圖4</p><p><b>　　3.2仿真波形5</b></p><p>　　3.2.1燈E兩端某電壓值及波形：5</p><p>　　3.2.2晶閘管陽(yáng)極電壓波形5</p><p>　　3.2.3晶閘管門(mén)極電壓波形6</p><p>　　

6、3.3基本器件介紹6</p><p>　　3.3.1晶閘管6</p><p>　　3.3.2三極管7</p><p><b>　　四、總結(jié)8</b></p><p><b>　　五、參考文獻(xiàn)8</b></p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)題目分析</

7、b></p><p>　　可控硅相控調(diào)光是采用相位控制的方法來(lái)改變晶閘管導(dǎo)通時(shí)間實(shí)現(xiàn)調(diào)光。對(duì)普通反向阻斷型的可控硅，其閘流特性表現(xiàn)為當(dāng)可控硅加上正向陽(yáng)極電壓的同時(shí)，又加上適當(dāng)?shù)恼蜷T(mén)極控制電壓時(shí)，可控硅就導(dǎo)通，這一導(dǎo)通即使在撤去門(mén)極控制電壓后仍將維持，一直到加上反向陽(yáng)極電壓或可控硅陽(yáng)極電流小于可控硅自身的維持電流后才會(huì)關(guān)斷。</p><p>　　可控硅相控調(diào)光對(duì)照明系統(tǒng)的電壓調(diào)節(jié)速度

8、快，調(diào)光明顯且精度高。由于調(diào)光電路主要是電力電子元件組成，相對(duì)來(lái)說(shuō)體積小、設(shè)備質(zhì)量輕、性價(jià)比高。調(diào)壓電路由單向晶閘管、三極管及阻容移相電路組成。通過(guò)調(diào)節(jié)電位器RP，即可改變晶閘管的導(dǎo)通角，使加到日光燈管兩端的工頻交流電壓發(fā)生改變，從而達(dá)到改變?nèi)展鉄舭l(fā)光亮度的調(diào)光目的。因此，我們采用單向晶閘管配合三極管組成的觸發(fā)電路來(lái)進(jìn)行燈光亮度調(diào)節(jié)。</p><p><b>　　二、選擇方案</b><

9、/p><p>　　如圖1所示是一個(gè)適合日光燈使用的單向晶閘管調(diào)光燈電路，即用普通三極管觸發(fā)的單向晶閘管調(diào)光燈電路，VT2、VT3組成互補(bǔ)型放大器以構(gòu)成晶閘管VT1的觸發(fā)電路。 220V交流電通過(guò)燈泡E經(jīng)VD1～VD4橋式整流，輸出全波脈動(dòng)電壓，此電壓經(jīng)R1、R5、RP向電容C充電，使VT3發(fā)射極電位不斷升高。當(dāng)高于其基極電壓時(shí)，VT3、VT2即導(dǎo)通，晶閘管VT1門(mén)極即獲得觸發(fā)脈沖，VT1導(dǎo)通。此時(shí)，電容C通過(guò)VT3、

10、VT2及R3放電，正電源又重新通過(guò)R1、R5與RP向其充電……。所以，通過(guò)調(diào)節(jié)電位器RP的阻值可以改變VT2發(fā)射極輸出脈沖時(shí)間的前移或滯后，即改變晶閘管VT1的導(dǎo)通角，亦即可調(diào)節(jié)燈E的亮度。</p><p>　　圖1日光燈調(diào)光電路原理圖</p><p><b>　　三、硬件電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1單相橋式整流電路與原理圖&l

11、t;/p><p>　　單相橋式整流電路是有四個(gè)二極管和耗電器件組成。二極管具有單相導(dǎo)電性是不可控器件。四只整流二極管D1～D4接成電橋的形式，所以稱橋式整流電路之稱。單相橋式整流電路工作原理：</p><p>　　如圖2將電源電壓轉(zhuǎn)換成電路所需要的電壓，提供給耗電元件。當(dāng)電源電壓為正半周期時(shí)，電流由二極管D1再過(guò)R再經(jīng)過(guò)D3回到負(fù)端。D2、D4反向截止，對(duì)于R的兩邊上邊為正下邊為副的電壓。&l

12、t;/p><p>　　當(dāng)電源電壓為負(fù)半周期時(shí)，電流由二極管D2再過(guò)R再經(jīng)過(guò)D4回到正端。D1、D3反向截止，對(duì)于R的兩邊上邊為正下邊為負(fù)的電壓。</p><p>　　由上邊分析可得：?jiǎn)蜗鄻蚴诫娐非擅畹乩枚O管的單相導(dǎo)電性，無(wú)論電源兩端的極性如何，正極性端與電阻R的上端相連，負(fù)極性端與電阻R的下端相連。</p><p><b>　　圖2單向整流橋電路</

13、b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)原理圖如下：</b></p><p><b>　　3.2仿真波形</b></p><p>　　3.2.1燈E兩端某電壓值及波形：</p><p>　　圖3燈E兩端電壓波形</p><p>　　3.2.2晶閘管陽(yáng)極電壓波形</p

14、><p>　　圖4晶閘管陽(yáng)極電壓波形</p><p>　　3.2.3晶閘管門(mén)極電壓波形</p><p>　　圖5晶閘管門(mén)極電壓波形</p><p><b>　　3.3基本器件介紹</b></p><p><b>　　3.3.1晶閘管</b></p><p>

15、;　　晶閘管（Thyristor）是晶體閘流管的簡(jiǎn)稱，又可稱做可控硅整流器，以前被簡(jiǎn)稱為可控硅；1957年美國(guó)通用電器公司開(kāi)發(fā)出世界上第一款晶閘管產(chǎn)品，并于1958年將其商業(yè)化；晶閘管是PNPN四層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，它有三個(gè)極：陽(yáng)極，陰極和門(mén)極； 晶閘管具有硅整流器件的特性，能在高電壓、大電流條件下工作，且其工作過(guò)程可以控制、被廣泛應(yīng)用于可控整流、交流調(diào)壓、無(wú)觸點(diǎn)電子開(kāi)關(guān)、逆變及變頻等電子電路中。</p><p>　　

16、晶閘管工作條件為：加正向電壓且門(mén)極有觸發(fā)電流；其派生器件有：快速晶閘管，雙向晶閘管，逆導(dǎo)晶閘管，光控晶閘管等。它是一種大功率開(kāi)關(guān)型半導(dǎo)體器件，在電路中用文字符號(hào)為“V”、“VT”表示（舊標(biāo)準(zhǔn)中用字母“SCR”表示）。</p><p>　　晶閘管T在工作過(guò)程中，它的陽(yáng)極A和陰極K與電源和負(fù)載連接，組成晶閘管的主電路，晶閘管的門(mén)極G和陰極K與控制晶閘管的裝置連接，組成晶閘管的控制電路。 </p><

17、;p>　　晶閘管的工作條件： </p><p>　　（1）晶閘管承受反向陽(yáng)極電壓時(shí)，不管門(mén)極承受何種電壓，晶閘管都處于關(guān)斷狀態(tài)。 </p><p>　?。?）晶閘管承受正向陽(yáng)極電壓時(shí)，僅在門(mén)極承受正向電壓的情況下晶閘管才導(dǎo)通。 </p><p>　?。?）晶閘管在導(dǎo)通情況下，只要有一定的正向陽(yáng)極電壓，不論門(mén)極電壓如何，晶閘管保持導(dǎo)通，即晶閘管導(dǎo)通后，門(mén)極失去作

18、用。 </p><p>　?。?）晶閘管在導(dǎo)通情況下，當(dāng)主回路電壓（或電流）減小到接近于零時(shí)，晶閘管關(guān)斷。</p><p>　　（a）電氣圖形符號(hào) (b)外形</p><p>　　圖6 晶閘管電氣圖形符號(hào)及晶閘管外形</p><p><b>　　3.3.2三極管</b><

19、/p><p>　　三極管的基本結(jié)構(gòu)是兩個(gè)反向連的PN結(jié)面，有PNP和NPN 兩種組合。本設(shè)計(jì)中9012為PNP,9013為NPN，如圖所示。三個(gè)接出來(lái)的端點(diǎn)依序稱為發(fā)射極（emitter, E）、基極（base, B）和集電極（collector, C），名稱來(lái)源和它們?cè)谌龢O管操作時(shí)的功能有關(guān)。圖中也顯示出PNP和NPN三極管的電路符號(hào)，發(fā)射極特別被標(biāo)出，箭號(hào)所指的極為N型半導(dǎo)體，和二極體的符號(hào)一致。在沒(méi)接外加偏壓時(shí)

20、，兩個(gè)PN結(jié)面都會(huì)形成耗盡區(qū)，將中性的P型區(qū)和N型區(qū)隔開(kāi)。三極管的電特性和兩個(gè)PN結(jié)面的偏壓有關(guān)，工作區(qū)間也依偏壓方式來(lái)分類，這里我們討論最常用的所謂”正向活性區(qū)”(forward active)，在此區(qū)E，B極間的PN結(jié)維持在正向偏壓，而B(niǎo)，C極間的PN結(jié)面則在反向偏壓，通常用作放大器的三極管都以此方式偏壓。</p><p><b>　　圖7三極管9012</b></p>&

21、lt;p><b>　　四、總結(jié)</b></p><p>　　在剛開(kāi)始設(shè)計(jì)時(shí)子非常困惑和迷茫，還好有老師的指導(dǎo)和鼓勵(lì)讓我有了自信，決定努力做好課程設(shè)計(jì)，遇到不會(huì)的地方積極與老師請(qǐng)教，老師一直都細(xì)心耐心教我如何去做，怎么樣去思維。</p><p>　　在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，收獲知識(shí)，提高能力的同時(shí)，我也學(xué)到了很多人生的哲理，懂得怎么樣去制定計(jì)劃，怎么樣去實(shí)現(xiàn)這個(gè)計(jì)劃，并

22、掌握了在執(zhí)行過(guò)程中怎么樣去克服心理上的不良情緒。因此在以后的生活和學(xué)習(xí)的過(guò)程中，我一定會(huì)把課程設(shè)計(jì)的精神帶到生活中，不畏艱難，勇往直前！</p><p>　　完課程設(shè)計(jì)后,我們發(fā)現(xiàn)我們還有許多不足,所學(xué)到的知識(shí)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,以至于還有一些功能不能被完成。但通過(guò)這次實(shí)踐,增強(qiáng)了我們的動(dòng)手能力,提高和鞏固了各方面的知識(shí)，從中增強(qiáng)了我們的團(tuán)隊(duì)合作精神,并讓我們認(rèn)識(shí)到把理論應(yīng)用到實(shí)踐中去是多么重要。</p>

23、<p><b>　　五、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[ 1 ] 張興，杜少武，黃海宏. 電力電子技術(shù) [M] . 北京：科學(xué)出版社，2010.</p><p>　　[ 2 ] 康華光. 電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分 [M] . 北京：高等教育出版社，2009.</p><p>　　[ 3 ] 陳有卿. 實(shí)用燈光控制電路300