广工功率电子学课程设计.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除课程设计报告 课程名称 功率电子学 题目名称 调温调速电路的设计 学生学院 信息工程学院 专业班级 应用电子技术 学 号 311 xxxx 学生姓名 xxx(优) 指导教师 老师 设计时间 报告页数 10页 目 录1设计的目的和意义32 设计任务概述33 系统方案设计与论证43.1 系统方案选定43.2系统工作原理43.3 电路工作原理53.4 硬件原理图53.5 晶闸管控制原理5-63.6 元器件选择64 电路实现74.1 焊接过程74.2 调试过程74.3 作品展示8-9结论9心得体会10一 、设计的目的和意义电力电子技术课程是电子类专业的一门重要课程之一，在学习了比较系统的电力电子技术基础知识的同时，将理论知识与具体实践结合是进一步巩固所学知识显得尤为重要。本课程设计出发点是让学生通过仿真或者焊接电路板实物作品，锻炼学生的动手能力，独立思考、解决问题以及将理论知识运用于时间的能力，培养应用型人才。二、设计任务概述2.1 设计任务概述通过设计电路，了解电路、焊接电路板等过程，充分了解和熟悉调光电路的组成及其基本结构并掌握电路的焊接方法、电路的工作，最终完成调试功能。2.2 课程设计应完成的工作（1）硬件系统电路的设计，焊接，调试 。（2）撰写课程设计报告。3 系统方案设计与论证3.1 系统方案选定调光灯灯光的控制是由一个能起到类似“闸门”作用的晶闸管来完成的.这个“闸门”的开闭会使交流电的波形被“裁切” ，从而使电压的有效值发生变化，进而达到控制灯光明暗的作用。3.2系统工作原理市场上常见的调光台灯电路，没有整流电路，用触发电路为一只双向二极管的电路来控制双向晶闸管的栅极电压，改变晶闸管两端的电压，从而控制电灯泡两端的电压有效值，实现电灯泡的亮度变化。加到晶闸管上的是双向的交变电压，调节电位器的旋钮，可以改变电容的充电时间，通过双向二极管控制晶闸管的“导通角”，从而达到控制加在白炽灯两端电压的有效值，进而控制灯光的明暗.交变电压波形导通角为q的交变电压波形3.3 电路工作原理本设计可根据不同环境对光照的需求不同来调整在不同光强下关闭和打开电灯。具有很大的实用价值。该调灯电路由晶闸管VT，二极管VD1、VD2，双向触发二极管V，发光二极管VL1、VL2，电容器C1、C2，电阻器R1R6,R2为 100K的滑动变阻器，开关，保险丝和电加热器件EH等组成。(如图所示)调节滑动变阻器大小时，可以改变电容器C1的充放电速率，从而改变晶闸管的导通角。C1两端的电压经过V去触发VT并使其导通，通过改变VT的导通角，来改变电加热器EH(负载)两端交流电压的高低。VL1、VL2为工作状态指示发光二极管。将滑动变阻器置于高电阻，（向右旋转）VL2点亮，至于低电阻，（向左旋转）VL1点亮。由于是滑动变阻器的渐变过程，所以指示灯的亮暗是渐变的。3.4 硬件原理图调光电路原理图3.5 晶闸管控制原理晶闸管是P1N1P2N2四层三端结构元件,共有三个PN结,可以把它看作由一个PNP管和一个NPN管所组成。如下图： 当阳极A加上正向电压时，BG1和BG2管均处于放大状态。此时如果从控制极G输入一个正向触发信号，BG2便有基流ib2流过，经BG2放大，其集电极电流ic2=2ib2。因为BG2的集电极直接与BG1的基极相连，所以ib1=ic2。此时，电流ic2再经BG1放大，于是BG1的集电极电流ic1=1ib1=12ib2。这个电流又流回到BG2的基极表成正反馈，使ib2不断增大，如此正向馈循环的结果，两个管子的电流剧增，晶闸管使饱和导通。由于BG1和BG2所构成的正反馈作用，所以一旦晶闸管导通后，即使控制极G的电流消失了晶闸管仍然能够维持导通状态，由于触发信号只起触发作用，没有关断功能，所以这种晶闸管是不可关断的。那么，用什么方法才能使导通的晶闸管关断呢?使导通的晶闸管关断，可以断开阳极电源或使阳极电流小于维持导通的最小值(称为维持电流)。如果晶闸管阳极和阴极之间外加的是交流电压或脉动直流电压。那么，在电压过零时，晶闸管会自行关断。3.6 元器件选择保险丝用参数2A/250V；开关用参数3A/250V；R1 3 4 5均选用1/2W金属膜电阻器；R2 100K的滑动变阻器代替；R6选用1/4W碳膜电阻器或金属膜电阻器。C1选用耐压值为160V的涤纶电容器或CBB电容器；C2选择耐压值为400V的涤纶电容器。VD1和VD2均选用1N4007型硅整流二极管。VL1、VL2均选用5mm的发光二极管，VL1选红色，VL2选绿色。V选用DB2或VR60型双向触发二极管。VT选用6A、600V的双向晶闸管。四、电路实现4.1 焊接过程根据电路图摆放元器件，但是并不是随便摆放，注意整齐及分布疏密合理。然后进行焊接，应注意虚焊、漏焊等现象。调试前，需要用万用表进行检查，看是否有短路现象，应该清除所有短路地方重新焊接。4.2 调试过程调试时，用变压器接好正负极，一开始电压不应过高，以防电路被烧坏，但也不可以太低，否则实验现象不明显。调试过程中，转动电位器，灯泡亮度随着滑动变阻器的阻值变化而变化，符合设计要求，调试成功。4.3 作品展示 实物图 上电后实物图结论 通过观察灯泡发光状态可得出该电路工作在220V交流电下，输出电压通过调节能发生变化，从而对负载进行调光，证明该方案可行。心得体会 本次课程设计有两个选择，一是MATLAB 软件仿真。二是调温调速电路的设计并作出实物。由于本人更喜欢动手实践，所以选择方案二。在本次的焊接电路和调试过程中，基本上还是挺顺利，但也遇到很多问题。刚开始想做PCB，减去焊接导线的繁琐，且会更稳定。画完PCB之后，发现学校打印不了（后来几天可以是因为有学生自己买了打印机），且电路也非复杂。所以选择焊接洞洞板。第一次焊接的时候，由于受到师兄以前的一些影响，觉得尽量小，尽量密集好。就焊接了2*4的洞洞板。结果调试挺好，灯泡可调且明显。但是LED显示和课件的有点稍微的不同。改了金闸管1 2脚之后，刚开始可以。后来不知什么原因，可能是电路板太小，在调试的过程中短路了，导致电源跳闸。金闸管爆了，换了一个金闸管就不可调了。于是决定再做一块。第二块考虑的东西更全面了。首先，觉得由于是焊接洞洞板的，没必要焊得很小很小。1，焊接小可能更容易不小心短路，导致作品不工作且本电源是强电，容易发生危险；2本作品并非投入市场，只是作为学习，所以可以在合理范围内大点。由于到金闸管的特性，必须考虑布局上的扇热。加扇热片比较占空间，所以我直接将它布局在外围。开关，滑动电阻器，由于需要对他们进行操作，也放在外围。在电路板外接电源与负载处，焊接完加上绝缘胶固定，这样使电路更安