《电工电子基本技能训练》 课件 3-6晶闸管调光电路的安装与调试

任务6晶闸管调光电路的安装与调试任务6晶闸管调光电路的安装与调试任务6晶闸管调光电路的安装与调试任务引入晶闸管也称可控硅，是一种常见的电子元器件，利用其特性可以制作调光电路，相较于传统调光电路，晶闸管调光电路在调光性能、节能效果、稳定性等方面具有诸多显著优势。通过改变晶闸管的导通角，可以精确地控制输出电压的大小，从而实现对灯光亮度的精确调节，能满足用户在不同场景下对光线亮度的个性化需求，如图所示。本任务要求熟悉单结晶体管和晶闸管的工作特性、检测方法，掌握晶闸管调光电路的工作原理，并完成电路的安装与调试。任务6晶闸管调光电路的安装与调试

相关知识：一、晶闸管调光电路晶闸管调光电路原理图如图所示。晶闸管调光电路原理图电路由灯泡HL、整流管VD1～VD4、晶闸管V5与电源构成主电路；由单结晶体管V6、电阻器R2~R4、电位器RP、电容器C组成单结晶体管张弛振荡器，作为晶闸管V5的触发电路，通过电阻R1实现主电路与触发电路之间的耦合。任务6晶闸管调光电路的安装与调试

在电源接通前，电容器C两端的电压为零。电源接通后，电容器C通过电阻器R1、R4以及电位器RP进行充电，其两端电压逐渐升高。当电容器C两端的电压达到单结晶体管V2的峰值电压时，单结晶体管V2的发射极e与基极b1之间导通，电容器C两端的电压通过单结晶体管V2的e-b1向电阻器R3放电。当电容器C两端的电压降至谷点电压时，单结晶体管V2恢复至截止状态。随后，电容器C再次充电，重复上述过程，最终电容器C两端形成锯齿波形电压，在电阻器R3上形成脉冲电压。该脉冲电压被输出至晶闸管V1的门极g，作为触发信号，改变晶闸管V1的导通状态，使灯泡HL获得相应的可变电压。任务6晶闸管调光电路的安装与调试

闭合开关S，电路与电源连接。二极管VD1至VD4构成的桥式整流电路将交流电压转换为脉动直流电压，并施加于晶闸管V1。在整流输出的每半个周期内，由单结晶体管V2构建的振荡器产生的首个脉冲作为有效触发信号。通过调节电位器RP的电阻值，可以改变触发脉冲的相位，进而控制晶闸管V1的导通角，实现对灯泡HL亮度的调节。电位器RP的电阻值与灯泡HL的亮度成反比关系，即RP的电阻值越大，灯泡HL的亮度越低；RP的电阻值越小，灯泡HL的亮度越高。因此，通过调节电位器RP的电阻值，可以实现对灯泡HL亮度的无级调节。任务6晶闸管调光电路的安装与调试

相关知识：二、单结晶体管和晶闸管的工作特性1.单结晶体管单结晶体管的内部结构、图形符号和等效电路如图所示。

内部结构

图形符号

等效电路任务6晶闸管调光电路的安装与调试

单结晶体管最重要的特性是具有负阻特性。当发射极电压低于峰点电压时，单结晶体管处于截止状态；当发射极电压上升到峰点电压时，单结晶体管突然导通，发射极电流急剧增加，而发射极电压却迅速下降，呈现出负阻特性。此后，当发射极电流减小到谷点电流以下时，单结晶体管又恢复到截止状态。利用单结晶体管的负阻特性和电容器的充放电原理，可以构成张弛振荡器，产生脉冲信号。张弛振荡器通过改变外接电阻和电容器的参数，可以方便地调节输出脉冲的频率，常用于晶闸管的触发电路中。任务6晶闸管调光电路的安装与调试

相关知识：二、单结晶体管和晶闸管的工作特性2.晶闸管晶闸管具有单向导通特性，类似于二极管。晶闸管的内部结构示意和图形符号如图所示。

内部结构

图形符号任务6晶闸管调光电路的安装与调试

当阳极电位高于阴极电位，且门极加上合适的触发信号时，晶闸管导通，导通后即使触发信号消失，晶闸管仍能保持导通状态，直到阳极电流减小到低于维持电流或阳极与阴极间电压反向且达到一定值时，晶闸管才会关断。

通过门极施加触发信号，可以控制晶闸管的导通时刻。在交流电路中，改变触发信号的相位，就能改变晶闸管的导通角，从而实现对输出电压和电流的调节。这种控制方法常用于可控整流、交流调压、直流斩波等电路。晶闸管能够承受较高的电压和较大的电流，适用于高功率、高电压的电力电子应用场合，如工业上的电动机调速、电镀电源、高压直流输电等。任务6晶闸管调光电路的安装与调试

晶闸管的工作特性工作特性电路图示说明正向阻断

晶闸管加正向电压，但门极未加正向电压时，晶闸管不会导通，指示灯不亮，这种状态称为晶闸管的正向阻断触发导通

晶闸管加正向电压，且门极加正向触发电压时，晶闸管导通，指示灯亮，这种状态称为晶闸管的触发导通反向阻断

晶闸管加反向电压，无论门极是否加正向触发电压，晶闸管均不会导通，指示灯不亮，这种状态称为反向阻断任务6晶闸管调光电路的安装与调试

任务实施一、任务准备

根据任务需要，按照实训器材清单准备好相应的工具、仪器仪表、元器件和材料，设置好安全防护措施。类别准备内容工具

内热式电烙铁、烙铁架、锉刀、镊子、斜口钳、吸锡器仪器仪表

万用表、双踪示波器元器件

二极管（4个）、电阻器（4个）、带开关电位器（1个）、电容器（1个）、单结晶体管（BT33、1个）、晶闸管（1个）、灯泡（1个）、开关（1个）材料

松香、焊锡丝、导线、PCB任务6晶闸管调光电路的安装与调试

任务实施二、检测元器件1.检测单结晶体管（1）判别电极将万用表置于R×100挡或R×1k挡，红表笔接单结晶体管的某引脚，黑表笔分别接另外两引脚，若两次测得的电阻值均较大，则红表笔所接的引脚为发射极e；然后将黑表笔接发射极e，红表笔分别接另外两引脚，若单结晶体管正常，则两次测得的电阻值都应较小，数值较大那次测量时红表笔所接的引脚为第一基极b1，数值较小那次测量时红表笔所接的引脚为第二基极b2。任务6晶闸管调光电路的安装与调试

不同型号单结晶体管的分压比不同。大多数单结晶体管的分压比大于0.5，第一基极b1与发射极e间的电阻值略大于第二基极b2与发射极e间的电阻值；若分压比小于0.5，则反之。任务6晶闸管调光电路的安装与调试

（2）检测质量好坏将万用表置于R×100挡或R×1k挡，红表笔接第一基极b1，黑表笔接第二基极b2，测量单结晶体管b1、b2间的电阻值；然后将两表笔对调，再次测量b1、b2间的电阻值；若b1、b2间的电阻值为固定值，则单结晶体管正常。任务6晶闸管调光电路的安装与调试

2.检测晶闸管按下表判别晶闸管的极性，并判断其质量好坏。步骤图示操作说明判别极性

将万用表置于R×1k挡，测量晶闸管任意两引脚间的电阻值，当测得的电阻值较小时，黑表笔所接的引脚为门极g，红表笔所接的引脚为阴极k，余下的引脚为阳极a；其他情况下电阻值均为无穷大判断质量好坏

将万用表置于R×10挡，红表笔接阴极k，黑表笔接阳极a，指针应接近电阻刻度线的“∞”处；将黑表笔在不断开阳极a的同时接门极g，指针向右偏转到较小电阻值，表明晶闸管能触发导通在不断开阳极a的情况下，断开黑表笔与门极g的接触，指针应保持在原较小电阻值，表明晶闸管撤去控制信号后仍将保持导通状态任务6晶闸管调光电路的安装与调试

任务实施三、安装与调试电路1.安装电路检查引脚成形插装、焊接电阻器R1~R4任务6晶闸管调光电路的安装与调试

插装、焊接整流二极管VD1~VD4插装、焊接晶闸管V1、单结晶体管V2、电容器C插装、焊接电位器RP、引线插座任务6晶闸管调光电路的安装与调试

焊接时注意整流二极管、单结晶体管和晶闸管的管脚判别。整理任务6晶闸管调光电路的安装与调试

2.检查电路

电路安装完成后，应按照工艺要求进行电路检查，电路检查项目及工艺要求见表。检查项目元器件安装电路连接焊接质量工艺要求（1）元器件与电路图一致（2）元器件布局合理、紧凑（3）元器件安装牢固（4）电容器、电位器、晶闸管、单结晶体管采用立式插装，与PCB间距8mm（5）电阻器、二极管采用卧式插装，紧贴PCB安装（6）元器件的标称值位于方便观察的位置（1）元器件间的连接与电路图一致（2）导线横平竖直，无交叉（1）焊点光亮、清洁，焊料适量（2）无漏焊、虚焊、假焊、搭焊、溅锡等现象（3）焊盘无剥落、翘曲、撕裂等现象（4）焊盘周围无残留焊剂（5）焊接点与万能PCB板布线无桥接现象（6）焊接后元器件引脚剪脚，留头长度约1mm（7）元器件焊接牢固任务6晶闸管调光电路的安装与调试

3.调试电路连接晶闸管调光电路的电源，闭合开关S，调节电位器RP的电阻值，观察灯光的变化，将结果填入下表。同时，使用示波器观察并绘制表中要求的电压波形。调试完毕断开开关S，断开电路电源。调试内容操作步骤调试现象观察灯珠HL亮度当增大RP的值时

当减小RP的值时

任务6晶闸管调光电路的安装与调试

调试内容操作步骤调试现象观察并绘制电压波形绘制整流后电压波形（V1两端电压波形）RP的值较小