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可控硅调压原理
1. 可控硅(晶闸管)交流调压电路的原理方框图如图1所示(1)整流电路采用桥式整流,将220伏,50赫兹交流电压变为脉动直流电。(2)抗干扰电路为普通电源抗干扰电路。(3)可控硅禅旅誉控制电路采用可控硅和降压电阻组成。(4)张弛振荡器由单结晶体管和电阻组成。(5)冲放电电路有电阻贺段和可变电阻及电容组成。
2. 可控硅(晶闸管)交流调压电路原理图3. 可控硅(晶闸管)交流调压电路工作原理图中tvp抗干扰普通电源电路。采用双向tvp管子。它对于电网的尖脉冲电压和雷电叠加电压等等干扰超过去额定的数值量,都能有效的吸收。整流电路采用桥式整流,由4只二极管组成,d1,d2,d3,d4组成。双基极二极管组成张弛真振荡器作为可控硅的同步触发电路。当调压器接上市电后220伏交流电通过负载电阻rc,二极管d1到d4整流,在可控硅sch的a ,k两极形成一个脉动的直流电压。该电压由电阻r1降压后作为触发电路的直流电源。在交流的正半周时,整流电路通过电阻r1,可变电阻w1对电容充电。当充电电压t1管的峰值电压up时,管子由截止变为导通。于是电容c通过t1管的e1,b1结和r2迅速的放电,结果在r2上获得一个尖脉冲。这个脉冲作为控制信号送到可控硅scr的控制极,使可控硅导通。可控硅导通后的管压降很低,一般小于1伏,所以张弛振荡器停止工作。当交流电通过镇竖0点时,可控硅自行关断。当交流电在负半周时c又重新充电…周而复始。改变可变电阻的阻值可改变电容的冲放电时间,从而改变可控硅的导通时刻,来改变负载上的的输出电压。4. 可控硅(晶闸管)交流调压电路元件参数的选择(1)二极管d1,d2,d3,d4于300伏,整流电流大于0.3安的硅流二极管。型号2cz21b, 2cz83e。(2)晶闸管选用正向与反向电压大于300伏,额定平均电流大于1安的可控硅整流器件。型号 国产3ct。(3)调压电位器选用阻值围470千欧的wh114—1型的合成炭膜电位器。(4)电阻r1选用功率为1瓦的金属膜电阻。(5)电阻r2,r3,r4选用功率为1/8瓦的炭膜电阻。5. 这种交流可控硅调压电路特点(1) 具有调压功能,输出电压范围100到220伏;(2)具有输出电压可调功能。可根据需要调节输出电压;(3) 所设计的电路具有一定的抗干扰功能。
双向可控硅制作的交流调压电路主要是控制双向可控硅导通角实现调压的。
工作原理:R、RP、C、D 组成脉冲形成网络触发双向可控硅BT, 使BT在市电正负半周均保持相应正反向导通。调节RP阻值,即可改变BT的导通角,达到调节负载RL,上电压的目的。可用于家庭台灯调光、电熨斗、电热毯的调温及电风扇调速等。
可控硅是一种新型的半导体器件,它有体积小,重量轻,效率高,寿命长,动作快以及使用方便等优点。目前,交流调压器多采用可控硅调压。下面介绍的是一种用可控硅为主要器件来实现自动调压的电路。 2 总体设计方案 2.1 可控硅交流调压电路设计思路 (1)电网提供220伏(有效值)50赫兹,通过整流电路变成单向的脉动 电流。 (2)将单向脉动支流电送到可控硅,经电阻降压,作为触发电路的直流电源。 (3)通过对电容的冲放电来控制张弛振荡器。 (4)形成一个尖脉冲送到可控硅的控制极。 (5)调节电阻的阻值可改变电容的冲放电时间,来改变可控硅的导通时刻从而改变输出电压。 2.2 可控硅交流调压电路的原理方框图如图1所示 图1 可控硅交流调压方框图 (1)整流电路采用桥式整流,将220伏,50赫兹交流电压变为脉动直流电。 (2)抗干扰电路为普通电源抗干扰电路。 (3)可控硅控制电路采用可控硅和降压电阻组成。 (4)张弛振荡器由单结晶体管和电阻组成。 (5)冲放电电路有电阻和可变电阻及电容组成。 2.3 电路原理图 图2 交流调压电路的原理图 2.4 工作原理 图中TVP抗干扰普通电源电路。采用双向TVP管子。它对于电网的尖脉冲电压和雷电叠加电压等等干扰超过去额定的数值量,都能有效的吸 收。 整流电路采用桥式整流,由4只二极管组成,D1,D2,D3,D4组成。双基极二极管组成张弛真振荡器作为可控硅的同步触发电路。当调压器接上市电后220伏交流电通过负载电阻Rc,二极管D1到D4整流,在可控硅SCH的A ,K两极形成一个脉动的直流电压。该电压由电阻R1降压后作为触发电路的直流电源。在交流的正半周时,整流电路通过电阻R1,可变电阻W1对电容充电。当充电电压T1管的峰值电压Up时,管子由截止变为导通。于是电容C通过T1管的e1,b1结和R2迅速的放电,结果在R2上获得一个尖脉冲。这个脉冲作为控制信号送到可控硅SCR的控制极,使可控硅导通。可控硅导通后的管压降很低,一般小于1伏,所以张弛振荡器停止工作。当交流电通过0点时,可控硅自行关断。当交流电在负半周时C又重新充电…周而复始。改变可变电阻的阻值可改变电容的冲放电时间,从而改变可控硅的导通时刻,来改变负载上的的输出电压。 2.5 参数的选择 (1)二极管D1,D2,D3,D4于300伏,整流电流大于0.3安的硅流二极管。型号2CZ21B, 2CZ83E。 (2)晶闸管选用正向与反向电压大于300伏,额定平均电流大于1安的可控硅整流器件。型号 国产3CT。 (3)调压电位器选用阻值围470千欧的WH114—1型的合成炭膜电位器。 (4)电阻R1选用功率为1瓦的金属膜电阻。 (5)电阻R2,R3,R4选用功率为1/8瓦的炭膜电阻。 参考文献 [1] 崔体人.元器件选用大全 .杭州:浙江科学出版社 1998。 [2] 方德寿.实用电子技术手册 .北京:国防工业出版社 1999。 [3] 谢自美.电子线路设计实验测试 .武汉:华中理工大学出版社 1994。 [4] 电气学会编.电工电子技术手册.北京:科学出版社 2004。 心得体会 这次实习给我的最大感受就是自己的知识太贫乏。拿到这个题目后却不知道如何下手了。平时学的知识都很零碎的存在脑袋里。用的时候去不能系统的组织起来。还有就是自己的计算机知识太差劲了,连以前过的计算机基础知识,由于经常不用而忘记了。所以设计这电路费了很大的劲。 刚开始对电路不很懂。不过通过这些实习。我理解了交流调压电路的原理,功能,作用。还有许多参数,每一步都不好走。终于把它给弄明白了。 通过这次实习让我学会了查资料。以前都没怎么进图书馆。开始设时,为了一个参数的选择,不得不在图书馆翻一本又一本的厚厚的书。还有为了看论文的格式而浏览了很多的网页。真的快达到废寝忘食的地步了。 实习让我明白了平常都是眼高手低。很多东西决的自己会,其实知道的只是一些皮毛。我想学任何东西都是要深入进去的,而不是只学到表面的。我对自己的专业知识也有了一个新的认识,我知道还有很多东西需要自己去努力,认真的学习。
可控硅是一种新型的半导体器件,它具有体积小、重量轻埋渗、效率高、寿命长、动作快以及使用方便等优点,目前交流调压器多采用可控硅调压器。这里介绍一台电路简单、装置容易、控制方便的可控硅交流调压器,这可用作家用电器的调压装置,进行照明灯调光,电风扇调速、电熨斗调温等控制。这台调压器的输出功率达100W,一般家用电器都能使用。 1:电路原理:电路图如下 可控硅交流调压器由可控整流电路和触发电路两部分组成,其电路原里图如下图所示。从图中可知,二极管D1—D4组成桥式整流电路,双基极二极管T1构成张弛振荡器作为可控硅的同步触发电路。当调压器接上市电后,220V交流电通过负载电阻RL经二极管D1—D4整流,在可控硅SCR的A、K两端形成一个脉动直流电压,该电压由电阻R1降压后作为触发电路的直流电源。在交流电的正半周时,整流电压通过R4、W1对电容C充电。当充电电压Uc达到T1管的峰值电压Up时,T1管由截止变为导通,于是电容C通过T1管的e、b1结和R2迅速放电,结果在R2上获得一个尖脉冲。这个脉冲作为控制信号送到可控硅SCR的控制极,使可控硅导通。可控硅导通后的管压降很低,一般小于1V,所以张弛振荡器停止工作。当交流电通过零点时,可控硅自关断。当交流电在负半周时,电容C又从新充电……如此周而复始,便可调整负载RL上的功率了。 2:元器件选择 调压器的调节电位器选用阻值为470KΩ的WH114-1型合成碳膜电位器,这种电位器可以直接焊在电路板上,电阻除R1要用功率为1W的金属膜电阻外,其佘的都用功率为1/8W的碳膜电阻。D1—D4选用反向击穿电压大于旅弯300V、最大整流电流大于0.3A的硅整流二极管,如2CZ21B、拆液闷2CZ83E、2DP3B等。SCR选用正向与反向电压大于300V、额定平均电流大于1A的可控硅整流器件,如国产3CT系例。
可控硅调速是用改变可控硅导通角的方法来改变电动机端电压的波形,从而改变电动机端电压的有效值,达到调速的目的。
当可控硅导通角α1=180°时,电动机端电压波形为正弦波,即全导通状态;(图示两种状态)当可控硅导通角α1 《180°时,码备电则磨动机端电压波形如图实线所示,即非全导通状态,有效值减小;α1越小,导通状态越少,则电压有效值越小,所产生的磁场越小,则电机的转速越低。但孙模斗这时电动机电压和电流波形不连续,波形差,故电动机的噪音大,甚至有明显的抖动,并带来干扰。这些现象一般是在微风或低风速时出现,属正常。
~36V的交流电压经过桥式整流以后变成100Hz的直流电(注意:电路中没有滤波!整流输出的是脉动直流,波形是正弦正半周的半波)。
BT33E是一只单结晶体管,与R4+Rp和C构成锯齿波张弛振荡电路。振荡频率一般几百Hz,BP用来调整振荡频率(实际上是调整C的充电时间),也是第一个锯齿波尖峰与零点的时间差,也就是移相角(控制角)。因此,在一个半波内有多个锯齿,锯齿波的包络线就是半波波形。
当交流电压过零瞬间,整流后的直流电和做压也为零,晶闸管3CT被迫关断。张弛振荡器停振,因此,每次交流电压过零后,张弛振荡器发行棚丛出第一个触发脉冲的时刻都相同,这个时刻取决于RP的阻值和C的电容档樱量。调节RP的阻值,就可以改变电容器C的充电时间,也就改变了第一个Ug发出的时刻,相应地改变了晶闸管的控制角,使负载RL上输出电压的平均值发生变化,达到调压的目的。
关键词:电阻 负载电阻 双基极二极管 二极管d1 降压电阻 可控硅的 电位器 电容 电阻的 电容的 可控硅 调压电位器 可变电阻 基极二极管 双向可控硅
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