广工同步信号为锯齿波触发电路报告.docx

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广工同步信号为锯齿波触发电路报告

电力电子实训报告

课程名称:

电力电子技术实训

题目名称：

同步信号为锯齿波触发电路

学院:

自动化学院

专业班级:

12电力

学号:

姓名:

任课教师:

周

2015年01月13日

目录

1实训内容及要求……………………………………………………………-1-

1.1实训目的…………………………………………………………………-1-

1.2实训内容及要求…………………………………………………………-1-

1.3实训主要仪器设备和材料………………………………………………-1-

1.4实训方法、步骤及结果…………………………………………………-2-

1.5实训报告要求…………………………………………………………-2-

1.6成绩评定………………………………………………………………-2-

2电气原理图及工作原理……………………………………………………-3-

2.1电气原理图………………………………………………………………-3-

2.2实验原理…………………………………………………………………-3-

3印刷电路板及说明…………………………………………………………-4-

3.1印刷电路板说明…………………………………………………………-4-

3.2印刷电路板（PCB图）……………………………………………………-5-

4电路板调试…………………………………………………………………-5-

4.1波形、数据及分析………………………………………………………-5-

4.2调试过程存在问题分析及解决措施…………………………………-7-

5实训的收获体会……………………………………………………………-8-

参考文献…………………………………………………………………-9-

实验项目名称:

同步信号为锯齿波的触发电路

实验项目性质:

综合/设计性

所属课程名称:

电力电子技术实训

实验计划学时:

1周

实验地点：

工学二号馆512

实训时间：

2015年1月12日―2015年1月16日

1实训内容及要求

1.1实训目的

1、进一步熟悉电力电子器件的类型和特性，并掌握合理选用的原则。

2、学会电力电子电路的安装与调试技能。

3、进一步熟悉电子仪器的正确使用方法。

4、培养学生独立分析问题和解决实际工程问题的能力，并锻炼动手能力。

1.2实训内容及要求

1.按电气原理图设计印刷电路板，要求合理布局。

2.安装，调试电路板，测试波形，数据。

1.3实训主要仪器设备和材料

1.计算机，转印机。

2．示波器，万用表，敷铜板，一块，电子元器件若干。

3．实训具体过程流程图如下

1.4实训方法、步骤及结果测试

1.复习有关教材、查找有关资料，了解、熟悉晶闸管触发电路的要求和工作原理。

分析电路中各点的电压波形

2.设计、安装电路板

A.用PROTEL软件根据图2-1的同步信号为锯齿波触发电路设计印刷电路板图。

要求印刷电路板按规定尺寸设计，不留空余面积。

一般控制信号从左到右流，强电信号从上到下流。

~220V不能与印刷电路板连接，~220V的引线要用绝缘胶布牢固扎住

B.绘制印刷电路板图布线线宽在1mm以上。

为了避免干扰，布置地线时应注意各级电路采用一点接地原则，加粗、缩短地线

C.所有元件排列均匀，元件引脚、极性正确，布局合理，美观实用。

注意变压器的同名端

D.绘制的印刷电路板图，经审定后，制作印刷电路板。

要求印刷电路板前冲洗干净电路板，不含任何腐蚀物。

钻孔准确，两面无损

E.对焊接的要求是：

净化元件引线和焊点表面，同种元件距离印刷电路板的高度一致，焊接牢固，无虚焊，焊点光亮、圆滑、饱满、无裂纹、大小适中且一致

3.调试、检测

A.根据电气原理图反复核对装配好的电路。

经检查无误后通电调试。

注意安全，防止事故发生

B.检查各类电源的电压幅值。

如整流、稳压、插座、供电电压幅值

C.观察、记录电路中图2-1TP1~TP7各点的电压波形于图2-2中，要求测量波形的正、负电压值（V）；波形的周期（us、ms）；对齐相位

1.5实训报告要求

1.实训内容和要求

2.实训电路工作原理、印刷电路板布线图以及它们的说明

3.电路调试。

对调试中出现的问题进行分析，并说明解决的措施。

测试、记录、整理的波形与结果分析，并指出各种波形中其高、低电平表示的意义

4.改变图2.1中R1的参数，有什么影响？

5.收获体会，存在问题及进一步的改进意见等.

6.实训总结报告按学校规定统一格式。

不少于4000字，复印件无效。

抄袭件无效。

1.6成绩评定

1.对实训电路熟悉和掌握的程度

2.现场考核：

动手能力；安装工艺水平、调试中分析解决问题能力、以及创新精神等。

3.实训总结报告

4.遵守纪律、学习态度、工作作风和科学精神等

2电气原理图及工作原理

2.1电气原理图

2.2实验原理

1.脉冲形成环节：

脉冲形成环节由晶体管V4、V5组成，V7起脉冲放大作用。

移相控制电压加在V4基极上，电路的触发脉冲由脉冲变压器T2二次侧输出，其一次绕组接在V7集电极电路中。

当控制电压Uco=0时，V4截止。

+E1（+15V）电源通过R11供给V5一个足够大的基极电流，使V5饱和导通，所以V5的集电极电压接近于-15V。

V7处于截止状态，无脉冲输出。

另外，电源+E1（+15V）经R9、V5发射极到-E1（-15V），对电容C3充电，充满后电容两端电压接近2E1（30V）。

当控制电压Uco大约等于0.7V时，V4导通，A点电位由+E1（+15V）迅速减低到1.0V左右，由于电容C3两端电压不能突变，所以V5基极电位迅速降至约-2E1（-30V），由于V5发射结反偏置，V5立即截止。

它的集电极电压由-E1（-15V）迅速上升到钳位电压，于是V7导通，输出触发脉冲。

同时，电容C3经电源+E1、R11、D3、V4放电和反向充电，使V5基极电位又逐渐上升，直到Ub5大于-E1,V5又重新导通。

这时Uc5又降到-E1，使V7截止，输出脉冲终止。

可见，脉冲前沿由V4导通时刻确定，V5截止持续时间即为脉冲宽度。

所以脉冲宽度与反向充电回路时间常数R11、C3有关。

2.同步环节:

同步环节由同步变压器TS、晶体管V2、二极管VD1、VD2、R1、C1等元件组成。

锯齿波是由起开关作用的V2控制的，V2截止期间产生锯齿波，V2截止持续时间就是锯齿波的宽度，V2开关作用的晶闸管的频率就是锯齿波的频率。

同步锯齿波触发电路中，要求锯齿波的频率与主回路电源的频率相同，所以V2开关的频率与主回路电源频率要达到同步。

将同步变压器和整流变压器接在同一电源上，用同步变压器二次侧电压来控制V2的通断，以保证触发脉冲与主回路电源的同步。

3.锯齿波形成环节:

锯齿波形成环节由VS、RP3、R3、V1组成的恒流源电路及V2、V3等元件组成，其中V2是交流电源的同步开关，起到同步检测作用。

电路中由晶体管V1组成恒流源向电容C2充电，晶体管V2作为同步开关控制恒流源对C2的充放电过程。

晶体管V3为射极跟随器，起阻抗变换和前后级隔离作用，以减小后级对锯齿波线性的影响。

4.移相控制环节

移相控制电压Uco、初相位调整电压UP（UP为负值）和锯齿波Ut形成环节产生的锯齿波分别通过R6、R7、R8共同接到V4管的基极上，由三个电压综合后来控制V4的截止与导通。

根据叠加原理，在分析V4基极电位时，可看成Uco、UP、锯齿波电压三者单独作用的叠加。

只考虑锯齿波电压Ut时Ut，仍为锯齿波，只是斜率比Ut低。

同样，只考虑Uco和UP时，Uco’和UP分别为与Uco和UP平行的一直线，只是数值较Uco和UP为小。

当Uco＝0时，改变UP数值的大小，则V4开始导通的时刻就会根据UP的增大或减小而前、后移动，也就是移动了输出脉冲的相位。

因此适当调整UP数值的大小，可使Uco＝0时的脉冲初相位满足各主电路的需要。

当Uco＝0时，输出脉冲相位为α0，Uco增大时，输出脉冲相位逐渐前移，即α逐渐减小，从而达到了移相控制的目的。

3印刷电路板及说明

3.1印刷电路板说明

（1）用PROTEL99SE软件根据图2－1的同步信号为锯齿波触发电路设计印制电路板图（见附录：

附图1）。

印制电路板按规定尺寸设计，不留空余面积。

一般控制信号从左流到右，强电信号从上流到下。

～220V不能余印刷电路板连接，～220V的引线要用绝缘胶布牢固扎住。

（2）绘制印制电路板图布线线宽在1mm以上，本设计设为1.8mm。

为了避免干扰，布置地线时要注意各级电路采用一点接地原则，加粗、缩短地线。

（3）所有元件排列均匀，元件引脚、极性正确，布局合理，美观实用，注意变压器的同名端。

（4）绘制的印制电路板图，通过老师审定后制作成印制电路板。

制版前要求将板冲洗干净，腐蚀后也要冲洗干净，不含腐蚀物。

按图准确钻孔，两面无损。

（5）根据电路原理图选用合适的型号的元器件，检测其参数并看其是否有损坏，无误后在印制板上对应位置上合理安放、焊接。

要求净化元件引线和焊点表面，同种元件距离印制电路板的高度一致，焊接牢固，无虚焊，焊点光亮、圆滑、饱满、无裂纹、大小适中且一致。

3.2印刷电路板（PCB图）

4电路板调试

4.1波形、数据及分析

1）整定移相控制电压Uco＝0V，偏移电压Up＝－4V。

调斜率电位器RP3，改变锯齿波的上升斜率，使测试点TP7的脉冲前沿在检测点TP3的锯齿波形中央，见图2－3。

以后偏移电位器RP2，斜率电位器RP3不用调整。

2）以图2－1中的0作为参考点。

改变移相控制电压Uco＝0～8V，脉冲的移相范围D=0~90。

3）以图2-1中的0点为参考点。

用双线示波器观测检测点TP1~TP7在一个工作周期中的波形，测量波形的正负电压值，波形的周期，对齐相位，全部记录在图2－2中。

4）测绘移相控制特性，用完用表支流电压挡测量土2-1中的移相控制电压Uco。

用示波器观测TP7的脉冲，记录在表2-1中。

作出a=f（Uco）移相控制特性的函数曲线。

绘制在图2-4中。

5）两板连接测量补脉冲：

A，B两板地线相连，A板补脉冲输出点接B板脉冲输入点，观察记录B板上G，K两点之间的波形（应有双脉冲输出），判断何为补脉冲。

TP2：

C1充电过程为0~波形最低处，C1放电过程为最低处到最高处，最高处的稳定期间V2导通；

TP3：

为锯齿波，从C1充电到C1放电期间形成锯齿波；

TP4：

最低处为C1开始充电时刻，最高处为C1充电完毕的时刻；

TP5：

是一个方波，V4截止的时间为最高处电压的时间，V4导通时间为最低处电压的时间；

TP6：

是一个类似尖波的波形，脉冲出现的时刻是V4导通的时刻，即波形的下降沿；

TP7：

是脉冲波形，最低点是脉冲出现的时刻，即是V4导通的时刻。

从仿真波形来看，TP7的波形有偏差，可能和仿真电路所使用的器件号不同有关。

4.2调试过程存在问题分析及解决措施

我们这一组的调试十分成功。

因为虽然第一天就焊接好电路板，但是没来得及进行调试，到第二天才进行波形调试，

在调试过程中，处理TP1中正弦波有点干扰有点小小变形外，其他的波形都挺平滑漂亮的，

以致我们这一组第一个验收，这个可能和我们第一天在焊接时十分仔细，且更换了好几个损坏的元件以及老师的建议及指导有很大的关系。

改变图2.1中R1的参数有什么影响？

答：

改变梯形波的宽度和形成时间。

5实训的收获体会

在为期一周的电力电子技术实训当中，我们在工学二号馆进行了实训。

在实训正式